| 초록 |
유기태양전지 소자는 외부환경 특히 수분이나 산소 등에 매우 취약하여 소자 보호를 위해 패시베이션(passivation) 처리가 반드시 필요하다. 일반적으로 패시베이션 처리는 ALD(atomic layer deposition), Sputtering 등 다양한 방법으로 형성할 수 있다. 그러나 이들 공정에 대한 단점으로는 패시베이션 박막 형성시간이 용액공정에 비해 상대적으로 길다는 점이다. 박막형성시간이 단축되면 활성층 (active layer)의 외부 노출 시간을 최소로 할 수 있기 때문에 유기태양전지의 효율 (power conversion efficiency, PCE)을 유지하기에 매우 유리하다. 본 연구는 용액(solution) 공정을 이용하여 유기태양전지에 대해 패시베이션 박막을 형성하였다. 패시베이션 박막은 Polyvinyl alcohol (PVA), Ammonium dichromate ((NH4)2Cr2O7) 그리고 Al2O3 물질을 사용하여 형성하였다. PVA와 Al2O3의 특성은 각각 PVA는 H2O에 용해되고 Al2O3는 H2O와 접촉하면 겔화 한다. 즉, Al2O3는 H2O와 반응하면 2Al(OH)3 의 성분의 수산화알루미늄이 생성된다. 그리고 Ammonium dichromate는 PVA를 감광성을 갖게 하고 강한 수소결합을 유지한다. 용매로서 H2O는 deionized water를 사용하였고, PVA의 녹는점을 고려해서 약 100˚C 온도로 가열하여 사용하였다. 패시베이션 물질의 배합농도 (wt%)를 최적화하기 위하여 여러 농도의 배합 비율에서 스핀코팅 방법으로 패시베이션 박막을 형성하였으며 물질 농도비에 따른 전기적 특성을 조사하였다. 또한 패시베이션 처리되지 않은 시료와 패시베이션 처리된 시료의 시간 경과에 따른 전기적 특성변화를 관찰한 결과 패시베이션 처리된 유기태양전지의 시료의 경우 76시간 경과후 PCE 값의 저하율이 약 16%로 처리되지 않은 시료의 43%에 비해 현저하게 작게 나타남을 확인할 수 있었다. |
