특 집 | 고분자 태양전지의 소자구조 연구 동향 364 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 6. 나노패턴 TiOX를 이용한 고분자 태양전지 제작 과정. a b 그림 8. VOX층을 정공수송층으로 이용한 태양전지의 구조 a 및 소자 특성 비교 b a b 그림 7. Alumina층 두께에 따른 투과도 a 와 소자 특성 비교 b 룹은 Al층을 투명전극 위에 두께 별로 증착시킨 후 오존처 리를 통해 인위적으로 알루미늄을 산화시키는 과정을 통 해 P3HTPCBM 고분자 태양전지에서 3.92%의 효율을 발 표하였다 그림 7 .17 A. J. Heeger 그룹에서는 200 ℃ 이하의 저온에서 형성 한 ZnO층을 전자수송층으로 이용하여 PCDTBTPC71BM 고분자 태양전지의 효율을 6.3%까지 향상시켰고, 비교적 우수한 소자 수명을 보고하였다.18 그리고 S.C. Chuang 연 구팀은 용액공정이 가능한 vanadium oxide VOX 층을 광활성층 위에 형성...

특 집 | 고분자 태양전지의 소자구조 연구 동향 366 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 로, 이를 대규모 모듈 스케일에서 확보하기 위해서는 소자 안정성 확보, 고효율 유기반도체 물질 개발, 대량 양산 공 정 개발 등의 과제가 해결되어야 한다. 이에 미국, 중국, 유 럽연합 등을 중심으로 고효율·장수명 고분자 태양전지 개 발을 위해서 물질 및 소자구조 개발뿐만 아니라, 내구성 향상을 위한 encapsulation 기술, 소자 대면적화를 위한 새로운 프린팅 기법 등 다양한 분야에서도 연구가 활발히 진행되고 있다. 비록 고분자 태양전지 상용화를 위해 풀어 야 할 문제가 많이 남아 있지만 고분자 태양전지가 가지고 있는 잠재력과 기술 발전 속도를 고려한다면, 저렴하면서 가볍고 투명하며 유연한 제품으로 고분자 태양전지 실용 화 바람이 불 것으로 예�...

...4 367 고효율 유기 태양전지를 위한 신규 유기 재료의 구조 설계 Novel Organic Material Architecture Designing for Highly Efficient Organic Solar Cells 이상규ㆍ신원석ㆍ이종철ㆍ문상진 | Sang Kyu LeeㆍWon Suk ShinㆍJong-Cheol LeeㆍSang-Jin Moon Energy Materials Research Center, Korea Research Institute of Chemical Technology 141 Gajeong-ro, Yuseong-gu, Daejeon 305-600, Korea E-mailmoonsj@krict.re.kr 이상규 2001 성균관대학교 화학과 학사 2003 한국과학기술원 화학과 석사 2007 한국과학기술원 화학과 박사 2007-2009 미국 University of California, Santa Barbara UCSB Post-Doc. 2009-현재 한국화학연구원 선임연구원 신원석 1990 연세대학교 화학과 학사 1992 한국과학기술원 화학과 석사 1995 한국과학기술원 화학과 박사 1995-1999 삼성종합화학 선임연구원 1999-2002 미국 아리조나주립대학 Post-Doc. 2002-2003 미국 노스웨스턴대학 Post-Doc. 2003-2004 포항공�...

특 집 | 고효율 유기 태양전지를 위한 신규 유기 재료의 구조 설계 368 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 1. 유기 태양전지 출원년도 및 국가별 출원추이. 소량으로 사용하므로 기존 무기계 태양전지에 비해 소재 비용의 대폭적인 절감이 가능하다. 또한 소자 제작공정에 있어서도 유기물 자체의 손쉬운 가공성으로 인해 스크린 프린팅, 잉크젯, 그라비어 옵셋 인쇄 등 저가의 박막 및 대 면적 소자제작 방법을 응용할 수 있고, 롤투롤 공정에 의 한 유연성 소자의 제작이 가능하여 높은 생산성과 값싼 공 정 단가를 실현할 수 있다. 이런 의미에서 그동안 고순도 실리콘 등 무기계 실리콘 재료에 거의 전적으로 의지해 원 료 수급문제와 경제성 문제를 겪으면서 저가 박막 소자에 대한 필요성이 커지고 있는 태양전지 분야에서도 장기적 으로는 �...

특 집 | 고효율 유기 태양전지를 위한 신규 유기 재료의 구조 설계 370 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 6. Push-pull 타입의 고분자 골격 안에서의 낮은 에너지 밴드갭을 유도 하는 donor와 acceptor의 오비탈 상호작용.12 그림 5. 태양 스펙트럼과 고분자 흡수 스펙트럼. a b 그림 7. a aromatic 형태와 quinoid 형태를 resonance로 갖는 고분자 구조. 왼쪽과 오른쪽 원은 aromatic과 quinoid 형태의 상태적인 분포를 나타냄. b 에너지 밴드갭을 조절하는 여러 가지 방식.12 스펙트럼은 장파장 쪽으로 갈수록 광자가 많이 분포하기 때문에 유기 태양전지에서의 빛을 흡수하는 역할을 하는 고분자도 이론적으로 낮은 밴드갭을 가질수록 효율면에서 좋다고 할 수 있다. 밴드갭을 조절하는 방법은 여러 가지가 있으나 그 중에 서 가장 일반적인 방법 중에 하나는 퀴노이드 ...