유기 분자로 도핑된 전도성 고분자 PEDOT 나노 섬유 및 페로센 산화환원 쌍을 갖는 고분자 합성과 전기화학 소자로의 적용

Abstract

효율적인 전자 전달 특성을 갖는 전도성 고분자 및 산화환원 쌍을 갖는 고분자는 금속과 세라믹의 무기물에 비해 저렴하고, 공정과정이 간단하며, 유연한 재료의 특성으로 인해, 디스플레이와 유, 무기 태양전지 그리고 배터리 등의 다양한 전자기기에 적용이 되고 있다. 본 학위논문의 Chapter 2과 Chapter 3에서는 이러한 고분자들을 염료감응 태양전지 및 양자점 태양전지, 물 분해 수소발생장치의 광전기화학 소자에 적용하여 이들의 특성과 효율과의 상관관계에 관한 연구를 수행하였다. Chapter 1에서는 전도성 고분자에 대한 이론과 도핑 현상에 대한 메카니즘, 그리고 고분자에서의 전자 이동과 다른 물질들 계면 간의 전자 이동의 원리에 대해 소개한다. Chapter 2에서는 양자점 태양전지, 물 분해 수소 발생 장치에서 전도성 고분자 PEDOT 나노 섬유를 상대전극으로 사용했을 때 다황화물 전해질과의 계면에서의 전하 이동 제한 현상을 1,2-ethanedithiol 도핑 방법으로 극복해서 태양전지에서의 광전변환효율과 물 분해에서의 수소 발생량을 증가시킨 것에 대한 연구 결과를 제시한다. Chapter 3에서는 염료감응 태양전지에서의 고분자 전해질로 적용하기 위해 페로센 산화환원 쌍을 곁사슬로 갖는 고분자로서 poly(ethylene oxide)가 양이온 개환 중합 방법에 의해 합성이 되었고, 기존 염료감응 태양전지의 전해질이 갖는 산화환원 특성과 더불어 해당 고분자가 갖는 고유한 전기 전도 특성을 이용해 태양전지에 적용한 연구 결과를 포함한다. Chapter 4에서는 위의 내용을 요약하고, 마지막 Chapter 5에서는 페로센 고분자 전해질을 적용한 염료감응 태양전지의 효율 증대를 위해 전극과의 계면 저항을 감소시킬 수 있는 방안과 전해질 내에서의 전자 이동 특성을 향상시킬 수 있는 방안을 제안한다.