특 집 | 유기 단분자 태양전지용 재료의 최신 연구동향 148 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 다.18,19 이후 Bäurle 연구팀은 덴드리머 dendrimer 구조의 올리고티오펜 유도체 4 를 이용하여 1.7%로 향상된 유기박 막 태양전지 소자의 특성을 구현하였다. 그러나, 일반적으로 올리고티오펜은 짧은 공액결합 길이에 의해 흡광파장의 영 역을 확장하기가 어려우며 분자간 전하 이동 특성이 제한적 이서 폴리티오펜 고분자에 비해 광활성층으로서의 좋은 특 성을 구현하는데 어려움이 있는 것으로 알려져 있다.20 2.4.2 폴리벤젠계 단분자 재료 펜타센 pentacene 또는 루블렌 rubrene 등의 폴리벤젠 계 유기재료는 높은 전하이동도 및 넓은 광흡수 영역을 가지 고 있는 특성으로 인하여 유기박막 태양전지의 전자공여체 물질로 많은 기대를 받았다. 그러나, 폴리벤젠 ...

특 집 | 유기 단분자 태양전지용 재료의 최신 연구동향 150 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 는 고분자에 비해 재료 합성, 물성 조절, 정제의 측면에서 많 은 장점을 지니고 있어 재료의 양산성 관점에서 매우 유리하 다. 또한 용액 공정 또는 진공증착 공정을 이용하여 소자의 제작이 가능하며 다층막 형성이 용이하기 때문에 적층형 구 조의 태양전지를 쉽게 구현할 수 있다. 그러나 아직 상용화에 는 미흡한 유기 단분자 태양전지의 효율을 향상시키기 위해 서는 흡광파장, 흡광계수, 전하이동도, 에너지준위 등의 물리 적 특성이 우수한 새로운 구조의 유기 화합물 재료의 설계 및 합성이 필수적이며 광활성층의 나노구조를 제어하는 기 술의 확립이 필요하다. 진공증착용 공정 기반의 유기 단분자 태양전지의 경우에 는 OLED 상용화 과정에서 구�...

특 집 | n-형 저분자 유기반도체 152 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 1. p-형과 n-형 유기물 반도체 발전 동향. 되어야 한다. 아직까지 국내에는 다소 n-형 OFET 연구가 미진 한 실정이지만 새로운 n-형 유기반도체가 개발될 경우 트랜지 스터의 응용 분야 뿐 만이 아니라 유기박막태양전지의 전자받 개 재료로도 쓰일 수 있는 잠재적인 연구 분야임으로 적극적인 개발이 필요한 것으로 내다본다. 여기서는 acenes, aromatic bisimides, oligothiophenes, fullerenes 등 n-형 저분자 유 기반도체를 중심으로 최신 연구동향에 대해서 살펴보겠다. 2. 본론 2.1 Acene 유도체 고리형 방향족 화합물, 예를 들어 그림 2에서 보여주는 pentacene 1a 과 rubrene 1b 은 높은 정공이동도를 갖는 p- 형 반도체 재료이다.11 최근까지도 이러한 화합물들은 전하 이동도를 높이기 위해서 소재 �...

특 집 | n-형 저분자 유기반도체 154 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology N N O O O O R R N N O O O O R R CN NC N N O O O O CN NC N N O O O O CN CN C8H17 C8H17 N N O O O O R R N N S S S S NC NC CN CN O O O O R R 2aR = n-CH2C3F7 2bR = 2cR = n-C8H17 2dR = n-CH2C3F7 R= CF3 CH2CH2C8F17 CH2C4F9 2e 2f 2hR= 2-Decyl-tetracosyl 2g 2iR= 2-Octyl-dodecyl 그림 3. n-형 유기반도체인 방향족 bisimides 유도체들. 증착한 2b, 2c, 2d, 2e의 bisimides 화합물들은 공기 중에 매 우 안정한 n-형 트랜지스터 성능을 보여 주었고 이 때 전자이 동도는 0.1∼1.0 cm2/Vs이었다. 이러한 화합물들은 공기 중 에 높은 전자이동도 성능을 보이는 것 뿐만 아니라 낮은 문 턱전압을 갖고 있으며 소자제작공정이 매우 용이하다는 장 점을 갖는다.32 2c와 2d는 스핀캐스팅 혹은 잉크젯프린팅 기 법으로 용액공정으로 트랜지스터 제작을 하였으며 0.05∼0.2 cm 2/Vs의 전...

특 집 | n-형 저분자 유기반도체 156 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology Max μe cm2/Vs Ion/Ioff V Vth Device structure Ref. 4a PCBM 0.21 104 7 TC Ca/Al on ITO coated with BCB, tested in N2 58 PC70BM 0.1 104 18 TC Ca on ITO coated with BCB, tested in N2 58 PC84BM 0.5×10-3 104 -10 BC Au on Si/SiO2 coated with HMDS, tested in air 59 4b 2.0×10-4 n.r. n.r. TC Mg on Si/SiO2, tested in vacuum 64 4c 5.6×10-3 104 69 TC Au on Si/SiO2 treated with HMDS, tested in vacuum 65 4d 6.7×10-2 106 35 Vacuum deposited, TC gold on Si/SiO2 treated with OTS, tested in N2 66 4e 1.0×10-2 105 8 TC Ca on SiO2, tested in N2 62 4f 1.1×10-2 103 60 TC Ca/Al on Si/SiO2 treated with HMDS, tested in N2 67 4g 4.3×10-5 BC Au on Si/SiO2, tested in vacuum 55 4h 0.25 105 28 TC Au on Si/SiO2 treated with HMDS, tested in vacuum 68 4i 0.15 106 12 BC Au on Si/SiO2 treated with HMDS, tested in N2 69 4j 6.7×10-2 105 26 TC Au on Si/SiO2 treated with HMDS, tested in vacuum 70 4k 2.8×10-2 106 ...