| 초록 |
본 연구에서는 P3HT (regioregular poly(3-hexylthiophene))와 PCBM (fullerene derivative [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)을 전자 도너와 억셉터 물질로 혼합사용하여 하나의 광 활성층을 형성하는 BHJ (bulk hetero junction) 구조를 갖는 휨성 고분자 유기 박막 태양전지를 제작하고 전기적 특성을 조사, 연구하였다. 활성층 박막을 형성하기 위해 P3HT와 PCBM 물질을 각각 Mono-Chlorobenzene, Dichlorobenzene의 용매로 60℃ 온도에서 약 12시간동안 1 wt%로 교반 (stirring)한 후에 중량비 (1:1 wt%)로 혼합하였다. 혼합된 용액은 스핀코팅 (spin-coating) 방법으로 활성층을 형성하였다. 각 증착층별 최적의 두께를 조사하기 위하여 스핀코팅시 rpm 회전속도를 조절하였다. 완성된 소자의 광 활성층 면적은 0.04 cm2이며, 150℃에서 후속 열처리 공정을 통하여 특성 향상을 시도하였다. 최종적인 휨성 유기 태양전지의 소자 구조는 PEN/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al의 다층구조이다. 전류-전압, FF (Fill Factor), 변환효율 측정을 위해 solar simulator를 AM1.5 조건 (100mW/cm2)에서 이용하였으며, 소자의 최대 전류밀도는 약 10.4 mA/cm2, 개방전압은 0.61 V를 각각 나타내었다. 다이오드의 충실인자인 F.F는 45.5%이고 유기 태양전지의 변환효율은 약 2.9%를 나타내었다. 후속 열처리후 전기적 특성은 개선되었으며, 유기박막태양전지의 최대 효율은 PEDOT:PSS의 두께가 30 nm, P3HT:PCBM의 두께는 80 nm에서 나타났다. |
