KR101404919B1 - 전도성 첨가물을 갖는 싸이오펜 고분자 기반 유기 광기전 소자 및 그 제조방법 - Google Patents
전도성 첨가물을 갖는 싸이오펜 고분자 기반 유기 광기전 소자 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 전도성 첨가물을 포함하는 싸이오펜 고분자 기반 유기 광기전 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 양극 전극이 패터닝된 유리 기판 상기 양극 전극이 패터닝된 유리 기판 위에 전도성 유기 첨가물을 코팅하여 형성된 정공주입층인 p-타입(p-type)층 상기 정공주입층 위에 싸이오펜 고분자와 전도성 유기 첨가물의 혼합물을 코팅하여 형성된 광활성층 상기 광활성층 위에 형성된 n-타입(n-type)층 및 상기 n-타입층 위에 금속을 코팅하여 형성된 음극층을 포함하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 유기 광기전 소자는 싸이오펜을 포함하는 고분자를 단독 또는 혼합 사용하는 유기 태양전지 소자에 전도성 유기 첨가물을 도입한 것으로서, 종래 유기 광기전 소자에 비해 우수한 에너지 전환효율(Power conversion efficiency)을 가지며, 또한 계면 특성이 개선된 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 싸이오펜을 포함하는 고분자를 단독 또는 혼합 사용하는 유기 태양전지 소자에 전도성 유기 첨가물을 도입하여, 우수한 에너지 전환효율(Power conversion efficiency)을 가지며 또한 계면 특성이 개선된 유기 광기전 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 화석연료의 고갈과 지구온난화의 영향으로 친환경 신재생 에너지에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 특히 신재생 에너지 중에서 태양광을 이용하는 태양전지는 가장 효율적인 핵심 소자로 인식되고 있다. 최근 들어 기존의 실리콘 및 화합물 반도체 기반의 태양전지에서 유기물을 이용한 유기 광기전 소자(Organic Photovoltaics, OPV) 에 대한 관심은 점차 증가하는 추세이다.
현재까지 보고된 유기 광기전 소자의 최대 광변환 효율은 텐덤 구조에서 6.7%를 포함하여 8%대로 접근하는 것으로 나타내었다. 그러나 이는 실리콘 태양전지의 24%와 화합물반도체 태양전지의 40% 광변환 효율에 비하여 매우 낮은 수준이다. 그렇지만 유기 광전자 소자는 간단한 용액공정을 통하여 제작이 가능하여 양산단가를 크게 낮출 수 있고, 경량화, 대면적 그리고 플렉시블 소자로 제작이 가능하다는 점 등에서 다양한 분야에 응용이 가능한 장점을 가지고 있다. 따라서 앞으로 유기 광전자 소자는 대량생산을 통한 저가격, 저소비 전력 분야에 적용이 될 것으로 예상되며, 플렉시블 기판을 사용한 신규 응용분야의 창출이 기대되므로, 이에 대한 연구가 경쟁적으로 이루어지고 있는 실정이다.
유기 광전자 소자의 개발에서 가장 중요한 분야는 대량생산을 고려한 소자 구조의 단순화와 동시에 광변환 효율의 개선에 관한 것이라 할 수 있다. 현재 유기 광전자 소자에 가장 적합한 구조로 광활성층을 공액성 고분자 또는 위치규칙적(regioregular) 물질과 플러린(fullerenes) 물질을 혼합하여 단층으로 구성하는 벌크 이종접합(Bulk Hetero Junction, BHJ) 구조가 연구되고 있다. 벌크 이종접합 구조의 유기 광전자 소자는 이중층(bi-layer) 구조의 유기 광전자 소자에 비하여 높은 광변환 효율을 보이며, 텐덤 구조에 비하여 구조적으로 단순하다는 장점을 가지고 있다.
광활성층을 형성하는 대표적인 물질로서 전자 도너로는 MEH-PPV, MDMO-PPV 등의 공액성 고분자와 P3HT, P3OT 등의 위치 규칙적 고분자 물질이 있고, 전자 억셉터 물질로는 플러린 C60 유도체인 PCBM을 주로 사용하고 있다.
특히 전자 도너인 P3HT(poly(3-hexylthiophene))와 전자 억셉터인 PCBM(phenyl-C61-butyric acid methyl ester)이 혼합된 광활성층을 이용한 벌크 이종접합 유기 광전자 소자에서 가장 우수한 광변환 효율을 보이는 것으로 보고되고 있는데, 이는 P3HT가 다른 공액성 고분자에 비하여 낮은 에너지 밴드갭을 가짐에도 불구하고 높은 흡광도를 가지고 있어 단락전류(Jsc) 특성이 좋기 때문이다.
하지만 현재로서는 P3HT:PCBM 유기 광기전 소자의 광변환 효율의 향상이 이전 유기 광기전 소자의 개발 단계에 비해 더딘 상황에 있어 이의 개선이 요구되고 있다.
따라서 본 발명은 종래의 싸이오펜 고분자 단독 또는 포함 혼합물 기반 유기 광기전 소자에 비해 광변환 효율이 향상된 새로운 유기 광기전 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,
양극 전극이 패터닝된 유리 기판 상기 양극 전극이 패터닝된 유리 기판 위에 전도성 유기 첨가물을 코팅하여 형성된 정공주입층인 p-타입(p-type)층 상기 정공주입층 위에 싸이오펜 고분자와 전도성 유기 첨가물의 혼합물을 코팅하여 형성된 광활성층 상기 광활성층 위에 형성된 n-타입(n-type)층 및 상기 n-타입층 위에 금속을 코팅하여 형성된 음극층을 포함하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 상기 유기 광기전 소자에서 상기 양극 전극은 ITO 전극을 사용할 수 있고, 싸이오펜(thiophene) 고분자와 전도성 유기 첨가물의 혼합물은 싸이오펜(thiophene) 고분자를 기준으로 0.001% 이상의 무게비를 갖는 전도성 유기 첨가물과 혼합할 수 있고, 이 보다 더 적은 양의 무게비로도 혼합 가능하다.
또한, 상기 전도성 유기 첨가물은 PEDOT:PSS일 수 있고, 상기 싸이오펜 고분자는 P3HT:PCBM일수 있으며, 상기 p-타입(p-type)층은 WO3, NiO, V2O3 또는 MoO3을 포함할 수 있으며, 상기 n-타입(n-type)층은 LiF, CsF, CaF2, MgF3, NaF, KF, Cs2CO3, CsCl, Ba, Ca, Mg:Ag, TiOx 또는 ZnOx 을 포함할 수 있다. 상기 음극층을 이루는 금속은 Al, Ti, W, Ag, Au, Ca, Mg 중의 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 상기 광활성층의 두께는 100∼250㎚일 수 있다
나아가 본 발명은 상기 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전소자의 제조방법을 제공할 수 있는데, 바람직하게, 양극인 ITO 전극이 패터닝된 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 ITO 전극이 패터닝된 유리 기판 위에 전도성 유기 첨가물을 스핀 코팅하여 정공주입층인 p-타입(p-type)층을 형성하는 단계; 상기 정공주입층 위에 싸이오펜 고분자와 전도성 유기 첨가물의 혼합물을 스핀 코팅하여 광활성층을 형성하는 단계; 상기 광활성층 위에 n-타입(n-type)층을 증착하는 단계; 및 상기 n-타입층 위에 금속을 증착하여 음극층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전도성 유기 첨가물은 PEDOT:PSS을 사용할 수 있고, 상기 싸이오펜 고분자는 P3HT:PCBM을사용할 수 있으며, 상기 p-타입(p-type)층은 WO3, NiO, V2O3 또는 MoO3을 포함하고, 상기 n-타입(n-type)층은 LiF, CsF, CaF2, MgF3, NaF, KF, Cs2CO3, CsCl, Ba, Ca, Mg:Ag, TiOx 또는 ZnOx 을 포함할 수 있다. 또한, 상기 음극층을 이루는 금속은 Al, Ti, W, Ag, Au, Ca, Mg 중의 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 유기 광기전 소자의 제조방법에서, 음극층을 형성하는 단계 이후에, 아닐링 단계를 더 포함할 수 있는데, 상기 아닐링 단계는 150℃에서 15분간 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명은 종래의 P3HT:PCBM 유기 광전자 소자와 같이 P3HT:PCBM 단독으로 광활성층을 형성하는 대신 여기에 적정 함량의 PEDOT:PSS 폴리머오펜계 전도성 고분자를 도입시킴으로써, P3HT:PCBM가 단독으로 활성층을 형성하는 경우에 비해 높은 광변환 효율을 가진 유기 광전자 소자를 얻을 수 있다는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자의 단면 구조를 도시한 도면을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 유기 광기전 소자에 대한 인버티드 구조의 단면 구조를 도시한 도면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 유기 광기전 소자의 광변환 효율을 나타낸 것으로서, 3a는 linear scale로측정한 광변환 효율을 나타낸 것이고, 3b는 log scale로 측정한 광변환 효율을 나타낸 것이며, 3c는 fill factor(FF)를 linear scale로, 3d는 fill factor(FF)를 log scale로 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 유기 광기전 소자의 전류-전압 곡선을 PEDOT:PSS의 무게비에 따라 도시한 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 유기 광기전 소자의 흡수 스펙트럼을 PEDOT:PSS의 무게비에 따라 도시한 그래프를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 유기 광기전 소자에 대한 인버티드 구조의 단면 구조를 도시한 도면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 유기 광기전 소자의 광변환 효율을 나타낸 것으로서, 3a는 linear scale로측정한 광변환 효율을 나타낸 것이고, 3b는 log scale로 측정한 광변환 효율을 나타낸 것이며, 3c는 fill factor(FF)를 linear scale로, 3d는 fill factor(FF)를 log scale로 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 유기 광기전 소자의 전류-전압 곡선을 PEDOT:PSS의 무게비에 따라 도시한 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 유기 광기전 소자의 흡수 스펙트럼을 PEDOT:PSS의 무게비에 따라 도시한 그래프를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자(10)의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다.
또한 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 하며, 상대적인 위치를 지시하는 전후(前後)나 상하좌우(上下左右), 내외(內外) 등의 용어는 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 방향을 기준으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기 광기전 소자(10)의 단면 구조를 도시한 도면으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유기 광기전 소자는 양극전극(110)이 패터닝된 유리 기판(100) 위에 정공주입층인 p-타입(p-type)층 (200)과, 광활성층(300), n-타입(n-type)층 (400) 및 음극층(500)을 순차적으로 적층한 구조를 갖는다.
보다 상세하게, 본 발명의 유기 광기전 소자는 투명전극인 양극의 ITO 전극이 패터닝된 유리 기판(100)을 2% 미만의 세척제가 함유된 탈이온수를 이용해 초음파 세척을 수행한 후, 탈이온수, 아세톤, 아이소프로판올(isopropanol)으로 각각 20분간 세정한다. 그리고 O2 플라즈마로 10분간 처리하여 이물질을 완전히 제거한다. 유리 기판(100)과 ITO 전극(110)의 두께는 각각 1.1㎜와 230㎚ 정도이다.
정공주입층(hole injecting layer)인 p-타입(p-type)층 (200)은 광활성층(300)으로의 정공 유입을 촉진시키는 층으로서, 전도성 유기 첨가물을 코팅하여 형성할 수 있으며, 바람직하게는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT)와 폴리스틸렌술폰산(poly(styrenesulfonate), PSS)의 혼합물인 PEDOT:PSS를 스핀 코팅을 이용해 40㎚ 정도의 두께로 층을 형성한 다음, 170℃에서 20분간 가열하여 건조시킨다. 이때, PEDOT:PSS 혼합물은 PEDOT:PSS를 바이알(vial)에 5㎖ 넣어(non-filtering, 약 5.0729g) 180℃로 세팅한 핫플레이트에 올려놓고 마그넷 바를 넣어 400rpm에서 스피닝시켜 혼합시켰으며, 최종 평균 0.6531g 정도까지 수분을 모두 제거된 겔 상태로 제조하였다. 또한, 정공주입층(hole injecting layer)인 p-타입(p-type)층은 WO3, NiO, V2O3 또는 MoO3을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 유기 광전자 소자(10)에서 가장 중요한 광활성층(300)은 상기 정공주입층 위에 싸이오펜 고분자와 전도성 유기 첨가물을 혼합한 혼합물을 이용하여 형성할 수 있는데, 바람직하게 상기 전도성 유기 첨가물로는 PEDOT:PSS를 사용할 수 있고, 상기 싸이오펜 고분자로는 P3HT:PCBM를 사용할 수 있으며, P3HT:PCBM에 PEDOT:PSS를 섞은 혼합물을 이용할 경우, P3HT(poly(3-hexylthiophene))와 PCBM(phenyl-C61-butyric acid methyl ester)을 1:0.7의 무게비로 4wt%의 클로로벤젠(chlorobenzene)에 용해시키고, 60℃에서 약 1시간 가량 교반한 뒤, 하루 동안 질소가스 분위기에서 교반시켜 준비한다. 위와 같이 준비된 P3HT:PCBM와 초기 무게 대비 12∼13% 정도로 수분이 제거(10∼13%의 고형분)된 PEDOT:PSS를 원하는 만큼의 양으로 섞은 후 1시간 동안 교반시킨다. P3HT:PCBM와 PEDOT:PSS의 무게비는 P3HT:PCBM의 무게를 기준으로 혼합할 수 있는데, 예를 들어, P3HT:PCBM는 평균 약 0.5535g/0.5㎖로서, 0.5㎖에 0.0615g의 PEDOT:PSS를 넣어 섞어주었을 경우를 무게비 10%로 환산한다. 또한, P3HT:PCBM와 PEDOT:PSS의 혼합물은 0.45㎛의 유기용제 필터를 이용하여 필터링 한 후 정공주입층(200) 위에 스핀 코팅으로 100∼250㎚ 두께로 코팅한다.
이후, 상기 광활성층(300) 위에는 n-타입층(400)을 형성할 수 있는데, 상기 n-타입층은 LiF, CsF, CaF2, MgF3, NaF, KF, Cs2CO3, CsCl, Ba, Ca, Mg, Ag, TiOx 또는 ZnOx 을 사용하여 형성할 수 있고, 바람직하게는 LiF(lithium fluoride)를 얇게 증착한 LiF층으로 형성할 수 있다. 0.3㎚ 정도의 매우 얇은 LiF층은 금속 음극층(500)을 증착하는 과정 중에서 정공주입층(200)과 광활성층(300)을 형성하는 P3HT:PCBM와 PEDOT:PSS의 유기물이 파괴되지 않도록 보호하고, 음극층(500)의 작용 기능을 보완하거나, 또는 접합층을 가로질러 쌍극자 모멘트를 형성하여 음극층(500)으로의 전하 이동을 증가시키는 역할을 한다.
그리고 이러한 n-타입층(400) 위에는 금속을 증착시켜 코팅한 음극층(500)이 형성된다. 음극층(500)을 형성하는 금속으로는 Al, Ti, W, Ag, Au, Ca, Mg 또는 이에 유사한 금속 중의 어느 하나가 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 Al을 사용하여 음극층(500)을 형성하였으며, 여기서 음극층(500)의 두께는 120㎚ 정도로 하였다.
위와 같은 일련의 단계는 질소 분위기에서 유리 기판(100) 위에 코팅되는 것이며, 또한 음극층(500)을 형성하여 완성된 본 발명의 유기 광전자 소자(10)는 150℃에서 15분간 진행되는 아닐링 단계를 더 거칠 수 있다. 아닐링 단계는 광활성층(300)의 알려진바와 같이 내부 모폴로지를 개선하는 역할을 한다.
나아가 본 발명에 따른 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자(10)는 도 1에 표시된 각 층의 순서로 적증된 형태의 구조를 가질 수 있으며, 또한, 도 2에 나타낸 바와 같은 인버티드 형태의 구조로 제조될 수도 있다.
즉, 상기 인버티드 구조의 유기 광기전 소자는 음극전극이 패터닝된 유리 기판 위에 음극층, n-타입(n-type)층, 광활성층, p-타입(p-type)층 및 양극층을 순차적으로 적층한 구조를 갖는다.
한편, 본 발명자들은 이러한 과정으로 제조된 본 발명의 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜 고분자 기반의 유기 광기전 소자를 대상으로 광변환 효율을 측정하였는데, 본 발명의 일실시예에서 P3HT:PCBM에 혼합된 PEDOT:PSS 무게비에 따라 제조된 유기 광기전 소자를 대상으로 스핀 코팅시의 회전수를 1300rpm과 4000rpm으로 설정한 두 경우에 대한 광변환 효율의 변화를 측정하였다. 이때, 기준값(Ref)은 PEDOT:PSS가 혼합되지 않은 순수한 P3HT:PCBM 만으로 광활성층을 형성한 경우의 광변환 효율을 사용하였다.
광변환 효율의 결과는 도 3a~3d와 하기 표 1에 나타내었는데, P3HT:PCBM 유기 광전자 소자(10)의 광변환 효율은 P3HT:PCBM 기준 PEDOT:PSS의 혼합비(무게비)가 0.001% 이상으로 첨가된 경우, 기준값에 비해 향상된 효율을 보여주고 있는 것으로 나타났으며, 10% 정도에서 포화되어 4% 정도 수준의 광변환 효율을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.
그렇지만 본 발명에서 PEDOT:PSS가 아주 미량이라도 첨가되기만 하면 기준값에 비해 향상된 효율을 갖는 것으로 나타났으며, 0.001% 이상으로 첨가된 경우 광변화 효율은 더 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 첨가량에 따라 광변환 효율이 지속적으로 증가되기 보다면 최대 포화도를 갖는 결과를 동시에 확인함으로써, PEDOT:PSS의 적정비율의 혼합이 광변환 효율의 향상에 기여한다는 것을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 P3HT:PCBM 유기 광전자 소자에서P3HT:PCBM와 PEDOT:PSS의 혼합물은 P3HT:PCBM를 기준으로 적어도 0.001% 이상의 무게비를 갖는 PEDOT:PSS를 혼합할 수 있고, 더욱 바람직하게는, P3HT:PCBM와 PEDOT:PSS의 혼합물은 P3HT:PCBM를 기준으로 0.001%∼10% 범위의 무게비를 갖는 PEDOT:PSS를 혼합할 수 있다.
| 0.1% | 1.0% | 5% | 9% | 22% | 32% | 39% | 45% | 50% | |
| 1300rpm | 2.1 | 3.0 | 3.4 | 3.8 | 3.9 | 3.6 | 3.5 | 3.6 | 3.6 |
| 4000rpm | 2.3 | 3.6 | 3.5 | 4.3 | 3.9 | 4.2 | 3.6 | 3.4 | 4.1 |
위와 같이, P3HT:PCBM에 PEDOT:PSS가 혼합됨에 따라 광변환 효율이 향상된 것은 아래 표 2에 정리된 직렬저항(R-Series), 개방전압(Voc), 단락전류(Jsc)의 값과 도 4에 도시된 J-V 특성곡선에서 알 수 있는 바와 같이, 17∼25%에 달하는 필팩터(fill factor, FF)의 향상에 기인하는 바가 크다고 할 수 있다.
|
|
P3HT:PCBM에 대한 PEDOT:PSS 무게비 | ||||
| 0% | 1% | 9% | 22% | 32% | |
| R-Series (Ωcm2) | 21.7 | 12.7 | 8.0 | 10.3 | 8.3 |
| Voc (V) | 0.63 | 0.62 | 0.63 | 0.63 | 0.63 |
| Jsc (mA/cm2) | 9.2 | 9.8 | 10.3 | 9.8 | 10.1 |
| FF | 0.46 | 0.58 | 0.66 | 0.63 | 0.66 |
이러한 필팩터(FF)의 향상에 따른 광변환 효율의 향상은 PEDOT:PSS의 혼합에 의해 흡수 스펙트럼이 낮아질 것이라는 예측에도 불구하고 일어난 것이라는 점에 주목할 필요가 있다.
도 5는 유리 기판 위에 P3HT:PCBM 만을 스핀 코팅한 것(Ref)과 P3HT:PCBM에 각각 9%, 22%, 32% 무게비의 PEDOT:PSS를 혼합시킨 혼합물을 스핀 코팅한 후 흡수 스펙트럼을 각각 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
유리 기판 위에 P3HT:PCBM 만을 스핀 코팅한 층의 두께는 100㎚인 반면 9%, 22%, 32% 무게비의 PEDOT:PSS를 혼합한 경우는 각각 105㎚, 110㎚, 120㎚의 두께를 가진 것으로 측정되었다.
이상 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 본 발명이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10: 본 발명에 따른 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜 고분자 기반의 유기 광기전 소자
100: 유리 기판
110: 양극전극
200: 정공주입층(p-타입층)
300: 광활성층
400: n-타입층
500: 음극층
100: 유리 기판
110: 양극전극
200: 정공주입층(p-타입층)
300: 광활성층
400: n-타입층
500: 음극층
Claims (13)
- 양극 전극이 패터닝된 유리 기판;
상기 양극 전극이 패터닝된 유리 기판 위에 전도성 유기 첨가물을 코팅하여 형성된 정공주입층인 p-타입(p-type)층;
상기 정공주입층 위에 P3HT:PCBM으로 이루어진 고분자와 PEDOT:PSS로 이루어진 전도성 유기 첨가물의 혼합물을 코팅하여 형성된 광활성층;
상기 광활성층 위에 형성된 n-타입(n-type)층; 및
상기 n-타입층 위에 금속을 코팅하여 형성된 음극층;
을 포함하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자. - 제1항에 있어서,
상기 양극 전극은 ITO 전극인 것을 특징으로 하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자. - 제1항에 있어서,
상기 고분자와 전도성 유기 첨가물의 혼합물은 상기 고분자를 기준으로 0.001% 이상의 무게비를 갖는 전도성 유기 첨가물을 혼합하는 것을 특징으로 하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 p-타입(p-type)층은 WO3, NiO, V2O3 또는 MoO3을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자. - 제1항에 있어서,
상기 n-타입(n-type)층은 LiF, CsF, CaF2, MgF3, NaF, KF, Cs2CO3, CsCl, Ba, Ca, Mg, Ag, TiOx 또는 ZnOx 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자. - 제1항에 있어서,
상기 음극층을 이루는 금속은 Al, Ti, W, Ag, Au, Ca, Mg 중의 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자. - 제1항에 있어서,
상기 광활성층의 두께는 70∼350㎚인 것을 특징으로 하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자. - 양극인 ITO 전극이 패터닝된 유리 기판을 준비하는 단계;
상기 ITO 전극이 패터닝된 유리 기판 위에 전도성 유기 첨가물을 스핀 코팅하여 정공주입층인 p-타입(p-type)층을 형성하는 단계;
상기 정공주입층 위에 P3HT:PCBM으로 이루어진 고분자와 PEDOT:PSS로 이루어진 전도성 유기 첨가물의 혼합물을 스핀 코팅하여 광활성층을 형성하는 단계;
상기 광활성층 위에 n-타입(n-type)층을 증착하는 단계; 및
상기 n-타입층 위에 금속을 증착하여 음극층을 형성하는 단계;
를 포함하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자의 제조방법. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 p-타입(p-type)층은 WO3, NiO, V2O3 또는 MoO3을 포함하고, 상기 n-타입(n-type)층은 LiF, CsF, CaF2, MgF3, NaF, KF, Cs2CO3, CsCl, Ba, Ca, Mg:Ag, TiOx 또는 ZnOx 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 음극층을 이루는 금속은 Al, Ti, W, Ag, Au, Ca, Mg 중의 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자의 제조방법. - 제9항에 있어서,
음극층을 형성하는 단계 이후에, 아닐링 단계를 더 포함하고, 상기 아닐링 단계는 150℃에서 15분간 수행하는 것을 특징으로 하는 전도성 유기 첨가물 함유 싸이오펜(thiophene) 고분자 기반의 유기 광기전 소자의 제조방법.
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