카바졸을 기반으로 한 유기 반도체 물질의 특성 연구 및 태양전지로의 응용

Abstract

DHBBIC-1, DHBBIC-2, DHBBIC-8은 빠른 정공 이동도를 갖는 펜타센의 단점을 보완한 새로운 물질로써 물질의 광학 및 전기적 특성이 조사되었다. 이를 바탕으로 유기 태양전지에서 전자 주게 물질 겸 빛 흡수 물질로 사용하였다. PCBM과 혼합하여 용액 공정으로 Bilayer 와 Bulkheterojunction system을 만들었고 Voc = 0.56 V, Jsc =1.35 mA/cm2, FF = 0.29, Eff = 0.22 %의 효율을 얻었다. 방향족 분자인 DHBBIC-2를 perylene과 혼합하여 물질간의 상호작용에 의한 광학적, 전기적 특성이 UV-Vis., PL, Cyclic voltammetry 등을 사용하여 조사되었다. 그 결과 PL에서 새로운 피크가 나타나는 것을 확인하였다. 도핑 된 DHBBIC-2를 광학소자의 p-type물질로 사용하여 효율을 측정한 결과 도핑 물질에 의해 소자 내부의 큰 저항으로 인해 전자가 원활히 이동하지 못하는 것을 확인하였다. DHBBIC-1, DHBBIC-2, DHBBIC-8은 고체형 염료감응 태양전지에 hole transport material로 사용하여 전해질을 대체할 만한 물질인가에 대한 실험을 진행하였다. 일반적으로 쓰이는 유기 HTM인 Spiro의 경우 무결정형이기 때문에 TiO2 층의 사이사이를 메워 정공이 빠르게 전달되지만 DHBBIC-1, DHBBIC-2, DHBBIC-8 물질들은 결정성을 갖고 있어 TiO2 층을 메우기 어렵다는 것을 광학현미경과 SEM 으로 확인하였다.