이소 인디고 및 벤조티아졸을 기본 골격으로 한 작은 band gap을 가지는 공액 고분자의 합성 및 태양전지 특성평가
- Abstract
- Nowaday, there are many researches focus on finding new energy sources since fossil fuel will be increasingly depleted. Polymer solar cells (PSCs) are one of prospective candidates for alterntive energy source. Herein we synthesize polymers with donor–acceptor (D–A) concept based on alkly-9H-carbazol (CZ) or alkly-9,10-phenanthren (PN) and 2,5-dioctyl-3,6-di-thiophen-2-yl-2,5-dihydro-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione (DPP) or 4,7-Bis-(5-bromo-thiophen-2-yl)-benzo[1,2,5]thiadiazole (TBT) by Suzuki coupling copolymerization. All polymers were soluble in common organic solvents such as chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, THF and toluene. The band gap of polymers were estimated UV-Vis spectroscopy and cyclic voltammogram between 1.75 ~ 2.02 eV. And new polymers were show broad absorption regions and had proper energy levels. The BHJ type organic photovoltaic cells were fabricated from polymer [ITO/PEDOT:PSS/polymer:PCBM/Al]. In this thesis, we report the characterization of photovol-taic properties with new polymer.
- Issued Date
- 2013
- Awarded Date
- 2013. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 고분자공학과
- Advisor
- 김주현
- Table Of Contents
- Chapter I. Introduction
I -1. 태양전지의 연구배경
I -2. 태양전지의 발전
I -3. 고분자 태양전지의 구조
I -4. 고분자 태양전지의 작동 메커니즘 및 영향을 주는 인자
I -4-1. 광전자의 흡수
I -4-2. 엑시톤의 생성
I -4-3. 엑시톤의 확산 및 분리
I -4-4. 전하의 이동과 수집
I -5. 고분자 태양전지의 특성
I -5-1. 개방전압 (Open-Circuit Voltage, Voc)
I -5-2. 단락전류 (Short circuit current, Jsc, Isc)
I -5-3. 충진인자 (Fill Factor, FF)
I -5-4. Air mass (AM)
I -6. 전도성 고분자의 특성 및 구조
I -6-1. 전도성 고분자의 특성
I -6-2. 전도성 고분자의 구조
Chapter II. 이소 인디고 및 벤조 티아졸을 기본 골격으로 한 작은 band gap을 가지는 공액 고분자의 합성 및 태양전지 특성평가
II-1. 서론
II-2. 실험
II-2-1. 시약 및 용매
II-2-2. 전자 받개 단량체의 합성
II-2-2-1. 4,7-Dithiophene-2-yl-benzo(1,2,5)thiadiazole의 합성 (1)
II-2-2-2. 4,7-Bis(5-bromo-thiophen-2-yl)-benzo(1,2,5)thiadiazole의 합성 (2)
II-2-2-3. 3,6-Dithiophen-2-yl-2,5-dihydropyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione의 합성 (3)
II-2-2-4. 2,5-Dioctyl-3,6-di-thiophen-2-yl-2,5-dihydro-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione의 합성 (4)
II-2-2-5. 3,6-Bis-(5-bromo-thiophen-2-yl)-2,5-dioctyl-2,5-dihydro-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione 22의 합성 (5)
II-2-3. 전자 주개 단량체의 합성
II-2-3-1. Toluene-4-sulfonic acid 2-octyl-dodecyl ester의 합성 (6)
II-2-3-2. 2,7-Diiodo-phenanthrene-9,10-dione의 합성 (7)
II-2-3-3. 2,7-Diiodo-9,10-bis-(2-octyl-dodecyloxy)-phenanthrene의 합성 (8)
II-2-3-4. 2,7-Bis-(4,4,5,5-tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-9,10-bis-(2-oct- yl-dodecyloxy)-phenanthrene의 합성 (9)
II-2-3-5. 4,4'-Dibromo-2-nitro-biphenyl의 합성 (10)
II-2-3-6. 2,7-Dibromo-9H-carbazole의 합성 (11)
II-2-3-7. 2,7-Dibromo-9-(2-octyl-dodecyl)-9H-carbazole의 합성 (12)
II-2-3-8. 9-(2-Octyl-dodecyl)-2,7-bis-(4,4,5,5-tetramethyl-[1,3,2]dioxaborolan-2-yl)-9H-carbazole의 합성 (13)
II-2-4. 고분자 중합
II-2-4-1. Poly[9,10-bis-(2-octyl-dodecyloxy)-phenanthrene-alt-4,7-di-thiophe- n-2-yl-benzo[1,2,5] thiadiazole]의 중합 (PN40TBT)
II-2-4-2. Poly[9-(2-octyl-dodecyl)-9H-carbazole-alt-4,7-di-thiophen-2-yl-be- nzo[1,2,5]thiadiazole]의 중합 (PCD20TBT)
II-2-4-3. Poly[9,10-bis-(2-octyl-dodecyloxy)-phenanthrene-alt- 2,5-dioctyl-3,6 -di-thiophen-2-yl-2,5-dihydro-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione]의 중합 (PN40DPP)
II-2-4-4. Poly[9-(2-octyl-dodecyl)-9H-carbazole-alt-2,5-dioctyl-3,6-di-thioph- en-2-yl-2,5-dihydro-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione] 의 중합 (PCD20DPP)
II-3. 기기측정 및 소자제작
II-3-1. 기기측정
1. 구조분석
2. 물리적 특성분석
3. 광학적ㆍ전기적 특성
4. 광전변환 특성
II-3-2. 소자제작
II-4. 결과 및 토론
II-5. 결론
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