Synthesis and Photovoltaic Properties of Novel Thiophene-bridged Phenazine-containing Copolymers for Solar Cell

Abstract

현재까지 인류에게 있어 가장 지배적인 에너지자원은 석유에너지이다. 그러나 석유 에너지 자원은 한정적이며 고갈 될 것 이다. 이러한 이유로 석유자원을 대체 할 수 있는 에너지자원의 필요성이 대두 되었다. 그 중에서도 태양광을 이용한 태양광 에너지가 새로운 에너지원으로써 떠오르고 있다. 유기태양전지는 기존에 상용화 되어진 무기태양전지가 가지고 있지 않은 장점을 가지고 있다. 유기태양전지의 장점으로는 flexible하고 roll to roll 공정이 가능함으로 대량생산이 가능하다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 이전의 연구에서 사용되었던 Phenazine unit을 기반으로하여1 각기 다른 사이드 체인길이를 가지는 고분자를 합성하였고 이를 Active layer로 사용하여 cell을 제작하였다. 결과적으로 광학적, 전기적, 광전지적 특성을 알 수 있었다. 치환된 가지달린 알킬체인의 길이가 감소 할수록 UV 측정 결과에서는 red-shifted된 흡수 영역을 보였다. 전기적 특성 또한 같은 경향을 보이며 좁은 밴드갭 및 HOMO level이 소폭 높게 나타났다. 마지막으로 광전지적 특성은 고분자와 탄소 공 형태의 accpetor인 PC70BM과의 블랜딩 필름을 통해 확인되었다. 결론적으로 butyl octyl이 치환된 고분자가 가장 높은 광전환 효율을 보엿다.(PCE : 4.24%). 이 연구를 통해 새로운 전도성 고분자의 개발에 기여 할 수 있도록 한다.