Grafeen krijgt verhitte aandacht, een "wondermateriaal" met grote geleidbaarheid genoemd, flexibiliteit en duurzaamheid. Echter, grafeen is moeilijk verkrijgbaar vanwege het feit dat het productieproces ingewikkeld is en massaproductie niet mogelijk is. Onlangs, een binnenlands onderzoeksteam ontwikkelde een koolstofmateriaal zonder kunstmatige defecten die vaak worden aangetroffen tijdens het productieproces van grafeen, met behoud van de oorspronkelijke kenmerken. Het nieuw ontwikkelde materiaal kan worden gebruikt als vervanging voor grafeen in zonnecellen en halfgeleiderchips. Verder, het ontwikkelde proces is gebaseerd op het continue en in massa geproduceerde proces van koolstofvezel, waardoor het veel gemakkelijker wordt voor volledige commercialisering. Als erkenning voor de innovatieve aanpak, het onderzoek werd geïntroduceerd op de cover van nanoschaal , een zeer invloedrijk peer-reviewed tijdschrift op het gebied van nanowetenschap.

Het onderzoeksteam onder leiding van Dr. Han-Ik Joh van KIST samen met Dr. Seok-In Na van Chonbuk National University en Dr. Byoung Gak Kim van KRICT synthetiseerde koolstof nanosheets vergelijkbaar met grafeen met behulp van polymeer, en direct de transparante elektroden gebruikt voor organische zonnecellen. De onderzoeksresultaten werden geïntroduceerd in nanoschaal , een tijdschrift van de Royal Society of Chemistry in het Verenigd Koninkrijk onder de titel "One-step Synthesis of Carbon Nanosheets Converted from a Polycylic Compound and Their Direct Use as Transparent Electrodes of ITO-free Organic Solar Cells" en werd geselecteerd als coververhaal in de editie van 21 januari als erkenning voor deze innovatieve en uitstekende onderzoeksresultaten.

Om grafeen van hoge kwaliteit in grote hoeveelheden te produceren, de CVD-methode (chemical vapour deposition)* wordt veel gebruikt. Echter, deze methode vereist een intensieve nabewerking (transferproces) omdat het gebruikt metaal moet verwijderen na het fabricageproces en het vervaardigde grafeen naar een ander bord, zoals een zonnecelsubstraat, moet verplaatsen. In dit proces gaat de kwaliteit snel achteruit omdat het vatbaar is voor rimpels of scheuren.

CVD (Chemical Vapor Deposition):Het is een methode om grafeen te vervaardigen op de plaat van metaalfilm die als katalysator dient. Het produceert het materiaal door gas, het brongas genaamd, op het bord uit te blazen. Nadat het klaar is, moet het metaal worden verwijderd en moet grafeen naar een ander bord worden getransporteerd.

Het onderzoeksteam ontwikkelde "carbon nanosheet" in een proces in twee stappen, die bestaat uit het coaten van het substraat met een plymer-oplossing en verwarming. Aangezien het bestaande proces bestaat uit 8 stappen om grafeen te vervaardigen, de nieuwe methode maakt het veel eenvoudiger. In aanvulling, de nieuwe methode kan zonder extra proces direct als zonnecel worden gebruikt.

Het onderzoeksteam synthetiseerde een polymeer met een stijve ladderstructuur, namelijk PIM-1 (polymeer van intrinsieke microporositeit-1) om de te vormen via het simpoolproces, die is spin-coated op de kwartssubstraten met behulp van PIM-1-oplossing met lichtgroene kleur en vervolgens met warmte behandeld bij 1, 200 °C, leidend tot transparant en geleidend CZS.

Het koolstofnanoblad kan in een eenvoudiger proces in massa worden geproduceerd terwijl het een hoge kwaliteit heeft, omdat het nieuwe proces de stappen omzeilt die vatbaar zijn voor de vorming van defecten, zoals het verwijderen van het metalen substraat of het overbrengen van grafeen naar een ander bord. Het eindproduct is even effectief als grafeen.

Dr. Han Ik Joh van KIST zei:"Er wordt verwacht dat het zonder problemen zal worden toegepast voor de commercialisering van transparante en geleidende 2D-koolstofmaterialen, aangezien dit proces is gebaseerd op het continue en massaproductieproces van koolstofvezel."