유기태양전지를 위한 작은 밴드갭 고분자의 합성과 광전특성 (Synthesis and Photovoltaic Properties of a Low Band Gap Polymer for Organic Solar Cell)

서지정보

· 발행기관 : 한국고분자학회
· 수록지 정보 : 폴리머 / 39권 / 1호 / 71 ~ 77페이지
· 저자명 : 우용호, 김봉수, 이효상, 박성남, 최이준

초록

본 연구에서는 전자가 풍부한 구조단위(dithienosilole 및 benzodithiophene)와 전자가 부족한 구조단위(difluorobenzothiadiazole)를 주사슬에 교대로 갖는 작은 밴드갭 공중합체를 Stille 짝지움 반응을 이용하여 합성하였다. 1H NMR을 통하여 각 단계별 화합물과 고분자의 구조를 확인하였다. GPC, TGA, UV-vis 분광분석기 및 cyclic voltammetry를 이용하여 합성한 고분자의 특성을 조사하였다. 합성한 공액고분자와 PC70BM을 1:1.5, 1:2, 1:3, 1:3.5 및 1:4의 중량비로 혼합하여 ITO/PEDOT:PSS/polymer:PC70BM/Al의 구조로 유기태양전지 소자를 제작하여 그 광전특성을 조사하였다. 고분자:PC70BM의 혼합비율이 1:3에서 최고 1.0%의 광전변환효율이 달성되었다. TEM 실험을통하여 1:3 혼합비율에서 유기태양전지에 가장 적합한 나노규모로 상분리가 일어났으며, 다른 혼합비율에서는 고분자와 PC70BM의 뭉침현상에 기인하여 태양전지 특성이 낮아졌다.

영어초록

We synthesized a low band gap alternating copolymer containing electron-rich units (i.e. dithienosiloles and benzodithiophenes) and electron-deficient units (i.e. difluorobenzothiadiazoles) for high performance organic solar cells.
The polymer was prepared by the Stille coupling reaction and characterized using 1H NMR, GPC, TGA, UV-visible absorption spectroscopy, and cyclic voltammetry. Solar cells were fabricated in a structure of ITO/PEDOT:PSS/polymer: PC70BM/Al with five different blending ratios of polymer and PC70BM (1:1.5, 1:2, 1:3, 1:3.5 and 1:4 by weight ratio). The best efficiency was achieved from the 1:3 ratio of polymer and PC70BM in the photoactive layer, and TEM revealed that there is an optimal nanoscale phase separation between polymer and PC70BM in the 1:3 ratio blend film.

참고자료

· 없음