Synthesis and Characterization of Novel Di-Thiophene-bridged Phenazine Polymers for OSCs

Abstract

환경오염의 문제가 심각하게 대두되고 있는 현 시대는 석유에너지를 대체할 친환경에너지의 개발이 시급하다. 이에 따라 부산물 배출이 전혀 없는 태양광 에너지를 대체에너지로 사용하고자 많은 연구들이 진행 중이다. 하지만 유기태양전지는 낮은 효율로 인해 상용화가 어려운데 이를 해결하기 위해 유기 태양전지의 재료로 사용할 수 있는 phenazine의 물성을 높여 PCE를 향상시키고자 한다. phenazine을 acceptor로 사용하기 위해 band gap을 조절하고자 다양한 시도가 도입되었다. Bulky alkyl chain, Donating unit, thiophene bridge를 조절함으로써 다양한 band gap을 형성하는 고분자를 합성할 수 있었다. 생성된 고분자는 우수한 열 안정성과 다양한 전기적 특성을 가졌다. 결과적으로, EH group polymer가 BO group polymer보다 더 높은 HOMO를 보였고, BDT group polymer가 BDTT group polymer보다 더 높은 HOMO를 가지는 것을 확인 할 수 있었다. 또한, H2T group polymer는 2T group polymer에 비해 용해도를 크게 향상시켜 필름 형성 능력을 향상시켰다. 이를 통해 제조된 소자의 PCE는 YJ-101/Y6 기준 2.82%, YJ-103/PC71BM 기준 4.21%였다. 이러한 결과에 따르면 고분자의 Film 형성을 조절할 수 있다면 더 고효율의 태양전지를 만들 수 있을 것으로 분석된다.