| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 | 19권 1호 |
| 발표분야 | C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 | Annealing 온도변화에 대한 금 나노입자가 분산된 정공전달층을 갖는 유기태양전지의 특성 평가 |
| 초록 | 유기태양전지는 용액공정을 이용한 소자 제작이 용이하고 단순한 구조 등의 장점으로 차세대 태양전지로써 관심이 높아지고 있다. 실리콘계 태양전지에 비해 전력변환효율이 낮은 유기태양전지는 효율을 향상시키기 위하여 소자 구조에 대한 개선이 요구된다. 광활성층의 구조 개선, 양극과 음극의 위치를 바꾸는 inverted 태양전지, 금속전극의 일함수 값을 조절하는 연구가 이루어지고 있다. 특히, 광흡수도를 높이기 위하여 회절격자(diffraction gratings) 응용, 주기적인 나노구조 이용, folded와 tandem cell 구조 제작, 및 금속 나노입자를 첨가하는 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 유기태양전지의 낮은 효율을 향상시키기 위하여 10 nm의 금 나노입자를 정공전달층인 Poly(3,4-ethylenedioxyhiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)에 첨가하였다. 유기태양전지는 ITO glass/PEDOT:PSS+Au/Active layer/LiF/Al로 구성되었다. bulk hetero-junction(BHJ) 구조의 광활성층 (active layer)은 전자도너(electron donor)와 억셉터(acceptor) 물질로서 poly(3-hexythiophene) (P3HT) and methanofullerene(6,6)-phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM)를 각각 사용하였다. 금 나노입자가 분산된 정공전달층을 최적화하기 위하여 첨가량에 따라 annealing 온도를 110 – 150 oC까지 변화시켰다. Annealing 온도에 따른 정공전달층의 구조변화를 SEM 및 AFM으로 관찰하였으며, 유기태양전지에 대하여 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 130 oC에서 annealing한 유기태양전지를 비교하였다. 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, 박병민, 김기쁨, 장호정 |
| 소속 | 단국대 |
| 키워드 | 유기태양전지; 금 나노입자; 정공전달층; Annealing 온도 |
