특 집 | 고효율 유기 태양전지를 위한 신규 유기 재료의 구조 설계 372 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 9. 전자 주개 모노머의 광화학적 안정성. 그림 10. 전자 받개 모노머의 광화학적 안정성. 정해 볼 필요가 있다. 또한 앞서 언급한 것처럼, 일반적으로 정공이동도의 경우, thiophene이 들어간 전자재료가 phenyl기가 들어간 고분 자보다 높은 정공이동도를 보인다. 그러나 반대로 thiophene 은 phenyl기 보다 electron이 풍부하기 때문에 HOMO 준 위가 높게 나타나는 특징을 보인다. 이것은 low bandgap을 추구하기 위한 방안 중에 하나이나, HOMO 준위가 올라 간다는 것은 결국 개방전압과 연관되기 때문에 이런 정공 이동도를 높이고 낮은 에너지 밴드갭을 위한 방안은 개방 전압의 손실이라는 문제점을 떠안고 진행할 수밖에 없다. 2.4 안정성 지금까지 유기 �...

특 집 | 고효율 유기 태양전지를 위한 신규 유기 재료의 구조 설계 374 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 12. 유기 태양전지 특허 등고선 맵. 게 분포한 광활성층 신규 소재에 비해서는 상대적으로 적 은 부분을 차지하고 있으나, 신규 소재의 효율이 적정수준 에 오른 최근에 이르러 보다 상업화에 가까운 소자구조에 관련된 일들이 많이 진행되고 있음을 시사 한다. 전체적인 맵에서 차지하는 비중을 보면 광활성층이 대부분을 차지하 고 있는 것을 확인할 수 있다. 이것은 신규 광활성 소재 또 는 광활성소재의 morphology 조절 등을 통한 유기 태양전 지의 고효율화에 관한 연구가 가장 많이 진행되어왔다는 것을 보여주는 것이라고 할 수 있겠다. 3. 결론 및 전망 2011년 유럽발 재정 위기로부터 촉발된 수요 감소는 중 국의 과잉 덤핑 공급과 맞물...

특 집 Polymer Science and Technology Vol. 23, No. 4 376 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 유기 태양전지의 효율 및 열적 안정성 향상을 위한 기능화된Fullerene의 개발 Developments of Functionalized Fullerene Derivatives for Efficient Organic Photovoltaics 김기현1ㆍ강현범1ㆍ윤성철2ㆍ김범준1 | Ki-Hyun Kim1ㆍHyunbum Kang1ㆍSung Cheol Yoon2ㆍBumjoon Kim1 1 Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, 291 Daehak-ro, Yuseong-gu, Daejeon 350-701, Korea 2 Advanced Materials Division. Korea Research Institute of Chemical Technology, 141 Gajeong-ro, Yuseong-gu, Daejeon 305-600, Korea E-mailbumjoonkim@kaist.ac.kr 김기현 2009 부산대학교 고분자신소재공학과 학사 2011 부산대학교 화학공학 ․ 고분자 공학과 석사 2011-현재 한국과학기술원 생명화학공학과 박사과정 강현범 2009 성균관대학교 화학공학과 학사 2011 �...

특 집 | 유기 태양전지의 효율 및 열적 안정성 향상을 위한 기능화된 Fullerene의 개발 378 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 2. 대표적인 전자 받개인 PC61BM과 PC71BM의 화학 구조. 그림 3. 대표적인 PCBM 유도체의 화학구조. 이다.12 PCBM의 화학 구조는 풀러렌에 cyclopropanation 을 하여 얻어진 methanofullerene 유도체이다 그림 2 PC61BM의 LUMO 에너지 준위는 –3.8 eV정도로 다양 한 전자 주개와의 조합에도 엑시톤이 전자와 정공으로 잘 분리 될 수 있는 특징을 보인다. 또한, 그 용해도가 톨루엔 에서 35 mg/mL 정도로 높은 편이어서 용액 공정을 통한 유기 태양전지 소자 제작이 쉬운 특징이 있다. 뿐만 아니 라, PC61BM 분자 자체의 열적 안정성도 우수하여, 태양에 분자가 손상되지 않아 널리 이용되고 있는 추세이다. 하지 만, PC61BM의 가시광선 영역에서의 흡광능력...

특 집 | 유기 태양전지의 효율 및 열적 안정성 향상을 위한 기능화된 Fullerene의 개발 380 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 로 인해, P3HT와 bis-PCBM의 개방전압은 PCBM에 비해 0.15 V 정도 높게 나타났으며, 약 20% 높은 광전변환효율 을 보였다. 하지만, bis-PCBM의 낮은 전자 이동도는 P3HT/bis-PCBM 유기 태양전지 소자의 광전류값에는 크 게 영향을 주지 않는 결과를 가져왔다. 또 다른 bis-adduct형 풀러렌 유도체는 bis-PCBM처럼 methanofullerene계열로 PCBM의 alkyl chain과 ester 그룹 대신으로 벤젠 고리를 도입한 DMPCBA Di 4- methylphenyl methano C60 bis-adduct 이다.21 DMPCBA 의벤젠 고리 양쪽 말단에는 전자를 약하게 밀어주는 그룹인 메틸기를 도입하였고, LUMO 에너지 준위는 bis- PCBM 과 마찬가지로 PCBM에 비하여 0.1 eV 높은 수치를 보였 다. 하지만, DMPCBA는 P3HT와의 소자에서 bis- PCBM 보...