| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2012년 가을 (11/07 ~ 11/09, 라카이샌드파인 리조트) |
| 권호 | 18권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 | 정공 수송층에 첨가한 나노입자가 유기태양전지 효율에 미치는 영향 |
| 초록 | 유기태양전지는 단가를 낮추는 것뿐만 아니라, 휨성(flexible)와 의장성(design)에 우수한 특성을 갖기 때문에 발전 이외의 새로운 적용분야에 대한 시장확대가 기대되고 있다. 하지만 실용화시키기 위해서는 전력변환효율에서 개선하여야 할 점이 많다. 실제로 발전량을 높이기 위해서는 효율을 높이는 것뿐만 아니라 수명을 연장시키기 위한 내구성 및 모듈화에 대한 연구가 필요하다. 특히 소자구조 개선하기 위해서는 광활성층의 구조 개선, 양극과 음극의 위치를 바꾸는 역구조(inverted) 태양전지, 금속 전극의 일함수 값을 조절하기 위한 합금의 사용 등의 연구가 이루어 지고 있으며, 새로운 물질의 개발과 적용의 방향에서는 흡광도가 좋고 전하의 이동도가 우수한 결정성 고분자 등의 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 소자구조 및 물질을 최적화하기 위하여 정공수송층(hole transport layer)으로 사용되는 Poly(3,4-ethylenedioxyhiophene): poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) 물질에 나노입자를 첨가하여 유기태양전지에 대한 전기 및 광학 특성을 조사하였다. 소자는 전자도너(electron donor)와 억셉터(acceptor) 물질로서 poly(3-hexythiophene) (P3HT) and methanofullerene(6,6)-phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM)를 각각 사용하였으며 bulk hetero-junction(BHJ) 구조의 활성층을 스핀코팅 방법으로 제작하였다. 나노입자의 종류(Ag, Au, etc) 및 첨가량(0 – 1.5 wt%)을 변화시켜 유기태양전지의 효율에 미치는 영향을 관찰하였다. 나노입자를 첨가하지 않은 경우, 변환효율, 단락전류밀도, 곡선인자, 개방전압은 각각 2.9 %, 10.1 mA/cm2, 55.4 %, 0.525 V를 나타내었다. 반면, 0.5 wt% Au가 첨가된 경우, 변환효율, 단락전류밀도, 곡선인자, 개방전압은 각각 3.1 %, 10.2 mA/cm2, 55.8 %, 0.535 V를 나타내었다. Au 첨가량이 증가함에 따라, 변환효율은 감소하였다. |
| 저자 | 김성호, 김근호, 장호정 |
| 소속 | 단국대 |
| 키워드 | 유기태양전지; 정공수송층; 나노입자; 변환효율 |
