KR101112676B1 - Large area and high energy conversion efficiency OPVs using nano particle and high conducting novel organic/inorganic hydrid buffer layer and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노입자 및 고전도성 유/무기 복합 버퍼층을 도입한 대면적 고효율 유기태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 유/무기 복합 버퍼층에 금속 나노입자를 도입하여 플라즈몬 공명효과 및 전도성 향상을 통해 추가 다른 층의 도입 없이 높은 에너지 변환효율을 나타내는 대면적 유기태양전지를 제공하는 것이 가능하다.The present invention relates to a large-area high efficiency organic solar cell using nanoparticles and a highly conductive organic / inorganic composite buffer layer, and a method for manufacturing the same, and to introducing metal nanoparticles into the organic / inorganic composite buffer layer to improve plasmon resonance and conductivity. It is possible to provide large area organic solar cells which exhibit high energy conversion efficiency without the introduction of further layers.

Description

나노입자 및 고전도성 유무기 복합 버퍼층을 도입한 대면적 고효율 유기태양전지 및 그 제조방법{Large area and high energy conversion efficiency OPVs using nano particle and high conducting novel organic/inorganic hydrid buffer layer and manufacturing method thereof}Large area and high energy conversion efficiency OPVs using nano particle and high conducting novel organic / inorganic hydrid buffer layer and manufacturing method

본 발명은 나노입자 및 고전도성 유/무기 복합 버퍼층을 도입한 대면적 고효율 유기태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 나노입자를 적용하여 플라즈몬 공명효과를 통해 광흡수량을 증대시키고, 고전도성의 유/무기 복합 버퍼층을 도입하여 전류밀도를 증가시킴으로써 높은 에너지 변환효율을 나타내는 대면적 유기태양전지 및 그를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a large-area high efficiency organic solar cell using nanoparticles and a highly conductive organic / inorganic hybrid buffer layer, and a method of manufacturing the same. More specifically, the metal nanoparticles are applied to increase light absorption through plasmon resonance. The present invention relates to a large-area organic solar cell exhibiting high energy conversion efficiency by introducing a highly conductive organic / inorganic composite buffer layer and increasing current density.

태양전지는 공해가 없다는 장점 때문에 지구환경 보전의 관점에서 재평가되고 있으며, 차세대 청정에너지원으로서의 연구가 활발히 이루어지고 있다.Solar cells are being reassessed from the viewpoint of global environmental preservation due to their no pollution, and research as a next-generation clean energy source is being actively conducted.

현재까지 알려진 태양전지의 종류에는 단결정 또는 다결정 벌크 실리콘을 이용한 태양전지, 비정질, 미결정질 또는 다결정질 실리콘을 이용한 박막형 태양전지를 비롯하여 화합물 반도체 태양전지, 염료감응형 태양전지 및 유기고분자 태양전지 등 매우 다양하다. The types of solar cells known to date include solar cells using monocrystalline or polycrystalline bulk silicon, thin film solar cells using amorphous, microcrystalline or polycrystalline silicon, compound semiconductor solar cells, dye-sensitized solar cells and organic polymer solar cells. Varies.

종래 상용화된 단결정 벌크(bulk) 실리콘을 이용한 태양전지는 높은 제조단가 및 설치비용 때문에 적극적인 활용이 이루어지지 못하고 있다. 이러한 비용문제를 해결하기 위하여 유기물을 이용한 박막형 태양전지에 관한 연구가 진행 중에 있으며, 고효율 태양전지를 제조하기 위한 여러 가지 시도들이 제안되고 있다.Solar cells using commercially available single crystal bulk silicon have not been actively utilized due to high manufacturing cost and installation cost. In order to solve such a cost problem, researches on thin film solar cells using organic materials are underway, and various attempts have been made to manufacture high efficiency solar cells.

유기박막 태양전지 기술은 고분자 혹은 저분자 유기 반도체를 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 기술로, 유기물의 가장 큰 장점인 저렴한 비용과 제조공정의 용이성을 바탕으로 박막형 소자, 대면적 소자, 롤-투-롤(roll-to-roll) 방법 등에 의한 유연성(flexible) 소자 등 초저가, 다용도의 대량생산 특정을 모두 갖춘 차세대 기술이다.Organic thin film solar cell technology converts solar energy into electrical energy using polymer or low molecular organic semiconductor. Its thin-film device, large-area device, and roll- It is a next-generation technology with both ultra-low cost and versatile mass production specifications such as flexible devices by a roll-to-roll method.

통상적으로, 유기태양전지는 전자공여체(electron donor)와 전자수여체(electron acceptor) 물질의 접합구조로 이루어져 있으며, 이러한 광전변환층에 빛이 입사되면 전자공여체에서 전자와 정공쌍이 여기되고 전자가 전자수용체로 이동함으로써 전자와 정공의 분리가 일어난다. 따라서, 빛에 의해 생성된 캐리어들은 전자-정공으로 분리되는 현상을 거쳐 외부회로로 이동함에 따라 전력을 생산하게 된다.In general, an organic solar cell is composed of a junction structure of an electron donor and an electron acceptor material. When light is incident on the photoelectric conversion layer, electrons and hole pairs are excited in the electron donor, and electrons are electrons. By moving to the receptor, separation of electrons and holes occurs. Therefore, the carriers generated by the light generate power as they move to the external circuit through the phenomenon of electron-hole separation.

상기와 같은 이유로, 최근에는 값이 싸면서도 유연기판에 적용할 수 있는 벌크 헤테로정션 유기태양전지에 대한 관심이 좋아지고 있다. 미국공개특허 제2006-0011233호에는 전자공여체로서 폴리-3-헥실티오펜(poly(3-hexylthiophene); P3HT)과, 전자수용체로 [6,6]-페닐-C 61 -부틸산 메틸에스테르([6,6]-phenyl-C 61 -butyric acid methyl ester; PCBM)을 사용하고, 스핀코팅법으로 광전변환층이 도입된 유기태양전지가 개시되어 있지만, 이들의 에너지 변환효율이 높지 않다는데 문제가 있었다.For the same reason as above, in recent years, interest in bulk heterojunction organic solar cells that can be applied to flexible substrates with low cost has been improved. US Patent Publication No. 2006-0011233 discloses poly-3-hexylthiophene (P3HT) as an electron donor and [6,6] -phenyl- C 61 -butyl acid methyl ester as an electron acceptor ( Organic solar cells using a [6,6] -phenyl- C 61 -butyric acid methyl ester (PCBM) and a photoelectric conversion layer introduced by spin coating have been disclosed, but their energy conversion efficiency is not high. There was.

이를 해결하고자 전도도를 향상시킨 버퍼층의 도입을 통해 효율을 증대시키고자 많은 연구들이 진행 중에 있다. 대표적으로 국내공개특허 제10-2007-0108040호에서는 유기태양전지의 버퍼층에 글리세롤이 포함된 G-PEDOT:PSS를 도입하였으나, 여전히 낮은 에너지 변환효율을 나타내었으며, 국내공개특허 제10-2009-0019609호에서는 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasomon Resonance, SPR)을 사용한 나노 입자층을 포함하는 구조의 태양전지를 소개하고 있다. 상기 구조의 태양전지는 빛의 파장을 증폭시켜 종래 태양전지보다 높은 효율의 태양전지를 얻을 수 있는 효과는 있었지만 그 적용이 비정질/미결정 실리콘 텐덤 구조에 한정되었다.In order to solve this problem, many studies are underway to increase the efficiency through the introduction of a buffer layer having improved conductivity. Representatively, Korean Patent Publication No. 10-2007-0108040 introduces G-PEDOT: PSS containing glycerol in the buffer layer of an organic solar cell, but still shows low energy conversion efficiency, and Korean Patent Publication No. 10-2009-0019609 The issue introduces a solar cell with a structure containing nanoparticle layers using Surface Plasomon Resonance (SPR). The solar cell of the above structure had the effect of amplifying the wavelength of light to obtain a solar cell with higher efficiency than the conventional solar cell, but its application was limited to the amorphous / microcrystalline silicon tandem structure.

상기와 같은 기술에도 불구하고, 실제 유기태양전지의 상업화를 위해서는 더 높은 에너지 변환효율을 나타내는 소자의 개발이 필요하다.In spite of the above-described technology, in order to commercialize an organic solar cell, it is necessary to develop a device showing higher energy conversion efficiency.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 주된 목적은 금속 나노입자를 적용하여 플라즈몬 공명효과를 통해 광흡수량을 증대시키고, 고전도성의 유/무기 복합 버퍼층을 도입하여 전류밀도를 증가시킴으로써 높은 에너지 변환효율을 나타내는 대면적 유기태양전지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the main object of the present invention by applying metal nanoparticles to increase the light absorption through the plasmon resonance effect, by introducing a highly conductive organic / inorganic composite buffer layer The present invention provides a large-area organic solar cell and a method for manufacturing the same, which exhibit high energy conversion efficiency by increasing the current density.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명기판 위에 형성된 제1 전극, 유/무기 복합 버퍼층, 광전변화층 및 제2 전극을 포함하는 태양전지에 있어서, 상기 유/무기 복합 버퍼층에 금속 나노입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 및 고전도성 유/무기 복합 버퍼층을 도입한 대면적 고효율 유기태양전지를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a solar cell comprising a first electrode, an organic / inorganic composite buffer layer, a photoelectric change layer and a second electrode formed on a transparent substrate, the metal nanoparticles in the organic / inorganic composite buffer layer It provides a large-area high efficiency organic solar cell incorporating nanoparticles and a highly conductive organic / inorganic composite buffer layer comprising a.

본 발명에 있어서, 상기 유/무기 복합 버퍼층에 포함되는 금속 나노입자는 수십 내지 수백 나노미터(㎚), 바람직하게는 30 내지 80 ㎚의 입자크기를 갖는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn), 철(Fe)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
In the present invention, the metal nanoparticles included in the organic / inorganic composite buffer layer are gold (Au), silver (Ag), platinum having a particle size of several tens to several hundred nanometers (nm), preferably 30 to 80 nm. It is preferably at least one selected from the group consisting of (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), zinc (Zn), and iron (Fe).

본 발명은 또한 상기 유/무기 복합 버퍼층에 금속 나노입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 및 고전도성 유/무기 복합 버퍼층을 도입한 대면적 고효율 유기태양전지의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a large-area high efficiency organic solar cell incorporating nanoparticles and a highly conductive organic / inorganic composite buffer layer comprising metal nanoparticles in the organic / inorganic composite buffer layer.

구체적으로, 본 발명의 제조방법은 (1) 전도성 고분자 및 이들의 유도체 용액과 비양자성 극성용매를 혼합하는 단계; (2) 상기 혼합 용매에 금속 나노입자를 첨가하는 단계; 및 (3) 상기 금속 나노입자 용액을 여과하여 박막을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.Specifically, the preparation method of the present invention comprises the steps of: (1) mixing a conductive polymer and a derivative solution thereof and an aprotic polar solvent; (2) adding metal nanoparticles to the mixed solvent; And (3) filtering the metal nanoparticle solution to form a thin film.

본 발명은 유/무기 복합 버퍼층에 금속 나노입자를 도입하여 플라즈몬 공명효과 및 전도성 향상을 통해 추가 다른 층의 도입 없이 높은 에너지 변환효율을 나타내는 대면적 유기태양전지를 제공하는 것이 가능하다.The present invention is to provide a large-area organic solar cell showing a high energy conversion efficiency without introducing another layer through the introduction of metal nanoparticles in the organic / inorganic composite buffer layer through the plasmon resonance effect and conductivity enhancement.

또한, 본 발명의 유/무기 복합 버퍼층은 에너지 변환효율이 우수하고, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 그라비아 프린팅 등의 비교적 간단한 공정으로 박막을 형성할 수 있기 때문에 대면적, 고효율의 유기태양전지를 저렴한 가격으로 제작할 수 있다. In addition, the organic / inorganic composite buffer layer of the present invention has excellent energy conversion efficiency, and can form a thin film by a relatively simple process such as inkjet printing, screen printing, and gravure printing, thereby making it possible to obtain a large area and high efficiency organic solar cell at a low price. Can be produced with

도 1은 본 발명에 따른 유기태양전지의 구조이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금 나노입자의 반응시간별 UV-Vis 흡광도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금 나노입자의 반응시간별 FE-SEM 사진이다(A: 6시간; B: 12시간; C: 36시간; D: 48시간 및 E: 72시간).
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 유기태양전지의 전류밀도-전압(J-V) 특성 그래프이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 유기태양전지의 IPCE 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유/무기 복합 버퍼층의 FE-SEM 사진이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 유/무기 복합 버퍼층의 AFM 사진이다(A: PH500, RMS 1.44 ㎚; B: PH500+Au10%, RMS 2.959 ㎚; C: PH500+Au20%, RMS 4.239 ㎚; 및 D: PH500+Au30%, RMS 5.840 ㎚).
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유/무기 복합 버퍼층의 AFM 사진이다(A: PH500+DMSO, RMS 3.861 ㎚; B: PH500+DMSO+Au10%, RMS 9.224 ㎚; C: PH500+DMSO+Au20%, RMS 12.402 ㎚; 및 D: PH500+DMSO+Au30%, RMS 14.163 ㎚).
도 7c는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 유/무기 복합 버퍼층의 AFM 사진이다(A: PH500+EG, RMS 5.189 ㎚; B: PH500+EG+Au10%, RMS 7.135 ㎚; C: PH500+EG+Au20%, RMS 6.595 ㎚; 및 D: PH500+EG+Au30%, RMS 8.449 ㎚).
1 is a structure of an organic solar cell according to the present invention.
2 is a UV-Vis absorbance according to the reaction time of the gold nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a FE-SEM picture of the reaction time of the gold nanoparticles according to an embodiment of the present invention (A: 6 hours; B: 12 hours; C: 36 hours; D: 48 hours and E: 72 hours).
4A to 4D are graphs of current density-voltage (JV) characteristics of organic solar cells according to examples and comparative examples of the present invention.
5A to 5D are graphs of IPCEs of organic solar cells according to examples and comparative examples of the present invention.
6 is an FE-SEM photograph of an organic / inorganic hybrid buffer layer according to an embodiment of the present invention.
7A is an AFM image of an organic / inorganic composite buffer layer according to an embodiment of the present invention (A: PH500, RMS 1.44 nm; B: PH500 + Au10%, RMS 2.959 nm; C: PH500 + Au20%, RMS 4.239 nm; And D: PH500 + Au30%, RMS 5.840 nm).
7B is an AFM image of an organic / inorganic composite buffer layer according to another embodiment of the present invention (A: PH500 + DMSO, RMS 3.861 nm; B: PH500 + DMSO + Au10%, RMS 9.224 nm; C: PH500 + DMSO + Au20%, RMS 12.402 nm; and D: PH500 + DMSO + Au30%, RMS 14.163 nm).
7C is an AFM image of an organic / inorganic composite buffer layer according to another embodiment of the present invention (A: PH500 + EG, RMS 5.189 nm; B: PH500 + EG + Au10%, RMS 7.135 nm; C: PH500 + EG + Au20%, RMS 6.595 nm; and D: PH500 + EG + Au30%, RMS 8.449 nm).

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 유기태양전지의 개략적인 구조로, 도시된 바와 같이, 하부로부터 기판(110), 제1 전극(120), 유/무기 복합 버퍼층(130), 광변환층(140) 및 제2 전극(15)이 적층된 구조를 갖는다.1 is a schematic structure of an organic solar cell manufactured according to a preferred embodiment of the present invention, as shown, the substrate 110, the first electrode 120, the organic / inorganic complex buffer layer 130, The light conversion layer 140 and the second electrode 15 are stacked.

본 발명에서, 소자 제작에 사용되는 상기 기판(110)은 유리 및 석영판 이외에도 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthelate), PP(polyperopylene), PI(polyimide), PC(polycarbornate), PS(polystylene), POM(polyoxyethlene), AS 수지, ABS 수지 및 TAC(Triacetyl cellulose) 등을 포함하는 플라스틱과 같은 유연하고 투명한 물질로 제조될 수 있다.In the present invention, the substrate 110 used in the device fabrication is not only glass and quartz plate but also PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthelate), PP (polyperopylene), PI (polyimide), PC (polycarbornate), PS (polystylene) ), POM (polyoxyethlene), AS resins, ABS resins and triacetyl cellulose (TAC) and the like can be made of a flexible and transparent material such as plastic.

상기 제1 전극(120)은 스퍼터링, E-Beam, 열증착, 스핀코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 닥터 블레이드 또는 그라비아 프린팅법을 사용하여 투명전극 물질을 상기 기판의 일면에 도포되거나 필름형태로 코팅됨으로써 형성된다. 제1 전극(120)은 애노드의 기능을 하는 부분으로써, 후술하는 제2 전극(150)에 비해 일함수가 큰 물질로 투명성 및 도전성을 갖는 임의의 물질이 사용될 수 있다. 예를 들면, ITO(indium tin oxide), 금, 은, 플로린이 도핑된 틴 옥사이드(fluorine doped tin oxide; FTO), 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(aluminium doped zink oxide, AZO), IZO(indium zink oxide), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3 및 ATO(antimony tin oxide) 등이 있으며, 바람직하게는 ITO를 사용하는 것이 좋다.The first electrode 120 is sputtered, E-Beam, thermal evaporation, spin coating, screen printing, inkjet printing, doctor blade or gravure printing method using a transparent electrode material on one side of the substrate or coated in the form of a film It is formed by. The first electrode 120 serves as an anode, and any material having transparency and conductivity may be used as a material having a larger work function than the second electrode 150 described later. For example, indium tin oxide (ITO), gold, silver, fluorine doped tin oxide (FTO), aluminum doped zink oxide (AZO), indium zink oxide ), ZnO-Ga 2 O 3 , ZnO-Al 2 O 3, antimony tin oxide (ATO), and the like, and preferably ITO is used.

패터닝된 ITO 기판을 세정제, 아세톤, 이소프로판올(IPA)로 순차적으로 세정한 다음 수분제거를 위해 가열판에서 100~150℃로 1~30분간, 바람직하게는 120℃에서 10분간 건조하고, 기판이 완전히 세정되면 기판 표면을 친수성으로 개질한다.The patterned ITO substrate is washed sequentially with a detergent, acetone and isopropanol (IPA), and then dried for 1 to 30 minutes at 100 to 150 ° C., preferably at 120 ° C. for 10 minutes on a heating plate to remove moisture, and the substrate is thoroughly cleaned. The surface of the substrate is modified to be hydrophilic.

상기와 같은 표면 개질을 통해 접합표면전위를 정공주입층의 표면 전위에 적합한 수준으로 유지할 수 있으며, 개실 시 ITO 기판 위에 고분자 박막의 형성이 용이해지고, 박막의 품질이 향상된다. 이를 위한 전처리 기술로는 a) 평행평판형 방전을 이용한 표면 산화법, b) 진공상태에서 UV 자외선을 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법, 및 c) 플라즈마에 의해 생성된 산소 라디칼을 이용하여 산화하는 방법 등이 있으며, 기판의 상태에 따라 상기 방법 중 한 가지를 선택하게 되는데 어느 방법을 이용하든지 공통적으로 기판 표면의 산소이탈을 방지하고 수분 및 유기물의 잔류를 최대한 억제해야 전처리의 실질적인 효과를 기대할 수 있다.Through the surface modification as described above, the bonding surface potential can be maintained at a level suitable for the surface potential of the hole injection layer, and when opened, the formation of the polymer thin film on the ITO substrate is facilitated and the quality of the thin film is improved. Pretreatment techniques for this are a) surface oxidation using parallel planar discharge, b) oxidation of the surface through ozone generated using UV ultraviolet light in a vacuum state, and c) oxygen radicals generated by plasma. There is a method to oxidize, etc., depending on the state of the substrate to select one of the above methods, whichever method is commonly used to prevent the oxygen escape of the surface of the substrate and to minimize the residual of moisture and organic matters practical effect of pretreatment You can expect.

본 발명의 실시예에서는 UV를 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법을 사용하였으며, 초음파 세정 후 패턴된 ITO 기판을 가열판(hot plate)에서 베이킹(baking) 하여 잘 건조시킨 다음 챔버에 투입하고 UV 램프를 작용시켜 산소가스가 UV광과 반응하여 발생하는 오존에 의해 패턴된 ITO 기판을 세정하게 된다.In the embodiment of the present invention, a method of oxidizing the surface through ozone generated by using UV was used. After ultrasonic cleaning, the patterned ITO substrate was baked on a hot plate, dried well, and then put into a chamber. The UV lamp is operated to clean the ITO substrate patterned by ozone generated by the reaction of oxygen gas with UV light.

그러나, 본 발명에 있어서의 패턴된 ITO 기판의 표면개질방법은 특별히 한정시킬 필요는 없으며, 기판을 산화시키는 방법이라면 어떠한 방법도 무방하다.However, the surface modification method of the patterned ITO substrate in this invention does not need to be specifically limited, Any method may be used as long as it is a method of oxidizing a substrate.

상기 전처리된 제1 전극(120)의 상부에는 유/무기 복합 버퍼층(130)이 스핀코팅 또는 딥코팅 등의 방법을 통해 도입되는데, 본 발명에서는 전도성 고분자 용액으로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)[PEDOT]과 폴리(4-스티렌설포네이트)[PSS]가 1 : 2.5 내지 1 : 20의 중량비로 물 또는 알코올에 1.0 내지 3.0wt%로 함유된 혼합액을 사용하는 것이 바람직하다.The organic / inorganic composite buffer layer 130 is introduced to the upper portion of the pretreated first electrode 120 through spin coating or dip coating. In the present invention, poly (3,4-ethylenedioxyti) is used as the conductive polymer solution. It is preferable to use a mixed liquid containing offen) [PEDOT] and poly (4-styrenesulfonate) [PSS] in a weight ratio of 1: 2.5 to 1:20 in water or alcohol in an amount of 1.0 to 3.0 wt%.

상기 전도성 고분자 용액을 고전도성 고분자 용액으로 만들기 위해서는 비양자성 극성용매인 아세톤(acetone), 아세토니트릴(acetonitrile), 디메틸 아세트아미드(dimethyl acetamide; DMAc), 디메틸 포름아미드(dimethyl formamide; DMF), 디메틸 설폭사이드(dimetheyl sulfoxise; DMSO), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone), 메틸 n-프로필 케톤(methyl n-propyl ketone), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone; NMP), 프로필렌 카보네이트(propylene carbornate), 니트로메탄(nitromethane), 설포란(sulforane), 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 및 헥사메틸포스포아미드(hexamethylphophoramide; HMP)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 다양한 무게비(wt%)로 혼합하여 전도성 고분자 용액을 기준으로 0.5 내지 30중량%, 바람직하게는 1 내지 10중량%가 함유되도록 혼합한다. In order to make the conductive polymer solution into a highly conductive polymer solution, acetone, acetonitrile, dimethyl acetamide (DMAc), dimethyl formamide (DMF), and dimethyl sulfoxide are aprotic polar solvents. Dimetheyl sulfoxise (DMSO), methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, N-methylpyrrolidone (NMP), propylene carbonate (propylene carbornate) Conductive polymer by mixing one or two or more selected from nitromethane, sulforane, ethylene glycol and hexamethylphophoramide (HMP) in various weight ratios (wt%). Mix to contain 0.5-30% by weight, preferably 1-10% by weight, based on the solution.

또한, 금속 나노입자가 함유된 유/무기 복합 버퍼층을 제조하기 위해, 상기 전도성 고분자 용액에 탈이온수에 분산된 금속 나노입자를 5 내지 50중량%, 바람직하게는 10 내지 30중량%를 첨가한다. 이때, 금속 나노입자는 30 내지 80 ㎚의 입자크기를 갖는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn), 철(Fe)에서 선택되는 1종 이상, 바람직하게는 금 나노입자를 첨가한 후, 균질한 혼합되도록 10분 내지 24시간, 바람직하게는 1 내지 6시간 동안 블랜딩을 실시하는 것이 좋다. 또한, 균일한 박막을 얻기 위해서 5 ㎛의 PTFE 실린지 필러를 이용하여 필터링한 후, 10 내지 150 ㎚, 바람직하게는 20 내지 60 ㎚의 두께로 코팅하여 열처리한다.In addition, to prepare the organic / inorganic composite buffer layer containing the metal nanoparticles, 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight of the metal nanoparticles dispersed in deionized water is added to the conductive polymer solution. At this time, the metal nanoparticles are gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), having a particle size of 30 to 80 nm After adding at least one selected from zinc (Zn) and iron (Fe), preferably gold nanoparticles, blending is performed for 10 minutes to 24 hours, preferably 1 to 6 hours, for homogeneous mixing. good. Further, in order to obtain a uniform thin film, it is filtered using a PTFE syringe filler of 5 μm, and then heat-treated by coating to a thickness of 10 to 150 nm, preferably 20 to 60 nm.

박막의 열처리 온도는 비양자성 극성용매의 끓는점 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 비양자성 극성용매로서 디메틸 설폭사이드(DMSO) 또는 에틸렌글리콜(EG)을 사용함에 따라 80 내지 150℃의 온도 범위에서 건조를 실시하는 것이 좋다. 건조시 용매의 끓는점 이하의 온도에서는 온도가 높을수록 PEDOT의 용해도가 증가할 뿐만 아니라 극성용매의 움직임이 활발해지기 때문에 극성용매가 PEDOT:PSS 사슬 내에 더욱 균일하게 끼어들어갈 수 있으며, 이들 용매에 의한 스크린 효과가 증대되는 것으로 판단된다. 그러나, 건조 온도가 60℃ 이하일 경우, 건조시간이 너무 오래 걸리므로 바람직하지 않으며, 반대로 극성용매의 끓는점 이상에서 건조시키는 경우에는 극성용매가 급격히 증발하여 전기전도도의 증가에 기여할 수 없게 되므로 바람직하지 않다. The heat treatment temperature of the thin film is preferably in the range below the boiling point of the aprotic polar solvent. In the embodiment of the present invention, it is preferable to perform drying in a temperature range of 80 to 150 ° C. by using dimethyl sulfoxide (DMSO) or ethylene glycol (EG) as an aprotic polar solvent. At the temperature below the boiling point of the solvent, the higher the temperature, the higher the solubility of PEDOT and the more active the polar solvent. Therefore, the polar solvent can be more uniformly intercalated in the PEDOT: PSS chain. The effect seems to increase. However, when the drying temperature is 60 ℃ or less, it is not preferable because the drying time takes too long, and on the contrary, when the drying temperature is higher than the boiling point of the polar solvent, the polar solvent rapidly evaporates and thus it is not preferable to contribute to the increase of the electrical conductivity. .

또한, 상기 금속 나노입자는 화학적으로 합성된 화합물 또는 상업적으로 판매되는 것을 모두 사용할 수 있다.In addition, the metal nanoparticles may be used both chemically synthesized compounds or commercially available.

본 발명에 따른 유/무기 복합 버퍼층에 도입할 금속 나노입자를 합성하기 위해서는, 100 내지 150℃, 바람직하게는 110 내지 130℃에서 3 내지 80시간, 바람직하게는 6 내지 72시간 동안 수열반응을 통해 합성하여 사용하는 것이 좋으며, 이때 합성된 금속 나노입자는 30 내지 80 ㎚의 크기를 갖는 것이 바람직하다.In order to synthesize metal nanoparticles to be introduced into the organic / inorganic composite buffer layer according to the present invention, the hydrothermal reaction is performed at 100 to 150 ° C., preferably at 110 to 130 ° C. for 3 to 80 hours, preferably 6 to 72 hours. It is preferable to use the synthesis, wherein the synthesized metal nanoparticles preferably have a size of 30 to 80 nm.

본 발명의 광전변환층(14)은, 폴리-3-헥실티오펜(P3HT) 및 C-T 타입 고분자 및 그의 유도체를 전자공여체로 하고, [6,6]-페닐-C 61 -부틸산 메틸에스테르(PCBM(C 60 )) 및 [6,6]-페닐-C 71 -부틸산 메틸에스테르(PC 71 BM)를 전자수용체로 하며, 그 비율은 1 : 0.5 ~ 1 : 2, 바람직하게는 1 : 0.6 ~ 1 : 1.0의 중량비로 배합되어 있는 광전변환물질을 사용할 수 있다.The photoelectric conversion layer 14 of the present invention is a poly-3-hexylthiophene (P3HT) and a CT type polymer and its derivatives as electron donors, [6,6] -phenyl- C 61 -butyl acid methyl ester ( PCBM (C 60 )) and [6,6] -phenyl- C 71 -butyl acid methyl ester (PC 71 BM) are used as the electron acceptor, and the ratio is 1: 0.5 to 1: 2, preferably 1: 0.6. Photoelectric conversion material mixed in a weight ratio of 1 to 1.0 can be used.

상기와 같은 광전변환물질들은 유기용매에 용해시키는데, 바람직하게는 2가지 이상의 끓는점이 다른 유기용매에 용해시킨 용액을 스핀코팅 등의 방법으로 10 내지 150 ㎚, 바람직하게는 60 내지 120 ㎚ 두께로 광전변환층을 도입한다. 이때, 광전변환층은 딥코팅, 스크린 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터블레이드, 브러쉬 페인팅 등의 방법을 응용할 수 있다. Such photoelectric conversion materials are dissolved in an organic solvent. Preferably, a solution obtained by dissolving two or more boiling points in an organic solvent having a different boiling point is 10 to 150 nm, preferably 60 to 120 nm thick by spin coating or the like. A conversion layer is introduced. In this case, the photoelectric conversion layer may be applied to methods such as dip coating, screen printing, spray coating, doctor blade, brush painting, and the like.

또한, 상기 전자수용체는 PCBM(C 60 )을 포함하여, C 70 , C 76 , C 78 , C 80 , C 82 , C 84 등의 다른 플러렌 유도체를 사용할 수도 있으며, 코팅된 박막은 80 내지 160℃, 바람직하게는 90 내지 140℃에서 어닐링 하여 전도성 고분자의 결정성을 높여주는 것이 좋다.In addition, the electron acceptor may include other fullerene derivatives such as C 70 , C 76 , C 78 , C 80 , C 82 , C 84 , including PCBM (C 60 ), and the coated thin film is 80 to 160 ° C. Preferably, the annealed at 90 to 140 ℃ to improve the crystallinity of the conductive polymer.

상기 제2 전극(150)은 광전변환층(140)이 도입된 상태에서 5×10-7 torr 이하의 진공도를 보이는 열증착기 내부에서 증착된다. 이때 사용가능한 전극재료로는 불화리튬/알루미늄, 불화리튬/칼슘/알루미늄, 칼슘/알루미늄, 불화바륨/알루미늄, 불화바륨/바륨/알루미늄, 바륨/알루미늄, 알루미늄, 금, 은, 마스네슘:은, 또는 리튬:알루미늄 중에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 불화바륨/바륨/알루미늄 구조로 제작된 전극을 사용하는 것이 좋다.
The second electrode 150 is deposited inside the thermal evaporator exhibiting a vacuum degree of 5 × 10 −7 torr or less when the photoelectric conversion layer 140 is introduced. The electrode materials usable here include lithium fluoride / aluminum, lithium fluoride / calcium / aluminum, calcium / aluminum, barium fluoride / aluminum, barium fluoride / barium / aluminum, barium / aluminum, aluminum, gold, silver, magnesium: silver, Or lithium: aluminum, and it is preferable to use an electrode made of a barium fluoride / barium / aluminum structure.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these examples are for illustrative purposes only and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these examples.

실시예Example 1.  One. 패턴된Patterned ITOITO 기판 세정 Substrate Cleaning

15×15 ㎜(2.25 ㎠)의 대면적 활성 영역(active area)을 가지는 패턴된 ITO glass(면저항: ~15 Ω/sq2, 삼성 코닝, 한국) 기판의 표면을 세정하기 위하여, 세정제(Alconox, Aldtrich, 미국), 아세톤, 및 이소프로판올(IPA)을 사용해 순차적으로 각각 20분씩 초음파 세정을 실시한 후, 질소로 물기를 완전히 불어낸 다음 가열판에서 120℃로 10분간 건조해 수분을 완전히 제거하였다.In order to clean the surface of a patterned ITO glass (surface resistance: ˜15 μs / sq 2 , Samsung Corning, Korea) having a large area active area of 15 × 15 mm (2.25 cm 2), a cleaning agent (Alconox, Aldtrich, USA), acetone, and isopropanol (IPA) were sequentially subjected to ultrasonic cleaning for 20 minutes each, followed by completely blowing water with nitrogen and drying at 120 ° C. for 10 minutes on a heating plate to completely remove moisture.

패턴된 ITO 기판의 세정이 완료되면, UVO 세정기(UVO cleaner, Ahtech LTS, 한국)에서 10분 동안 표면을 친수성으로 개질하였다.
Once the cleaning of the patterned ITO substrate was completed, the surface was hydrophilically modified for 10 minutes in a UVO cleaner (UVO cleaner, Ahtech LTS, Korea).

실시예Example 2. 금 나노입자의 합성 2. Synthesis of Gold Nanoparticles

유/무기 복합 버퍼층에 도입할 금 나노입자를 합성하기 위하여, 30 ㎖ 바이알에 9.7 ㎖ 증류수, 0. 055 g CTAB(cetyltrimethylammonium bromide; 99%, Aldrich, 미국)와, 0.01 M HAuCl23H2O(hydrogen tetrachloroaurate; 99%, Aldrich, 미국)를 250 ㎕를 첨가한 후, 0.1 M Na3C6H5O72H2O(trisodium citrate; 99%, Aldrich, 미국) 50 ㎕를 첨가하여 교반하였다. 바이알을 알루미늄 호일로 감싼 다음 120℃로 예열된 오븐에 넣고 6, 12, 24, 36, 48, 및 72시간 동안 수열반응 시켰다.To synthesize the gold nanoparticles to be introduced into the organic / inorganic composite buffer layer, 9.7 ml distilled water, 0.055 g CTAB (cetyltrimethylammonium bromide; 99%, Aldrich, USA) and 0.01 M HAuCl 2 3H 2 O ( 250 μl of hydrogen tetrachloroaurate; 99%, Aldrich, USA) was added, followed by stirring by adding 50 μl of 0.1 M Na 3 C 6 H 5 O 7 2H 2 O (trisodium citrate; 99%, Aldrich, USA). The vial was wrapped in aluminum foil and placed in an oven preheated to 120 ° C. for hydrothermal reaction for 6, 12, 24, 36, 48, and 72 hours.

오븐에서 꺼낸 시료들은 상온까지 식히고, UV-Visible spectroscopy(Agilent 8453, Agilent Technology, 미국)를 이용해 흡광도를 측정하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.Samples taken out of the oven were cooled to room temperature, and absorbance was measured using UV-Visible spectroscopy (Agilent 8453, Agilent Technology, USA), and the results are shown in FIG. 2.

또한, 각 시료의 FE-SEM(Field emission scanning electron microscope; JSM 6701F, Jeol, 일본) 사진을 도 3에 나타내었다.
In addition, the FE-SEM (Field emission scanning electron microscope; JSM 6701F, Jeol, Japan) photograph of each sample is shown in FIG.

하기 표 1은 수열반응 시간에 따른 금 나노입자의 평균 크기를 나타낸 것이다.Table 1 shows the average size of the gold nanoparticles according to the hydrothermal reaction time.

6시간6 hours 12시간12 hours 36시간36 hours 48시간48 hours 72시간72 hours 입자크기Particle size ~30㎚~ 30 nm ~40㎚~ 40 nm ~50㎚~ 50 nm ~70㎚˜70 nm ~80㎚~ 80 nm

실시예Example 3-1. 유/무기 복합  3-1. Organic / Inorganic Complex 버퍼층의Buffer layer 제조(1) Manufacture (1)

본 발명에서는 PEDOT와 PSS의 비율이 1 : 2.5이며, 물 또는 알코올류에 1.0 내지 1.3중량%로 혼합되어 있는 PEDOT:PSS 용액(CleviosTM PH500, Clevios, 독일)에 임의의 농도로 분산된 금 나노입자를 5, 10, 20, 30중량%로 첨가한 후, 스핀코팅 하여 박막을 형성시켜 120℃에서 20분간 열처리하여 비저항 및 전도도를 측정하였다.In the present invention, the ratio of PEDOT and PSS is 1: 2.5, and gold nanoparticles dispersed at an arbitrary concentration in a PEDOT: PSS solution (Clevios PH500, Clevios, Germany) mixed with water or alcohol at 1.0 to 1.3 wt%. After the particles were added at 5, 10, 20, 30% by weight, spin-coated to form a thin film and heat-treated for 20 minutes at 120 ℃ to measure the specific resistance and conductivity.

상기 시료와 비교를 위해, PEDOT와 PSS의 중량비가 1 : 6이며, 물 또는 알코올류에 1.3 내지 1.7중량%로 혼합된 통상적인 OPV용 PEDOT:PSS 용액(CleviosTM AI4083, Clevios, 독일)을 스핀코팅 하여 박막을 형성시킨 후 120℃에서 20분간 열처리하여 비저항 및 전도도를 측정하였다.For comparison with the sample, spin the conventional PEDOT: PSS solution (Clevios TM AI4083, Clevios, Germany) for OPV with a weight ratio of PEDOT and PSS of 1: 6 and 1.3 to 1.7% by weight in water or alcohols. After coating to form a thin film, heat treatment was performed for 20 minutes at 120 ℃ to measure the specific resistance and conductivity.

하기 표 2는 금 나노입자의 함유량에 따른 유/무기 복합 버퍼층의 비저항 및 전도도를 나타낸 결과이다.Table 2 shows the results of the specific resistance and conductivity of the organic / inorganic composite buffer layer according to the content of the gold nanoparticles.

AI4083AI4083 PH500PH500 PH500
+ Au 5%
PH500
+ Au 5%
PH500
+ Au 10%
PH500
+ Au 10%
PH500
+ Au 20%
PH500
+ Au 20%
PH500
+ Au 30%
PH500
+ Au 30%
비저항(Ω?㎝)Specific resistance (Ω? Cm) 42214221 6.326.32 7.127.12 5.4315.431 5.2615.261 6.2166.216 전도도(S/㎝)Conductivity (S / cm) 0.000230.00023 0.150.15 0.140.14 0.180.18 0.190.19 0.160.16

실시예Example 3-2. 유/무기 복합  3-2. Organic / Inorganic Complex 버퍼층의Buffer layer 제조(2) Manufacture (2)

유/무기 복합 버퍼층의 전도도를 크게 향상시키기 위해, 상기 실시예 3-1의 혼합물에 DMSO를 1 내지 7중량% 첨가하여 스핀코팅 하고, 120℃에서 20분간 열처리한 후 비저항 및 전도도를 측정하였다.In order to greatly improve the conductivity of the organic / inorganic composite buffer layer, 1 to 7% by weight of DMSO was added to the mixture of Example 3-1 and spin-coated, followed by heat treatment at 120 ° C. for 20 minutes, and then the specific resistance and conductivity were measured.

하기 표 3 내지 표 5는 금 나노입자 및 DMSO의 함유량에 따른 유/무기 복합 버퍼층의 비저항 및 전도도를 나타낸 것이다.Tables 3 to 5 show specific resistance and conductivity of the organic / inorganic composite buffer layer according to the content of gold nanoparticles and DMSO.

PH500 + Au 10%
+ DMSO 1%
PH500 + Au 10%
+ DMSO 1%
PH500 + Au 10%
+ DMSO 3%
PH500 + Au 10%
+ DMSO 3%
PH500 + Au 10%
+ DMSO 5%
PH500 + Au 10%
+ DMSO 5%
PH500 + Au 10%
+ DMSO 7%
PH500 + Au 10%
+ DMSO 7%
비저항(Ω?㎝)Specific resistance (Ω? Cm) 0.04920.0492 0.00360.0036 0.00140.0014 0.00280.0028 전도도(S/㎝)Conductivity (S / cm) 2020 276276 724724 355355

PH500 + Au 20%
+ DMSO 1%
PH500 + Au 20%
+ DMSO 1%
PH500 + Au 20%
+ DMSO 3%
PH500 + Au 20%
+ DMSO 3%
PH500 + Au 20%
+ DMSO 5%
PH500 + Au 20%
+ DMSO 5%
비저항(Ω?㎝)Specific resistance (Ω? Cm) 0.02240.0224 0.0030.003 0.00120.0012 전도도(S/㎝)Conductivity (S / cm) 44.544.5 333333 833833

PH500 + Au 30%
+ DMSO 1%
PH500 + Au 30%
+ DMSO 1%
PH500 + Au 30%
+ DMSO 3%
PH500 + Au 30%
+ DMSO 3%
PH500 + Au 30%
+ DMSO 5%
PH500 + Au 30%
+ DMSO 5%
비저항(Ω?㎝)Specific resistance (Ω? Cm) 0.02720.0272 0.00340.0034 0.00160.0016 전도도(S/㎝)Conductivity (S / cm) 3636 294294 625625

실시예Example 3-3. 유/무기 복합  3-3. Organic / Inorganic Complex 버퍼층의Buffer layer 제조(3) Manufacture (3)

또한, 상기 실시예 3-1의 혼합물에 에틸렌글리콜(EG)을 1중량% 및 3중량% 첨가하여 스핀코팅 후 120℃에서 20분간 열처리하여 비저항 및 전도도를 측정하고, 그 결과를 표 6 및 표 7에 나타내었다.In addition, 1% by weight and 3% by weight of ethylene glycol (EG) was added to the mixture of Example 3-1, followed by spin coating and heat treatment at 120 ° C. for 20 minutes to measure specific resistance and conductivity. 7 is shown.

PH500 + Au 10%
+ EG 1%
PH500 + Au 10%
+ EG 1%
PH500 + Au 20%
+ EG 1%
PH500 + Au 20%
+ EG 1%
PH500 + Au 30%
+ EG 1%
PH500 + Au 30%
+ EG 1%
비저항(Ω?㎝)Specific resistance (Ω? Cm) 1.4041.404 0.4500.450 0.7950.795 전도도(S/㎝)Conductivity (S / cm) 0.7120.712 2.222.22 1.2571.257

PH500 + Au 10%
+ EG 3%
PH500 + Au 10%
+ EG 3%
PH500 + Au 20%
+ EG 3%
PH500 + Au 20%
+ EG 3%
PH500 + Au 30%
+ EG 3%
PH500 + Au 30%
+ EG 3%
비저항(Ω?㎝)Specific resistance (Ω? Cm) 0.00530.0053 0.00310.0031 0.00420.0042 전도도(S/㎝)Conductivity (S / cm) 188188 325325 237237

실시예Example 4. 유기태양전지의 제조(1) 4. Fabrication of Organic Solar Cells (1)

PEDOT와 PSS의 비율이 1 : 2.5이며, 물 또는 알코올류에 1.0 내지 1.3중량%로 혼합되어 있는 PEDOT:PSS 용액(CleviosTM PH500, Clevios, 독일)에 임의의 농도로 분산된 금 나노입자 10중량% 및 DMSO를 1중량% 첨가하여 상기 실시예 1에서 제조한 패터닝된 ITO 위에 40 ㎚ 두께로 스핀 코팅한 후, 핫플레이트에서 120℃에서 20분간 열처리하여 잔류용매를 제거하고 버퍼층을 완성하였다.10 weights of gold nanoparticles dispersed at any concentration in a PEDOT: PSS solution (Clevios TM PH500, Clevios, Germany), in which the ratio of PEDOT and PSS is 1: 2.5 and is mixed with water or alcohol at 1.0 to 1.3% by weight. % And DMSO 1% by weight was spin-coated to a thickness of 40 nm on the patterned ITO prepared in Example 1, and then heat-treated at 120 ° C for 20 minutes on a hot plate to remove the residual solvent to complete the buffer layer.

P3HT와 PCBM을 1 : 0.8의 중량비로 혼합한 광전변환층 재료를 클로로벤젠 용매에 1.5중량%의 농도로 용해시키고, 상기의 버퍼층이 도입된 ITO 기판에 스핀코팅한 다음 120℃에서 10분간 열처리하여 100 ㎚ 두께의 광전변환층을 도입하였다.The photoelectric conversion layer material mixed with P3HT and PCBM in a weight ratio of 1: 0.8 was dissolved in a chlorobenzene solvent at a concentration of 1.5% by weight, spin-coated on the ITO substrate to which the buffer layer was introduced, and then heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes. 100 nm thick photoelectric conversion layer was introduced.

이어서 5×10-7 torr 이하의 진공도를 보이는 열증착기 내부에서 불화바륨(BaF2)을 0.1Å/s의 속도로 2 ㎚, 바륨(Ba)을 0.2Å/s의 속도로 2 ㎚, 및 알루미늄(Al)을 5Å/s의 속도로 100 ㎚ 증착하여 유기태양전지를 제조하였다.Subsequently, barium fluoride (BaF 2 ) is 2 nm at a rate of 0.1 mW / s, barium (Ba) is 2 nm at a rate of 0.2 mW / s, and aluminum in a thermal evaporator having a vacuum degree of 5 × 10 −7 torr or less. (Al) was deposited at 100 nm at a rate of 5 mA / s to manufacture an organic solar cell.

이렇게 제조된 소자는 수분과 산소에 의한 분해를 방지하기 위하여 수분 및 산소 흡습제를 봉지유리 안쪽면에 도입한 후, 자외선 경화제를 이용하여 밀봉하였다.
The device thus manufactured was introduced with a moisture and oxygen absorbent to the inner surface of the encapsulating glass in order to prevent decomposition by moisture and oxygen, and then sealed using an ultraviolet curing agent.

실시예Example 5. 유기태양전지의 제조(2) 5. Manufacture of Organic Solar Cells (2)

상기 실시예 4와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 금 나노입자를 20중량% 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured by the same method and conditions as in Example 4, except that 20 wt% of the gold nanoparticles were added to prepare the buffer layer.

실시예Example 6. 유기태양전지의 제조(3) 6. Fabrication of Organic Solar Cells (2006.01)

상기 실시예 4와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 금 나노입자를 30중량% 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured in the same manner and in the same manner as in Example 4, except that 30 wt% of the gold nanoparticles were added during the preparation of the buffer layer.

실시예Example 7. 유기태양전지의 제조(4) 7. Fabrication of Organic Solar Cells (4)

상기 실시예 4와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 DMSO를 3중량% 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured according to the same method and condition as in Example 4, except that 3 wt% of DMSO was added to prepare a buffer layer.

실시예Example 8. 유기태양전지의 제조(5) 8. Fabrication of Organic Solar Cell (5)

상기 실시예 5와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 DMSO를 3중량% 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured according to the same method and condition as in Example 5, except that 3 wt% of DMSO was added to prepare a buffer layer.

실시예Example 9. 유기태양전지의 제조(6) 9. Fabrication of Organic Solar Cell (6)

상기 실시예 6과 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 DMSO를 3중량% 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured according to the same method and condition as in Example 6, except that 3 wt% of DMSO was added to prepare a buffer layer.

실시예Example 10. 유기태양전지의 제조(7) 10. Fabrication of Organic Solar Cell (7)

상기 실시예 4와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 DMSO를 대신하여 에틸렌글리콜(EG) 1중량%를 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured according to the same method and condition as in Example 4, except that 1 wt% of ethylene glycol (EG) was added in place of DMSO to prepare a buffer layer.

실시예Example 11. 유기태양전지의 제조(8) 11. Fabrication of Organic Solar Cells (8)

상기 실시예 5와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 DMSO를 대신하여 에틸렌글리콜(EG) 1중량%를 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured by the same method and condition as in Example 5, except that 1 wt% of ethylene glycol (EG) was added in place of DMSO to prepare a buffer layer.

실시예Example 12. 유기태양전지의 제조(9) 12. Fabrication of Organic Solar Cell (9)

상기 실시예 6과 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 DMSO를 대신하여 에틸렌글리콜(EG) 1중량%를 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured by the same method and condition as in Example 6, except that 1 wt% of ethylene glycol (EG) was added in place of DMSO to prepare a buffer layer.

실시예Example 13. 유기태양전지의 제조(10) 13. Fabrication of Organic Solar Cell (10)

상기 실시예 4와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 DMSO를 대신하여 에틸렌글리콜(EG) 3중량%를 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured according to the same method and condition as in Example 4, except that 3 wt% of ethylene glycol (EG) was added in place of DMSO to prepare a buffer layer.

실시예Example 14. 유기태양전지의 제조(11) 14. Fabrication of Organic Solar Cell (11)

상기 실시예 5와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 DMSO를 대신하여 에틸렌글리콜(EG) 3중량%를 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured by the same method and condition as in Example 5, except that 3 wt% of ethylene glycol (EG) was added in place of DMSO when preparing the buffer layer.

실시예Example 15. 유기태양전지의 제조(12) 15. Fabrication of Organic Solar Cell (12)

상기 실시예 6과 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 DMSO를 대신하여 에틸렌글리콜(EG) 3중량%를 첨가하여 제조하였다.
An organic solar cell was manufactured by the same method and conditions as in Example 6, except that 3 wt% of ethylene glycol (EG) was added in place of DMSO when preparing the buffer layer.

비교예Comparative example 1. 유기태양전지의 제조(13) 1. Fabrication of Organic Solar Cells (13)

상기 실시예 4와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 통상적인 OPV용 PEDOT:PSS 용액(CleviosTM AI4083, Clevios, 독일)만을 버퍼층으로 사용하였다.
An organic solar cell was manufactured by the same method and conditions as in Example 4, except that only a conventional OPD PEDOT: PSS solution (Clevios AI4083, Clevios, Germany) was used as a buffer layer.

비교예Comparative example 2. 유기태양전지의 제조(14) 2. Fabrication of Organic Solar Cells (14)

상기 실시예 4와 동일한 방법 및 조건으로 유기태양전지를 제조하되, 버퍼층 제조시 금 나노입자와 DMSO는 첨가하지 아니하였다. An organic solar cell was manufactured by the same method and condition as in Example 4, but gold nanoparticles and DMSO were not added when the buffer layer was prepared.

실험예Experimental Example 1. 유기태양전지의 특성 평가 1. Characterization of Organic Solar Cell

상기 실시예 4~15 및 비교예 1~2에서 제조한 유기태양전지의 전기광학적 특성을 측정하기 위하여, 키슬리 2400 소스미터와 태양광 모의실험장치(Oriel 150W solar simulator)를 사용해 표준조건(Air Mass 1.5 Global, 100 ㎽/㎠, 25℃)에서 전류-전압밀도를 측정하였다.In order to measure the electro-optical characteristics of the organic solar cells prepared in Examples 4 to 15 and Comparative Examples 1 and 2, standard conditions (Air) using a Keithley 2400 source meter and a solar simulator (Oriel 150W solar simulator) Mass 1.5 Global, 100 mA / cm 2, 25 ° C.), current-voltage density was measured.

상기 유기태양전지들의 광단락전류밀도(Jsc), 광개방전압(Voc), Fill Factor(FF) 및 에너지변환효율은 하기 표 8에 나타내었다.Optical short-circuit current density (Jsc), photo-opening voltage (Voc), Fill Factor (FF) and energy conversion efficiency of the organic solar cells are shown in Table 8 below.

이때, Fill Factor(FF)는 최대 전력점에서 전압값(Vmax)×전류밀도(Jmax)/(Voc×Jsc), 에너지변환효율은 FF×(Jsc×Voc)/Pin, Pin=100[㎽/㎠]으로 계산하였다.At this time, the Fill Factor (FF) is the voltage value Vmax × current density Jmax / (Voc × Jsc) at the maximum power point, and the energy conversion efficiency is FF × (Jsc × Voc) / Pin, Pin = 100 [㎽ / Cm 2].

광단락전류밀도
Jsc(㎃/㎠)
Optical short circuit current density
Jsc (㎃ / ㎠)
광개방전압
Voc(V)
Photo-opening voltage
Voc (V)
Fill Factor
(%)
Fill factor
(%)
에너지변환효율
(%)
Energy conversion efficiency
(%)
실시예 4Example 4 6.86.8 0.5950.595 48.548.5 2.02.0 실시예 5Example 5 8.18.1 0.6160.616 49.449.4 2.62.6 실시예 6Example 6 7.97.9 0.5950.595 50.950.9 2.42.4 실시예 7Example 7 8.08.0 0.5750.575 36.236.2 1.71.7 실시예 8Example 8 8.28.2 0.5750.575 39.239.2 1.91.9 실시예 9Example 9 8.28.2 0.5550.555 38.238.2 1.81.8 실시예10Example 10 7.87.8 0.5950.595 44.244.2 2.02.0 실시예11Example 11 7.97.9 0.5950.595 47.547.5 2.22.2 실시예12Example 12 7.67.6 0.5950.595 45.745.7 2.12.1 실시예13Example 13 7.17.1 0.5550.555 35.135.1 1.41.4 실시예14Example 14 7.37.3 0.5750.575 35.435.4 1.51.5 실시예15Example 15 6.66.6 0.5550.555 32.332.3 1.21.2 비교예 1Comparative Example 1 6.66.6 0.5750.575 37.637.6 1.41.4 비교예 2Comparative Example 2 7.37.3 0.5950.595 37.337.3 1.61.6

또한, 도 4는 상기 유기태양전지들의 전류밀도-전압(J-V) 특성 그래프이고, 도 5는 입사광자의 전류변환효율(incident photon-to-current conversion efficiency; IPCE) 그래프이며, 그리고 도 6은 상기에서 제조한 버퍼층의 FE-SEM 사진이다.4 is a graph showing current density-voltage (JV) characteristics of the organic solar cells, FIG. 5 is a graph of incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) of incident photons, and FIG. It is an FE-SEM photograph of the manufactured buffer layer.

상기 표 8과 도 4 및 도 5에서도 알 수 있듯이, 비교예에서의 광전변환효율은 각각 비교예 1이 1.4%, 비교예 2가 1.6%인 것에 비해, 실시예 5에서는 2.6%로 최고 85%의 증가를 보였다.As can be seen from Table 8 and FIGS. 4 and 5, the photoelectric conversion efficiency in Comparative Example is 1.4% in Comparative Example 1 and 1.6% in Comparative Example 2, respectively, 2.6% in Example 5, up to 85%. Showed an increase.

이때, 임의의 농도로 희석한 금 나노입자의 양은 물 또는 알코올류에 1.0 내지 1.3중량% 혼합되어 있는 PEDOT:PSS용액(이하, ‘PH500’라 함.) 대비 약 20중량%이었으며, 그 이상의 농도에서는 오히려 광전변환효율이 감소하였다. 이는 도 7의 원자간력 현미경(atomic force microscope; AFM)으로 측정한 박막 표면의 거칠기를 통해 해석할 수 있다.At this time, the amount of gold nanoparticles diluted to an arbitrary concentration was about 20% by weight compared to PEDOT: PSS solution (hereinafter referred to as 'PH500'), which is mixed 1.0 to 1.3% by weight in water or alcohols. Rather, the photoelectric conversion efficiency decreased. This can be interpreted through the roughness of the thin film surface measured by the atomic force microscope (AFM) of FIG.

PH500, DMSO 및 금(Au) 나노입자가 10중량% 포함된 표면의 거칠기는 9.224 ㎚, 금 나노입자 20중량% 포함된 표면의 거칠기는 12.402 ㎚ 및 금 나노입자 30중량% 포함된 거칠기는 14.163 ㎚로 증가한 것을 알 수 있다(도 7 참조). 그러나, 금 나노입자의 증가가 플라즈몬 공명효과의 증대를 가져오지만, 거칠기의 증가는 정공의 이동을 방해하므로 공명효과와 거칠기는 트래이드 오프관계라 할 수 있다. 따라서, 금 나노입자의 최적농도는 20중량%라 할 수 있다.The surface roughness of the surface containing 10% by weight of PH500, DMSO, and gold (Au) nanoparticles is 9.224 nm, the surface roughness of the surface containing 20% by weight of gold nanoparticles is 12.402 nm, and the surface roughness of 14.163 nm is included. It can be seen that increased to (see Fig. 7). However, although the increase in the gold nanoparticles leads to an increase in the plasmon resonance effect, the increase in the roughness hinders the movement of the hole, so the resonance effect and roughness can be said to be a trade-off relationship. Therefore, the optimal concentration of gold nanoparticles can be said to 20% by weight.

또한, 비양자성 극성용매의 도핑을 통한 에너지 변화효율 증대효과는 DMSO와 EG 모두 1중량% 첨가시 가장 좋았다. DMSO를 PH500 대비 3, 5, 7중량% 첨가시 전도도는 증가하여, 5중량% 첨가시 최대 833 S/㎝를 보였다. 그러나, 에너지변환효율을 0.6%에 그쳐(도시하지 아니함) 오히려 더 낮은 결과를 나타내었다. 이는 상기 박막이 버퍼층이 아닌 전극의 역할을 하게 된 결과로 해석할 수 있는데, 일반적으로 6,000~8,000 S/㎝의 전도도를 가지는 ITO 전극의 전도도와 비교해, 상대적으로 낮은 전도도를 보이는 전극으로 작용하여 낮은 에너지변환효율을 나타낸 것으로 사료된다.In addition, the efficiency of energy change efficiency through doping of the aprotic polar solvent was the best when 1 wt% of DMSO and EG were added. When 3, 5, 7 wt% of DMSO was added compared to PH500, the conductivity was increased, and a maximum of 833 S / cm was added when 5 wt% was added. However, the energy conversion efficiency was only 0.6% (not shown), but rather lower. This may be interpreted as a result of the thin film acting as an electrode rather than a buffer layer. In general, compared with the conductivity of an ITO electrode having a conductivity of 6,000 to 8,000 S / cm, the electrode acts as a relatively low conductivity electrode. It is considered that energy conversion efficiency is shown.

이상, 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. As described above, specific portions of the contents of the present invention have been described in detail, and for those skilled in the art, these specific techniques are merely preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereto. Will be obvious. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (10)

투명기판 위에 형성된 제1 전극, 유/무기 복합 버퍼층, 광전변화층 및 제2 전극을 포함하는 태양전지에 있어서,
상기 유/무기 복합 버퍼층에 금속 나노입자 및 아세톤(aceton), 아세토니트릴(acetonitrile), 디메틸 아세트아미드(dimethyl acetamide), 디메틸 포름아미드(dimethyl formamide), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxise), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone), 메틸 n-프로필 케톤(methyl n-propyl ketone), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone; NMP), 프로필렌 카보네이트(propylene carbornate), 니트로메탄(nitromethane), 설포란(sulforane), 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 및 헥사메틸포스포아미드(hexamethylphophoramide; HMP)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 및 고전도성 유/무기 복합 버퍼층을 도입한 대면적 고효율 유기태양전지.
A solar cell comprising a first electrode, an organic / inorganic composite buffer layer, a photovoltaic layer, and a second electrode formed on a transparent substrate,
Metal nanoparticles and acetone (aceton), acetonitrile, dimethyl acetamide, dimethyl formamide, dimethyl sulfoxise, methyl ethyl ketone methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, N-methylpyrrolidone (NMP), propylene carbonate (propylene carbornate), nitromethane, sulfolane Introducing nanoparticles and highly conductive organic / inorganic composite buffer layer, characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of ethylene glycol (ethylene glycol) and hexamethylphophoramide (HMP) Area high efficiency organic solar cell.
제 1항에 있어서,
상기 금속 나노입자는 30 내지 80 ㎚의 입자크기를 갖는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn), 철(Fe)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The method of claim 1,
The metal nanoparticles have a particle size of 30 to 80 nm (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), zinc (Zn), an organic solar cell, characterized in that any one or more selected from the group consisting of iron (Fe).
(1) 전도성 고분자 및 이들의 유도체 용액과 비양자성 극성용매를 혼합하는 단계;
(2) 상기 혼합 용매에 금속 나노입자를 첨가하는 단계; 및
(3) 상기 금속 나노입자 용액을 여과하여 박막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 및 고전도성 유/무기 복합 버퍼층을 도입한 대면적 고효율 유기태양전지의 제조방법.
(1) mixing a conductive polymer, a derivative solution thereof, and an aprotic polar solvent;
(2) adding metal nanoparticles to the mixed solvent; And
(3) filtering the metal nanoparticle solution to form a thin film; and a method of manufacturing a large-area high efficiency organic solar cell, comprising the nanoparticles and the highly conductive organic / inorganic composite buffer layer.
제 3항에 있어서,
상기 비양자성 극성용매는 아세톤(acetone), 아세토니트릴(acetonitrile), 디메틸 아세트아미드(dimethyl acetamide; DMAc), 디메틸 포름아미드(dimethyl formamide; DMF), 디메틸 설폭사이드(dimetheyl sulfoxise; DMSO), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone), 메틸 n-프로필 케톤(methyl n-propyl ketone), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone; NMP), 프로필렌 카보네이트(propylene carbornate), 니트로메탄(nitromethane), 설포란(sulforane), 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 및 헥사메틸포스포아미드(hexamethylphophoramide; HMP)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 유기태양전지의 제조방법.
The method of claim 3,
The aprotic polar solvent is acetone, acetonitrile, dimethyl acetamide (DMAc), dimethyl formamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), methyl ethyl ketone (methyl ethyl ketone), methyl n-propyl ketone, N-methylpyrrolidone (NMP), propylene carbonate (propylene carbornate), nitromethane, sulfolane ), Ethylene glycol (ethylene glycol) and hexamethylphosphoramide (hexamethylphophoramide; HMP) is any one or two or more selected from the method of manufacturing an organic solar cell.
제 3항에 있어서,
상기 비양자성 극성용매는 전도성 고분자 용액의 0.5 내지 3중량%가 함유되도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지의 제조방법.
The method of claim 3,
The aprotic polar solvent is a method of manufacturing an organic solar cell, characterized in that the mixing so as to contain 0.5 to 3% by weight of the conductive polymer solution.
제 3항에 있어서,
상기 금속 나노입자는 30 내지 80 ㎚의 입자크기를 갖는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn), 철(Fe)에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기태양전지의 제조방법.
The method of claim 3,
The metal nanoparticles have a particle size of 30 to 80 nm (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), zinc (Zn), a method for producing an organic solar cell, characterized in that at least one selected from iron (Fe).
제 6항에 있어서,
상기 금속 나노입자는 30 내지 80 ㎚의 입자크기를 갖는 금(Au) 나노입자를첨가한 후, 균질한 혼합되도록 10분 내지 24시간 동안 블랜딩을 실시하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지의 제조방법.
The method of claim 6,
The metal nanoparticles are added to the gold (Au) nanoparticles having a particle size of 30 to 80 nm, and then blended for 10 minutes to 24 hours to homogeneously mix, the method of manufacturing an organic solar cell.
제 3항에 있어서,
상기 금속 나노입자는 상기 전도성 고분자 용액의 5 내지 50중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지의 제조방법.
The method of claim 3,
The metal nanoparticles of the organic solar cell manufacturing method characterized in that the addition of 5 to 50% by weight of the conductive polymer solution.
제 8항에 있어서,
상기 금속 나노입자는 상기 전도성 고분자 용액의 10 내지 30중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지의 제조방법.
The method of claim 8,
The metal nanoparticles of the organic solar cell manufacturing method characterized in that the addition of 10 to 30% by weight of the conductive polymer solution.
제 3항에 있어서,
상기 박막은 10 내지 150 ㎚의 두께로 코팅하여 열처리 하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지의 제조방법.




The method of claim 3,
The thin film is coated with a thickness of 10 to 150 nm method for producing an organic solar cell, characterized in that the heat treatment.




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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104347739A (en) * 2013-08-02 2015-02-11 台积太阳能股份有限公司 Thin film photovoltaic device and method of making same
US20150364708A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-17 Korea Institute Of Science And Technology Plasmonic organic photovoltaic cell using induced dipole polymer-metal nanoparticle hybrid and fabrication process thereof

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101237369B1 (en) * 2011-09-27 2013-02-26 삼성코닝정밀소재 주식회사 Photovoltaic cell having efficiency improving structure and method of manufacturing the same
KR20140064408A (en) 2012-11-20 2014-05-28 삼성전자주식회사 Organic solar cell and manufacturing method thereof
KR102133451B1 (en) 2013-02-22 2020-07-14 삼성전자주식회사 Photoelectronic device and image sensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080064438A (en) * 2007-01-05 2008-07-09 삼성전자주식회사 Polymer solar cell and preparation method thereof
KR20090034823A (en) * 2006-06-30 2009-04-08 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 Composition for forming electrode in solar cell, method of forming the electrode, and solar cell employing electrode obtained by the formation method
KR20100072723A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 한국기계연구원 Organic solar cell enhancing energy conversion efficiency and method for preparing the same
KR20100097471A (en) * 2009-02-26 2010-09-03 고려대학교 산학협력단 Metal-polymer hybrid nanomaterials, method for preparing the same and light-emitting device and solar cell using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090034823A (en) * 2006-06-30 2009-04-08 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 Composition for forming electrode in solar cell, method of forming the electrode, and solar cell employing electrode obtained by the formation method
KR20080064438A (en) * 2007-01-05 2008-07-09 삼성전자주식회사 Polymer solar cell and preparation method thereof
KR20100072723A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 한국기계연구원 Organic solar cell enhancing energy conversion efficiency and method for preparing the same
KR20100097471A (en) * 2009-02-26 2010-09-03 고려대학교 산학협력단 Metal-polymer hybrid nanomaterials, method for preparing the same and light-emitting device and solar cell using the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104347739A (en) * 2013-08-02 2015-02-11 台积太阳能股份有限公司 Thin film photovoltaic device and method of making same
US20150364708A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-17 Korea Institute Of Science And Technology Plasmonic organic photovoltaic cell using induced dipole polymer-metal nanoparticle hybrid and fabrication process thereof
KR20160010655A (en) 2014-06-17 2016-01-28 한국과학기술연구원 Plasmonic organic photovolatic cell using hydrid induced dipole polymer and metal nanoparticle and its fabrication process thereof

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