Polymer Solar Cells and Light-Emitting Diodes with Cathode Interface Materials
- Abstract
- 최근, 고분자 태양전지(Polymer Solar Cells) 와 발광 소자 (Polymer Light Emitting Diodes)와 같은 유기 광전 소자는 적은 제작비용과 유연 소자(flexible devices)에 응용가능성이 있어 각광 받고 있는 연구 분야이다. 소자 내 전자 수송 능력, 전자 주입능력은 소자의 성능에 영향을 미치는 중요한 요소이며, 이 요소들은 고분자 태양전지에서는 광활성층과 전극 사이에서, 발광소자에서는 발광층과 전극 사이에서의 층간 성질에 따라 크게 달라진다. 층간 성질을 효율적으로 조절하는 방법으로는 자기조립 단분자막 (Self-Assembled Monolayer (SAM))과 완충층 (Buffur Layer)이 많이 사용되고 있고, 이 방법들은 층간 소재의 영구쌍극자 (permanent dipole)에 의해 금속 전극의 일함수(work function)를 낮추고 층간 접촉저항을 줄여 소자의 효율을 향상시킨다. 본 연구 에서는 Benzoyl chloride 유도체와 Benzoic acid 유도체를 SAM 처리하여 역구조(inverted type)의 고분자 태양전지를 제작하고, 광전기적 특성과 층간 morphology를 연구하였다. 또한 기존의 발표된 층간 소재와 달리 비 공액 고분자인 Poly(vinyl alcohol)을 음전극의 완충층으로 사용하여 정구조의 고분자 태양전지와 발광소자를 제작하고, 광전기적 특성과 층간 특성을 연구하였다.
- Issued Date
- 2014
- Awarded Date
- 2014. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Alternative Author(s)
- Ha, Ye Eun
- Affiliation
- 대학원
- Department
- 대학원 고분자공학과
- Advisor
- 김주현
- Table Of Contents
- Chapter I. Introduction
I-1. Structure and Basic Principles of Devices
I-1-1. Conventional Type Polymer Solar Cells 1
I-1-2. Inverted Type Polymer Solar Cells 4
I-1-3. Polymer Light Emitting Diodes 6
I-2. Parameters of Devices
I-2-1. Parameters of Polymer Solar Cells 8
I-2-2. Parameters of Polymer Light-Emitting Diodes 11
I-3. Self-Assembled Monolayers 12
I-4. Measurement 13
Chapter II. Inverted type Polymer Solar Cells Using Self-Assembled Monolayer treated ZnO with Benzoyl Chloride Derivatives as Electron Transporting Materials
II-1. Introduction 15
II-2. Experiment Section
II-2-1. Materials 17
II-2-2. Fabrication of IPSCs 18
II-3. Results and Discussion
II-3-1. Characterization of SAM modified ZnO 19
II-3-2. Photovoltaic Properties of IPSCs 24
II-3-3. Surface Properties of IPSCs 27
II-4. Conclusion 32
Chapter III. Inverted type Polymer Solar Cells Using Self-Assembled Monolayer treated ZnO with Benzoic Acid Derivatives as Electron Transporting Materials
III-1. Introduction 33
III-2. Experiment Section
III-2-1. Materials 34
III-2-2. Fabrication of IPSCs 35
III-3. Results and Discussion
III-3-1. Characterization of SAM modified ZnO 38
III-3-2. Photovoltaic Properties of IPSCs 43
III-3-3. Surface Properties of the Active Layer 49
III-4. Conclusion 54
Chapter IV. Inverted type Polymer Solar Cells Using Self-Assembled Monolayer treated ZnO with Aryl Benzoic Acid Derivatives as Electron Transporting Materials
IV-1. Introduction 55
IV-2. Experiment Section
IV-2-1. Materials 56
IV-2-2. Synthesis of 4-(diphenylamino)benzoic acid (DPA-BA) and 4-(9H-carbazol-9-yl)benzoic acid (Cz-BA) 57
IV-2-3. Fabrication of IPSCs 62
IV-3. Results and Discussion
IV-3-1. Characterization of SAM modified ZnO 64
IV-3-2. Photovoltaic Properties of IPSCs 68
IV-3-3. Surface Properties of the Active Layer 73
IV-4. Conclusion 76
Chapter V. Conventional type Polymer Solar Cells and Polymer Light Emitting Diodes Using Non-conjugated Polymer with Polar Group as Electron Transporting Materials
V-1. Introduction 77
V-2. Experiment Section
V-2-1. Materials 78
V-2-2. Fabrication of CPSCs 79
V-2-3. Fabrication of PLEDs 80
V-3. Results and Discussion
V-3-1. Characterization of CPSCs and PLEDs with Poly vinyl alcohol (PVA) 81
V-3-2. Photovoltaic Properties of CPSCs 83
V-3-3. Luminescent Properties of PLEDs 89
V-3-4. Surface Properties of CPSCs 94
V-4. Conclusion 98
References 99
Acknowledgments 104
- Degree
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