KR101463154B1 - Organic photo voltaic device including gold nanorod - Google Patents

Organic photo voltaic device including gold nanorod Download PDF

Info

Publication number
KR101463154B1
KR101463154B1 KR1020120017316A KR20120017316A KR101463154B1 KR 101463154 B1 KR101463154 B1 KR 101463154B1 KR 1020120017316 A KR1020120017316 A KR 1020120017316A KR 20120017316 A KR20120017316 A KR 20120017316A KR 101463154 B1 KR101463154 B1 KR 101463154B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light absorbing
solar cell
layer
absorbing layer
conductive polymer
Prior art date
Application number
KR1020120017316A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130095914A (en
Inventor
최경철
조석호
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020120017316A priority Critical patent/KR101463154B1/en
Publication of KR20130095914A publication Critical patent/KR20130095914A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101463154B1 publication Critical patent/KR101463154B1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Abstract

금 나노 막대를 포함하는 유기 태양 전지 소자가 제공된다. 유기 태양 전지 소자는, 기판과, 기판 위에 형성되는 투명 전극과, 투명 전극 위에 형성되고, 적어도 하나의 금 나노 막대(gold nanorod)를 포함하는 전도성 고분자 층과, 전도성 고분자 층 위에 형성되는 광 흡수 층과, 광 흡수 층 위에 형성되는 금속 전극을 포함한다.An organic solar cell device including gold nanorods is provided. The organic solar cell element includes a substrate, a transparent electrode formed on the substrate, a conductive polymer layer formed on the transparent electrode and including at least one gold nanorod, and a light absorbing layer formed on the conductive polymer layer, And a metal electrode formed on the light absorption layer.

Description

금 나노 막대를 포함하는 유기 태양 전지 소자{Organic photo voltaic device including gold nanorod}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an organic solar cell device including gold nanorods,

본 발명은 유기 태양 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 금 나노 막대를 포함하는 유기 태양 전지 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic solar cell, and more particularly, to an organic solar cell device including a gold nanorod.

최근 심각한 환경 오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정 에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그 중에서도 태양전지는 태양 에너지를 직접 전기 에너지로 전환시키는 장치로서, 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반영구적인 수명을 가지고 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다. 즉, 태양광 에너지는 현재의 화석 연료를 대체할 차세대 그린 에너지원으로 미래 에너지 부족 현상을 해결해 줄 유력한 대체 에너지 후보이다. 2015년에는 발전 총량이 20(GW)를 넘을 것으로 예측되며 시장 규모가 급속히 커지고 있다.Recently, serious environmental pollution problem and depletion of fossil energy are increasing importance for next generation clean energy development. Among them, solar cells are devices that convert solar energy directly into electrical energy, and are expected to be an energy source that can solve future energy problems because it has fewer pollution, has endless resources, and has a semi-permanent lifetime. In other words, solar energy is a next-generation green energy source that will replace current fossil fuels and is a potential candidate for alternative energy to solve the future energy shortage. In 2015, the total power generation is expected to exceed 20 (GW), and the market size is rapidly increasing.

이와 같은 태양전지를 구성하는 물질별로 크게 구분하면 무기물 태양전지(inorganic solar cell), 염료감응 태양전지(dye-sensitized solar cell), 및 유기물 태양전지(organic solar cell 또는 organic photo voltaic device(OPV))가 있다.Inorganic solar cells, dye-sensitized solar cells, and organic solar cells (organic solar cells or organic photo voltaic devices (OPV)) are classified broadly into the materials constituting the solar cells. .

무기물 태양전지로서 단결정 실리콘이 주로 사용되고 있고, 이러한 단결정 실리콘계 태양전지는 박막형 태양전지로 제조될 수 있는 장점을 가지나, 많은 비용이 소요되고, 효율 및 안정성이 낮은 문제점을 가지고 있다.Monocrystalline silicon is mainly used as an inorganic solar cell. Such a monocrystalline silicon solar cell has advantages that it can be manufactured by a thin film solar cell, but it is expensive, has low efficiency and low stability.

최근, 유기물 재료를 사용함으로서 공정 과정을 단순화할 수 있고, 이로 인한 제작 단가를 감소시킬 수 있으며, 탄력적인 소자로서 제조될 수 있는 장점 등으로 유기 태양전지에 대한 관심과 연구가 증폭되고 있다. 다양한 종류의 나노박막형 유기 태양전지가 개발되었지만, 현재 이 분야에서 대표적으로 사용되는 물질 및 구조는 1980년대 중반에 개발되어 1990년대부터 전자재료로의 응용이 연구되고 있던 풀러렌(C60)과 유기 반도체를 접목시킨 구조이다.2. Description of the Related Art In recent years, interest and research on organic solar cells have been amplified due to advantages such as simplification of the process by using organic materials, reduction of production cost due to the organic materials, and production of flexible devices. Though various types of nano thin film type organic solar cells have been developed, materials and structures that are currently used in this field have been developed in the mid 1980s and have been studied for application to electronic materials since the 1990s. Fullerene (C 60 ) and organic semiconductors .

최근 태양전지 기술 개발 방향은 발전 단가를 낮추는 저가형 태양전지 개발 연구와 변환 효율을 높이는 고효율 태양전지 개발 연구가 진행되어 왔다. 태양전지의 발전 단가를 낮추기 위하여 저가로 대량 생산이 가능한 다양한 물질과 공정이 개발되었지만, 변환 효율이 낮아 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다. 본 발명의 유기 태양전지 소자에 관련되고 상기 변환 효율을 향상시킬 수 있는 유기 태양전지의 일례가, 대한민국 등록특허공보 제10-0959760호(2010.5.17.) 및 공개특허공보 제10-2011-0087226호(2011.8.2.)에 개시(disclosure)되어 있다.Recently, the direction of development of solar cell technology has been progressing research on low-cost solar cell development that lowers power generation cost and development of high efficiency solar cell to improve conversion efficiency. In order to lower the power generation cost of solar cells, various materials and processes capable of mass production at low cost have been developed, but the conversion efficiency is low, which is a great obstacle to commercialization. An example of an organic solar cell related to the organic solar cell element of the present invention and capable of improving the conversion efficiency is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0959760 (Nov. 17, 2010) and Open Patent Publication No. 10-2011-0087226 (2011.8.2.) Of the Company's Articles of Incorporation.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 적외선 대역(예를 들어, 740(nm)이상이고 1800(nm)이하인 파장)에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR, Localized Surface Plasmon Resonance) 현상을 발생하는 금 나노 막대(gold nanorod)와 같은 금속 나노 입자를 포함하는 유기 태양 전지 소자를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a gold nanorod bar which causes Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) phenomenon in an infrared band (for example, 740 nm or more and 1800 and a metal nanoparticle such as a gold nanorod.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 유기 태양전지 소자는, 기판; 상기 기판 위에 형성되는 투명 전극; 상기 투명 전극 위에 형성되고, 적어도 하나의 금 나노 막대(gold nanorod)를 포함하는 전도성 고분자 층; 상기 전도성 고분자 층 위에 형성되는 광 흡수 층; 및 상기 광 흡수 층 위에 형성되는 금속 전극을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an organic solar cell device comprising: a substrate; A transparent electrode formed on the substrate; A conductive polymer layer formed on the transparent electrode and including at least one gold nanorod; A light absorbing layer formed on the conductive polymer layer; And a metal electrode formed on the light absorption layer.

상기 금 나노 막대는 무기물이 코팅된 금 나노 막대일 수 있다. 상기 광 흡수 층은 유기물 및 양자점(Quantum Dot)을 포함할 수 있다.The gold nanorods may be gold nanorods coated with an inorganic material. The light absorbing layer may include an organic material and a quantum dot.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 태양전지 소자는, 기판; 상기 기판 위에 형성되는 투명 전극; 상기 투명 전극 위에 형성되는 전도성 고분자 층; 상기 전도성 고분자 층 위에 형성되고, 적어도 하나의 금 나노 막대(gold nanorod)를 포함하는 광 흡수 층; 및 상기 광 흡수 층 위에 형성되는 금속 전극을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an organic solar cell element comprising: a substrate; A transparent electrode formed on the substrate; A conductive polymer layer formed on the transparent electrode; A light absorbing layer formed on the conductive polymer layer and including at least one gold nanorod; And a metal electrode formed on the light absorption layer.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 태양전지 소자는, 제1 태양 전지; 및 상기 제1 태양 전지와 함께 탠덤(tandem) 구조를 구성하는 제2 태양 전지를 포함할 수 있으며, 상기 제1 태양 전지는, 기판과, 상기 기판 위에 형성되는 투명 전극과, 상기 투명 전극 위에 형성되는 제1 전도성 고분자 층과, 상기 제1 전도성 고분자 층 위에 형성되는 제1 광 흡수 층을 포함할 수 있고, 상기 제2 태양 전지는, 상기 제1 광 흡수 층 위에 형성되는 재결합 층과, 상기 재결합 층 위에 형성되는 제2 전도성 고분자 층과, 상기 제2 전도성 고분자 층 위에 형성되는 제2 광 흡수 층과, 상기 제2 광 흡수 층 위에 형성되는 금속 전극을 포함할 수 있으며, 상기 제1 전도성 고분자 층 또는 상기 제2 전도성 고분자 층은 적어도 하나의 금 나노 막대(gold nanorod)를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an organic solar cell device comprising: a first solar cell; And a second solar cell constituting a tandem structure together with the first solar cell, wherein the first solar cell comprises: a substrate; a transparent electrode formed on the substrate; And a first light absorbing layer formed on the first conductive polymer layer, wherein the second solar cell comprises a recombination layer formed on the first light absorbing layer, and a second light absorbing layer formed on the first conductive polymer layer, A second conductive polymer layer formed on the first conductive polymer layer, a second light absorbing layer formed on the second conductive polymer layer, and a metal electrode formed on the second light absorbing layer, Or the second conductive polymer layer may include at least one gold nanorod.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 태양전지 소자는, 제1 태양 전지; 및 상기 제1 태양 전지와 함께 탠덤(tandem) 구조를 구성하는 제2 태양 전지를 포함할 수 있으며, 상기 제1 태양 전지는, 기판과, 상기 기판 위에 형성되는 투명 전극과, 상기 투명 전극 위에 형성되는 제1 전도성 고분자 층과, 상기 제1 전도성 고분자 층 위에 형성되는 제1 광 흡수 층을 포함할 수 있고, 상기 제2 태양 전지는, 상기 제1 광 흡수 층 위에 형성되는 재결합 층과, 상기 재결합 층 위에 형성되는 제2 전도성 고분자 층과, 상기 제2 전도성 고분자 층 위에 형성되는 제2 광 흡수 층과, 상기 제2 광 흡수 층 위에 형성되는 금속 전극을 포함할 수 있으며, 상기 제1 광 흡수 층 또는 상기 제2 광 흡수 층은 적어도 하나의 금 나노 막대(gold nanorod)를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an organic solar cell device comprising: a first solar cell; And a second solar cell constituting a tandem structure together with the first solar cell, wherein the first solar cell comprises: a substrate; a transparent electrode formed on the substrate; And a first light absorbing layer formed on the first conductive polymer layer, wherein the second solar cell comprises a recombination layer formed on the first light absorbing layer, and a second light absorbing layer formed on the first conductive polymer layer, A second conductive polymer layer formed on the first conductive polymer layer, a second light absorbing layer formed on the second conductive polymer layer, and a metal electrode formed on the second light absorbing layer, Or the second light absorbing layer may include at least one gold nanorod.

지구에 도달하는 태양 에너지의 상당부분은 적외선 파장대역에 포함되어 있다. 하지만 본 발명과 비교되는 유기 태양전지는 적외선 파장대역을 흡수하지 못하며, 유기 태양전지에서 적외선 영역에 존재하는 태양 에너지는 버려지게 된다. 따라서 본 발명은 유기 태양전지에 가시광선이 아닌 적외선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상이 발생하는 금(Au) 나노 막대를 삽입(적용)하는 것에 의해, 적외선 파장대역에 존재하는 태양 에너지를 이용하여 유기 태양전지의 광 변환효율(광전변환효율)(power conversion efficiency, PCE)을 향상시킬 수 있다.Much of the solar energy reaching the Earth is contained in the infrared wavelength band. However, the organic solar cell as compared with the present invention does not absorb the infrared wavelength band, and the solar energy existing in the infrared region of the organic solar cell is discarded. Therefore, the present invention can be applied to an organic solar cell by inserting (gold) Au nanorods that cause local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in an infrared band, not visible light, The power conversion efficiency (PCE) of the organic solar cell can be improved.

본 발명은 전술한 금 나노 막대를 포함하므로 유기 태양전지의 단락 전류(Jsc)(유기 태양전지의 전극들 사이의 전압이 0일 때의 단락회로 전류량(광 전류량))를 증가시킬 수 있으며, 증가한 단락전류로 인하여 유기 태양전지의 광 변환 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 금 나노 막대를 이용하여 적외선 영역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR)을 발생시키고 금 나노 막대 주변에서 발생하는 국부적으로 매우 강화된 전계(electric field, E-field)를 유도하여 태양전지의 광 흡수 층에서 엑시톤(exciton(electron-hole pair)) 생성(발생)을 도와 태양전지의 단락전류를 증가시키고 광 변환 효율을 증가시킬 수 있다.Since the present invention includes the gold nanorods described above, it is possible to increase the short circuit current Jsc (short circuit current amount (photocurrent amount) when the voltage between the electrodes of the organic solar battery is 0) The short circuit current can improve the light conversion efficiency of the organic solar battery. That is, the present invention uses a gold nanorod to generate local surface plasmon resonance (LSPR) in the infrared region and induce a locally highly energized electric field (E-field) around the gold nanorod, (Exciton (electron-hole pair)) generation (generation) in the light absorbing layer of the photovoltaic device, thereby increasing the short circuit current of the solar cell and increasing the light conversion efficiency.

또한 본 발명은 실리카((SiO2)와 같은 무기물로 코팅(coating)된 금 나노 막대를 포함하므로, 금 나노 막대와 같은 금속 나노 입자로 인한 퀀칭(소광, quenching) 현상을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 유기 태양전지 소자에 금 나노 막대의 삽입으로 인한 태양전지의 광 변환 효율 증가를 극대화시킬 수 있다.In addition, since the present invention includes gold nanorods coated with an inorganic material such as silica (SiO 2 ), quenching due to metal nanoparticles such as gold nanorods can be prevented. As a result, it is possible to maximize the increase in the light conversion efficiency of the solar cell due to the insertion of the gold nanorod into the organic solar cell device of the present invention.

태양광 소자에서는 에너지 변환 효율이 가장 중요하므로 현재 연구가 활발히 이루어지고 있지만 에너지 변환 효율(PCE)은 5(%)(유기물 기반 태양전지)이상이고 20(%)(Si wafer 기반 태양전지)이하의 수준이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은, 흡수되지 못하고 버려지는 적외선 파장 대역의 빛 에너지를 금 나노 막대의 표면 플라즈몬 현상을 통해 광 변환 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 태양전지 산업 전반에 적용될 수 있다.Since the energy conversion efficiency is the most important in the photovoltaic devices, the current research is actively carried out, but the energy conversion efficiency (PCE) is more than 5% (organic material based solar cell) and less than 20% (Si wafer based solar cell) Level. In order to solve such problems, the present invention can improve the light conversion efficiency through the surface plasmon phenomenon of the gold nanorods in the light energy of the infrared wavelength band which is not absorbed and discarded. Therefore, the present invention can be applied to the entire solar cell industry.

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명과 비교되는 유기 태양 전지(10)를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 태양 전지 소자(100)를 나타내는 도면(사시도)이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 태양 전지 소자(200)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 태양 전지 소자(300)를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대의 합성 과정의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대의 STEM(scanning transmission electron microscope) 사진이다.
도 7은 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대의 다른 실시예에 대한 STEM 사진이다.
도 8은 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR)이 일어날 때 발생하는 전기장 강화를 설명하는 시뮬레이션(simulation) 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대의 파장에 따른 흡광도(absorbance) 데이터(data)를 설명하는 그래프(graph)이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a more complete understanding of the drawings used in the detailed description of the present invention, a brief description of each drawing is provided.
1 is a view for explaining an organic solar cell 10 compared with the present invention.
2 is a drawing (perspective view) showing an organic solar cell element 100 according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an organic solar cell element 200 according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing an organic solar cell element 300 according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing an embodiment of a gold nanopowder synthesis process shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.
6 is a STEM (scanning transmission electron microscope) photograph of the gold nanorod shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.
FIG. 7 is a STEM photograph of another embodiment of the gold nanorod shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating a simulation result illustrating electric field enhancement that occurs when local surface plasmon resonance (LSPR) occurs in the gold nanorods shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.
FIG. 9 is a graph illustrating absorbance data according to wavelengths of the gold nanorods shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.

본 발명 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the present invention and the objects attained by the practice of the invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate embodiments of the invention, and to the description in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

본 발명을 설명하기 전에, 본 발명에 대한 비교예가 다음과 같이 설명된다.Before describing the present invention, a comparative example of the present invention will be described as follows.

도 1은 본 발명과 비교되는 유기 태양 전지(10)를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining an organic solar cell 10 compared with the present invention.

도 1을 참조하면, 유기 태양 전지(10)는, 기판(15), 투명 전극(20), 전도성 고분자(전도성 고분자 층)(25), 광 흡수 층(30), 전자 수송 층(35), 및 금속 전극(40)을 포함한다.1, an organic solar battery 10 includes a substrate 15, a transparent electrode 20, a conductive polymer (conductive polymer layer) 25, a light absorbing layer 30, an electron transporting layer 35, And a metal electrode (40).

기판(15) 위에 투명 전극(20), 전도성 고분자 층(25), 광 흡수 층(30), 전자 수송 층(35) 및 금속 전극(40)이 순서대로 적층된다.A transparent electrode 20, a conductive polymer layer 25, a light absorbing layer 30, an electron transport layer 35 and a metal electrode 40 are laminated in this order on a substrate 15.

전도성 고분자 층(25)에 포함된 금속 나노 입자에 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상이 일어나면 국부적으로 매우 강화된 전계(E-field)가 발생하는데 이렇게 강화된 전계(E-field)를 광 흡수 층(30)과 결합(coupling)시켜주면 광 흡수 층(30)에서의 엑시톤(exciton(electron-hole pair)) 생성을 도와준다.When a local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon occurs in metal nanoparticles included in the conductive polymer layer 25, a highly enhanced electric field (E-field) is generated locally. The enhanced electric field (E-field) (Exciton (electron-hole pair)) in the light absorbing layer 30 by supporting the light emitting layer 30 with the light emitting layer 30.

하지만 도 1의 유기 태양 전지(10)와 관련된 연구결과들은 가시광선의 에너지만을 이용하여 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생시켜 적외선의 에너지는 전혀 사용하지 못한다. 태양광 에너지의 상당량이 적외선에 포함되어 있기 때문에 적외선을 사용하지 못하는 것은 광 변환 효율 측면에서 봤을 때 부정적인 결과를 초래한다. 또한 가시광선에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 일으킬 경우 태양전지(10)로 들어가는 가시광선의 일부가 광 흡수 층(30)에 도달하기 전에 금속 나노 입자에 흡수해버리는 부작용이 발생한다. 이 때문에 태양전지(10)(태양전지(10)의 전도성 고분자 층(25))에 삽입되는 금속 나노 입자의 밀도가 적정량보다 많아지면 가시광선을 과도하게 흡수하여 태양전지(10)의 광 변환 효율이 떨어지는 부정적인 결과를 초래한다. 또한 태양전지(10)에 삽입되는 금속 나노 입자는 엑시톤 퀀칭(엑시톤 감소)(exciton quenching) 현상의 원인이 되어 태양전지(10)의 광 변환 효율에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.However, the research results related to the organic solar cell 10 of FIG. 1 use only the energy of the visible light to generate the local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon, so that the energy of the infrared rays can not be used at all. Because a significant amount of solar energy is contained in infrared rays, the inability to use infrared rays has negative effects on the light conversion efficiency. In addition, when a local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon occurs in a visible light, a side effect occurs that a part of the visible light entering the solar cell 10 is absorbed into the metal nanoparticles before reaching the light absorption layer 30. [ Therefore, if the density of the metal nanoparticles inserted into the solar cell 10 (the conductive polymer layer 25 of the solar cell 10) exceeds a proper amount, the visible light is excessively absorbed and the light conversion efficiency of the solar cell 10 This drop results in a negative result. In addition, the metal nanoparticles inserted into the solar cell 10 cause exciton quenching (exciton quenching) phenomenon, which adversely affects the light conversion efficiency of the solar cell 10.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 태양 전지 소자(100)를 나타내는 도면(사시도)이다.2 is a drawing (perspective view) showing an organic solar cell element 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 유기 태양 전지 소자(100)는, 기판(substrate)(105), 투명 전극(투명 전극 층)(110), 전도성 고분자(전도성 고분자 층)(115), 광 흡수 층(125), 전자 수송 층(130), 및 금속 전극(금속 전극 층)(135)을 포함한다. 유기 태양 전지 소자(100)는 기판(105)을 통해 태양광 에너지(빛 에너지)를 흡수하여 광전효과에 의해 태양 에너지를 전기로 변환시켜주는 광전 변환 소자이다.2, the organic solar cell element 100 includes a substrate 105, a transparent electrode (transparent electrode layer) 110, a conductive polymer (conductive polymer layer) 115, a light absorbing layer 125 ), An electron transport layer 130, and a metal electrode (metal electrode layer) 135. The organic solar cell element 100 is a photoelectric conversion element that absorbs solar energy (light energy) through the substrate 105 and converts solar energy into electricity by a photoelectric effect.

투명 전극(110), 전도성 고분자 층(115), 광 흡수 층(125), 전자 수송 층(130), 및 금속 전극(135)이 기판(105) 위에 순서대로 적층될 수 있다.The transparent electrode 110, the conductive polymer layer 115, the light absorption layer 125, the electron transport layer 130, and the metal electrode 135 may be sequentially stacked on the substrate 105.

기판(substrate)(105)은 예를 들어 투명한 유리(glass) 기판 또는 유연성이 있고 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트계(PET, polyethylene terephthalate) 고분자(polymer) 물질(PET 호일)과 같은 유연성 재질을 포함하는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.The substrate 105 may be a flexible substrate such as, for example, a transparent glass substrate or a flexible material such as a polyimide or a polyethylene terephthalate (PET) material (PET foil) A transparent plastic substrate.

투명 전극(110)은 기판(105) 위에 형성되고, 예를 들어 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO)와 같은 투명 전도성 산화물을 포함할 수 있고, 양극(anode)의 역할을 수행할 수 있다.The transparent electrode 110 is formed on the substrate 105 and may include a transparent conductive oxide such as indium tin oxide (ITO), and may serve as an anode.

전도성 고분자 층(115)은 투명 전극(110) 위에 형성되고, 적어도 하나의 금(Au) 나노 막대(120)를 포함한다. 전도성 고분자 층(115)은 중간층(interlayer)으로서 투명 전극(110) 표면을 매끄럽게 해주며 투명 전극(110)의 일함수를 높여줄 수 있고, 정공의 이동과 수집을 용이하게 하는 역할을 수행할 수 있다.The conductive polymer layer 115 is formed on the transparent electrode 110 and includes at least one gold (Au) nanorod 120. The conductive polymer layer 115 serves as an interlayer to smooth the surface of the transparent electrode 110 and to increase the work function of the transparent electrode 110 and to facilitate the movement and collection of holes have.

전도성 고분자 층(115)은 예를 들어 전도성 고분자 물질인 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):PSS(poly(styrenesulfonate))를 더 포함할 수 있다. 전도성 고분자 층(115)에 삽입되는 금(Au) 나노 막대(120)는 적외선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생하여 태양전지(100)의 광 변환효율을 향상시키고, 무기물(예를 들어, 실리카(이산화규소, SiO2))이 코팅된 금(Au) 나노 막대일 수 있다. 태양전지(100)에 금 나노 막대가 삽입될 때 스프레이(spray) 방법(스프레이 코팅법)과 스핀 코팅 방법(spin coating method) 등을 이용하여 금 나노 막대들이 균일하게 도포될 수 있다.The conductive polymer layer 115 may further include, for example, poly (3,4-ethylenedioxythiophene): PSS (poly (styrenesulfonate)) as a conductive polymer material. Au) nanorods 120 to generate a localized surface plasmon resonance (LSPR) developing in the infrared band and improve the light conversion efficiency of the solar cell 100, the inorganic material (for example, silica (silicon dioxide, SiO 2)) (Gold nanorods) may be inserted into the solar cell 100 using a spray method (spray coating method) or a spin coating method. Nanorods can be applied uniformly.

광 흡수 층(125) 및 전자 수송 층(130)을 포함하는 유기물 층(유기 반도체 층)은 전도성 고분자 층(115) 위에 형성된다. 광 흡수 층(125)은 광 활성 층(active layer)으로 언급될 수 있고, 전자 수송 층(130)은 본 발명의 다른 실시예에서 제거(생략)될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 유기물 층은 광 흡수 층(125) 및 전자 수송 층(130) 이외에 투명전극(110) 위에 접촉하여 위치하는 정공 주입 층(hole injection layer), 광 흡수 층(125)에서 발생한 정공을 투명 전극(110)으로 용이하게 수송하기 위한 전달 층으로서 예를 들어 PEDOT:PSS( poly(styrenesulfonate)로 도핑된 고분자 poly(3,4-ethylenedioxythiophene))를 함유하고 정공 주입 층과 전도성 고분자 층(115) 사이에 위치할 수 있는 버퍼층(buffer layer)인 정공 수송 층, 및 금속전극(135) 아래에 접촉하여 위치하는 전자 주입 층(electron injection layer)을 더 포함할 수 있다. 전자 수송 층(130), 정공 주입 층, 정공 수송 층, 및 전자 주입 층은 유기 태양전지 소자(100)가 동작하는 데 반드시 필요한 것은 아닐 수 있다.An organic material layer (organic semiconductor layer) including the light absorbing layer 125 and the electron transporting layer 130 is formed on the conductive polymer layer 115. The light absorbing layer 125 may be referred to as a photoactive layer and the electron transporting layer 130 may be omitted in other embodiments of the present invention. In another embodiment of the present invention, the organic material layer may include a hole injection layer, a light absorption layer (not shown) disposed in contact with the transparent electrode 110 in addition to the light absorption layer 125 and the electron transport layer 130, (3,4-ethylenedioxythiophene) doped with, for example, PEDOT: PSS (poly (styrenesulfonate)) as a transfer layer for easily transporting the holes generated in the hole injection layer 125 to the transparent electrode 110, A hole transport layer that is a buffer layer that can be positioned between the conductive polymer layer 115 and an electron injection layer that is located in contact with the metal electrode 135. The electron transport layer 130, the hole injection layer, the hole transport layer, and the electron injection layer may not necessarily be necessary for the organic solar cell element 100 to operate.

전자 수송 층(130)은 광 흡수 층(125)에서 발생한 전자를 금속 전극(135)으로 용이하게 수송하기 위한 버퍼 층일 수 있고, 예를 들어 티타늄 산화물막일 수 있다.The electron transport layer 130 may be a buffer layer for easily transporting electrons generated in the light absorption layer 125 to the metal electrode 135, and may be, for example, a titanium oxide film.

광 흡수 층(125)은 광(포톤)을 흡수하여 전자-정공 쌍(엑시톤)을 생성하는 층으로서, 예를 들어 전자 도너 물질(정공 수용체 또는 p형 고분자)과 전자 억셉터 물질(전자 수용체 또는 n형 고분자)이 서로 혼합되어 있고, 미세 광 산란에 의해 광흡수 효율을 향상시킬 수 있는 벌크-헤테로정션(bulk heterojunction; BHJ) 층일 수 있다. 광 흡수 층(125)은 유기물(예를 들어, 전자 도너 물질인 P3HT(폴리티온펜 유도체, poly-3-hexylthiophene)와 전자 억셉터 물질이고 fullerene(풀러린, C60) 유도체인 PCBM과 같은 고분자 유기물, 또는 정공 수용체인 CuPc(Copper Phthalocyanine)와 같은 프탈로시아닌계 물질 및 전자 수용체인 C60와 같은 저분자 유기물)과, 광 변환 효율(광흡수 효율)을 향상시키는 양자점(Quantum Dot)(반도체 나노 입자) 또는 양자막대(quantum rod)를 포함할 수 있다. 그 결과, 유기 태양전지 소자(100)의 효율(광 변환 효율)은 더 향상될 수 있다.The light absorbing layer 125 is a layer which absorbs light (photon) to generate an electron-hole pair (exciton), and is formed of, for example, an electron donor material (a hole acceptor or a p- n-type polymer) are mixed with each other and can be bulk-heterojunction (BHJ) layers capable of improving light absorption efficiency by fine light scattering. The light absorbing layer 125 is organic material (for example, the electron donor material of P3HT (poly-thione pen derivatives, poly-3-hexylthiophene) and electron acceptor material, and fullerene (fullerene, a polymer organic material, such as the C 60) derivatives PCBM (E.g., a phthalocyanine-based material such as CuPc (Copper Phthalocyanine) as a hole acceptor or a low molecular organic material such as C 60 as an electron acceptor) and a quantum dot (semiconductor nanoparticle) for improving the light conversion efficiency And may include a quantum rod. As a result, the efficiency (light conversion efficiency) of the organic solar cell element 100 can be further improved.

광 흡수 층(125)은 용매에 정공 수용체 및 전자 수용체를 용해한 용액 형태로 도포될 수 있다.The light absorbing layer 125 may be applied in the form of a solution in which a hole receptor and an electron acceptor are dissolved in a solvent.

금속 전극(135)은 상기 유기물 층 위에 형성되고 예를 들어 알루미늄(Al)으로 구현될 수 있고 음극(cathode)의 역할을 수행할 수 있다.The metal electrode 135 may be formed on the organic material layer and may be formed of, for example, aluminum (Al) and may serve as a cathode.

전술한 바와 같이, 본 발명의 유기 태양 전지 소자(100)는 금 나노 막대(120)들을 포함하는 전도성 고분자 층(115)을 포함하므로, 태양에서 나오는 적외선 대역의 에너지를 이용하여 표면 플라즈몬(surface plasmon: SP) 공명현상을 일으키고 이를 태양전지에 적용하여 태양전지의 광 변환효율을 높일 수 있다. 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance)은 금속 나노 입자가 가시광선 대역 또는 적외선 대역의 특정 파장을 갖는 빛 등과 공명하여 금속 나노 입자의 표면 플라즈몬이 집단으로 진동하는 현상을 말한다. 표면 플라즈몬 공명이 발생하는 경우 금속 나노 입자는 공명 파장의 빛을 흡수하여 그 보색의 선명한 빛을 방출한다. 표면 플라즈몬은 금속박막 표면에서 일어나는 전자들의 집단적 진동을 의미한다.As described above, since the organic solar cell element 100 of the present invention includes the conductive polymer layer 115 including the gold nanorods 120, the energy of the infrared band emitted from the sun can be used as a surface plasmon : SP) resonance phenomenon and it can be applied to the solar cell to increase the photoconversion efficiency of the solar cell. Surface plasmon resonance refers to a phenomenon in which metal nanoparticles resonate with light having a specific wavelength in a visible light band or an infrared light band, and a surface plasmon of metal nanoparticles vibrates in a group. When surface plasmon resonance occurs, metal nanoparticles absorb light of a resonance wavelength and emit clear light of its complementary color. Surface plasmon refers to the collective oscillation of electrons that occur at the surface of a metal thin film.

도 2에 대한 설명에서 언급한 본 발명과 도 1의 태양전지(10)를 비교하여 설명하면 다음과 같다.The present invention described with reference to FIG. 2 and the solar cell 10 of FIG. 1 will be described as follows.

도 1의 태양전지(10)와 관련된 연구들은 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 가시광선 대역에서 유도하여 태양전지의 광 변환 효율향상을 유도한다. 즉, 도 1의 태양전지(10)는 태양전지(10)에 포함된 금속 나노 입자에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상이 일어날 때 발생하는 국부적으로 강화된 전계(E-field)와 강한 산란을 이용하여 태양전지의 변환 효율을 증가시키는 메커니즘을 사용할 수 있다. 하지만 가시광선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR)을 일으킬 경우 태양전지(10)로 들어가는 가시광선의 일부가 광 흡수 층(30)에 도달하기 전에 금속 나노 입자에 흡수되어 버리는 부작용이 발생한다. 이 때문에 삽입된 금속 나노 입자의 밀도가 적정량보다 많아지면 금속 나노 입자가 가시광선을 과도하게 흡수해 오히려 태양전지(10)의 광 변환 효율이 떨어지는 결과를 초래한다.The studies related to the solar cell 10 of FIG. 1 induce the local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in the visible light band to induce the photoconversion efficiency of the solar cell. That is, the solar cell 10 of FIG. 1 has a locally enhanced electric field (E-field) and strong scattering that occur when local surface plasmon resonance (LSPR) occurs in the metal nanoparticles included in the solar cell 10 A mechanism for increasing the conversion efficiency of the solar cell can be used. However, when local surface plasmon resonance (LSPR) is caused in the visible light band, a side effect that a part of the visible light entering the solar cell 10 is absorbed by the metal nanoparticles before reaching the light absorbing layer 30 occurs. Therefore, if the density of the inserted metal nanoparticles is greater than the proper amount, the metal nanoparticles absorb visible light excessively, resulting in a decrease in the light conversion efficiency of the solar cell 10.

이런 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 금 나노 막대를 사용하는 것에 의해 일반적으로 흡수되지 못하며 이용되지 못하고 버려지는 적외선 영역의 광 에너지를 이용하여 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생시켜 태양전지의 효율이 증가되는 메커니즘(mechanism)을 사용한다. 특히, 본 발명은 적외선 영역의 에너지로 발생하는 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상으로 인해 금 나노 막대 근처에서 발생하는 국부적으로 강화된 전기장(E-field)에 의해 광 흡수 층의 엑시톤(exciton) 형성을 증가시키는 메커니즘을 사용한다.In order to solve this problem, the present invention uses a gold nanorod to generate a local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon by using light energy in an infrared region which is not absorbed and can not be absorbed, It uses a mechanism that increases efficiency. In particular, the present invention relates to a method of forming an exciton of a light absorption layer by a locally enhanced electric field (E-field) generated near a gold nanorod due to local surface plasmon resonance (LSPR) Lt; / RTI >

또한 도 1의 태양전지(10)와 관련된 연구들에서 사용한 금속 나노 입자들은 보통 퀀칭(quenching) 현상(또는 소광 현상)의 원인이 된다. 퀀칭(quenching) 현상이 일어나면 입사된 빛으로 인해 발생한 엑시톤(전자-정공쌍, exciton(electron-hole pair))들이 전하로 분리되지 못하고 사라지게 되므로 퀀칭(quenching) 현상이 심할수록 전체 태양전지(10)의 광 변환 효율은 떨어진다. 금속 나노 입자 때문에 일어나는 퀀칭(quenching) 현상을 방지하기 위해, 본 발명은 실리카(SiO2)와 같은 무기물로 코팅한 금(Au) 나노 막대를 사용할 수 있다. 금 나노 막대를 실리카(SiO2)로 코팅하면 엑시톤(exciton)이 금속 표면(금 나노 막대)에 접촉하는 것을 막아주어 퀀칭(quenching) 현상이 방지될 수 있다.Also, the metal nanoparticles used in the studies related to the solar cell 10 of Fig. 1 usually cause a quenching phenomenon (or a quenching phenomenon). When a quenching phenomenon occurs, excitons (electron-hole pairs) generated due to incident light are not separated by electric charges but disappear. Therefore, as the quenching phenomenon becomes more serious, The light conversion efficiency of the light emitting diode is lowered. In order to prevent the quenching phenomenon caused by metal nanoparticles, the present invention can use gold (Au) nanorods coated with an inorganic material such as silica (SiO 2 ). Coating the gold nanorods with silica (SiO 2 ) can prevent the exciton from contacting the metal surface (gold nanorods) and prevent quenching phenomenon.

본 발명은 유기물 층(광활성 유기물 층)에서 생성된 전하 중 전자는 금속전극으로 이동하고 정공은 투명전극으로 이동하는 정구조 유기태양 전지일 수 있다.In the present invention, the electrons in the charge generated in the organic material layer (photoactive organic material layer) may move to the metal electrode and the holes move to the transparent electrode.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 태양 전지 소자(200)를 나타내는 도면이다.3 is a view showing an organic solar cell element 200 according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 유기 태양 전지 소자(200)는, 기판(205), 투명 전극(투명 전극 층)(210), 전도성 고분자(전도성 고분자 층)(215), 광 흡수 층(220), 전자 수송 층(230), 및 금속 전극(금속 전극 층)(235)을 포함한다.3, the organic solar cell element 200 includes a substrate 205, a transparent electrode (transparent electrode layer) 210, a conductive polymer (conductive polymer layer) 215, a light absorbing layer 220, A transport layer 230, and a metal electrode (metal electrode layer) 235.

투명 전극(210), 전도성 고분자 층(215), 광 흡수 층(220), 전자 수송 층(230), 및 금속 전극(235)이 기판(205) 위에 순서대로 적층될 수 있다.The transparent electrode 210, the conductive polymer layer 215, the light absorption layer 220, the electron transport layer 230, and the metal electrode 235 may be sequentially stacked on the substrate 205.

기판(205), 투명 전극(210), 전도성 고분자 층(215), 광 흡수 층(220), 전자 수송 층(230), 및 금속 전극(235)에 대한 설명은 도 2에 도시된 기판(105), 투명 전극(110), 전도성 고분자 층(115), 광 흡수 층(125), 전자 수송 층(130), 및 금속 전극(135)에 대한 설명과 유사하므로, 기판(205), 투명 전극(210), 전도성 고분자 층(215), 광 흡수 층(220), 전자 수송 층(230), 및 금속 전극(235)에 대한 설명은 도 2에 대한 설명이 참조될 수 있다.The description of the substrate 205, the transparent electrode 210, the conductive polymer layer 215, the light absorption layer 220, the electron transport layer 230, and the metal electrode 235 is the same as that of the substrate 105 ), The transparent electrode 110, the conductive polymer layer 115, the light absorption layer 125, the electron transport layer 130, and the metal electrode 135, The description of FIG. 2 can be referred to for a description of the conductive polymer layer 210, the conductive polymer layer 215, the light absorption layer 220, the electron transport layer 230, and the metal electrode 235.

다만, 도 2의 유기 태양전자 소자(100)와 달리 도 3의 유기 태양전자 소자(200)에 포함된 광 흡수 층(220)이, 적외선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생하여 태양전지(200)의 광 변환효율을 향상시키는 적어도 하나의 금 나노 막대(225)를 포함한다. 광 흡수 층(220)에 삽입되는 금(Au) 나노 막대(120)는 무기물(예를 들어, 실리카(이산화규소, SiO2))이 코팅된 금(Au) 나노 막대일 수 있다.However, unlike the organic solar electronic device 100 of FIG. 2, the light absorbing layer 220 included in the organic solar electronic device 200 of FIG. 3 generates a local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in the infrared band, And at least one gold nanorod 225 that improves the light conversion efficiency of the battery 200. Gold (Au) nanorods 120 to be inserted into the light absorbing layer 220 may be inorganic (e.g., silica (silicon dioxide, SiO 2)) is coated with gold (Au) nanorods.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 태양 전지 소자(300)를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an organic solar cell element 300 according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 유기 태양 전지 소자(300)는 두 개의 태양전지들(태양전지 1 및 태양전지 2)이 서로 결합(연결)되어 차례로 적층되어 형성되는 탠덤(tandem construction) 구조(또는 적층 구조)를 가진다. 탠덤 구조를 가지는 적층형 태양전지(tandem solar cell)는 태양전지의 광전변환효율을 더 높이기 위하여 제안된 것으로서, 서로 다른 광학적 밴드갭을 갖는 물질을 2층 이상 적층함으로써 넓은 파장범위를 갖는 태양광을 효과적으로 이용하려는 것이다. 적층형 태양전지는 태양광이 먼저 흡수되는 상부(태양전지 1)에 높은 밴드갭을 갖는 물질로 만들어진 태양전지층을 형성하고, 그 하부(태양전지 2)에 상대적으로 낮은 밴드갭을 갖는 물질로 만들어진 태양전지 층을 순차적으로 위치시킬 수 있다.4, the organic solar cell element 300 includes a tandem construction structure (or a laminated structure) in which two solar cells (solar cell 1 and solar cell 2) are coupled (connected) ). A tandem solar cell having a tandem structure has been proposed in order to further increase the photoelectric conversion efficiency of a solar cell. By stacking two or more layers having different optical bandgaps, it is possible to efficiently transmit sunlight having a wide wavelength range I will use it. The stacked solar cell is made of a material having a relatively low bandgap at the bottom (solar cell 2) and a solar cell layer made of a material having a high bandgap at the top (solar cell 1) The solar cell layers can be sequentially positioned.

태양전지 1(제1 태양전지)은 기판(305), 투명전극(투명 전극 층)(310), 전도성 고분자(제1 전도성 고분자 층)(315), 및 제1 광 흡수 층(광 흡수층 1)(320)을 포함한다. 즉, 제1 태양 전지는, 기판(305)과, 기판(305) 위에 형성되는 투명 전극(310)과, 투명 전극(310) 위에 형성되는 제1 전도성 고분자 층(315)과, 제1 전도성 고분자 층(315) 위에 형성되는 제1 광 흡수 층(320)을 포함한다.The solar cell 1 (first solar cell) includes a substrate 305, a transparent electrode (transparent electrode layer) 310, a conductive polymer (first conductive polymer layer) 315, and a first light absorbing layer (light absorbing layer 1) (320). That is, the first solar cell includes a substrate 305, a transparent electrode 310 formed on the substrate 305, a first conductive polymer layer 315 formed on the transparent electrode 310, And a first light absorbing layer 320 formed on the layer 315.

태양전지 2(제2 태양전지)는 재결합 층(325), 제2 전도성 고분자 층(330), 제2 광 흡수 층(광 흡수 층 2)(340), 전자 수송 층(345), 및 금속 전극(금속 전극 층)(350)을 포함한다. 즉, 제2 태양 전지는, 제1 광 흡수 층(320) 위에 형성되는 재결합 층(325)과, 재결합 층(325) 위에 형성되고 적외선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생하여 유기 태양전지 소자(300)의 광 변환효율을 향상시키는 금 나노 막대(335)를 포함하는 제2 전도성 고분자 층(330)과, 제2 전도성 고분자 층(330) 위에 형성되는 제2 광 흡수 층(340)과, 제2 광 흡수 층(340) 위에 형성되는 전자 수송 층(345)과, 전자 수송 층(345) 위에 형성되는 금속 전극(350)을 포함한다. 제2 전도성 고분자 층(330)에 삽입되는 금(Au) 나노 막대(335)는 무기물(예를 들어, 실리카(이산화규소, SiO2))이 코팅된 금(Au) 나노 막대일 수 있다. 태양전지(300)에 금 나노 막대가 삽입될 때 스프레이(spray) 방법과 스핀 코팅 방법(spin coating method) 등을 이용하여 금 나노 막대들이 균일하게 도포될 수 있다.The solar cell 2 (second solar cell) includes a recombination layer 325, a second conductive polymer layer 330, a second light absorbing layer (light absorbing layer 2) 340, an electron transporting layer 345, (Metal electrode layer) 350. That is, the second solar cell is formed on the recombination layer 325 formed on the first light absorbing layer 320 and on the recombination layer 325, and generates a local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in the infrared band, A second conductive polymer layer 330 including a gold nano bar 335 for improving the light conversion efficiency of the battery element 300 and a second light absorbing layer 340 formed on the second conductive polymer layer 330, An electron transport layer 345 formed on the second light absorbing layer 340 and a metal electrode 350 formed on the electron transport layer 345. The gold (Au) nanorods 335 inserted into the second conductive polymer layer 330 may be gold (Au) nanorods coated with an inorganic material (for example, silica (SiO 2 , SiO 2 )). When the gold nanorods are inserted into the solar cell 300, the gold nanorods can be uniformly coated using a spray method and a spin coating method.

본 발명의 다른 실시예에서 제2 태양 전지의 전자 수송 층(345)은 제거(생략)될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 도 4의 유기 태양전지 소자(300)와 달리 제1 광 흡수 층(320) 또는 제2 광 흡수 층(340)에 적어도 하나의 금 나노 막대(335)가 삽입될 수 있거나, 또는 제1 광 흡수 층(320) 및 제2 광 흡수 층(340) 모두에 적어도 하나의 금 나노 막대(335)가 삽입될 수 있거나, 또는 제1 전도성 고분자 층(315)에만 적어도 하나의 금 나노 막대(335)가 삽입될 수 있거나, 또는 제1 전도성 고분자 층(315) 및 제2 전도성 고분자 층(330) 모두에 적어도 하나의 금 나노 막대(335)가 삽입될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the electron transporting layer 345 of the second solar cell may be removed (omitted). In another embodiment of the present invention, unlike the organic solar cell element 300 of FIG. 4, at least one gold nanorod 335 is inserted into the first or second light absorbing layer 320 or 340 Or at least one gold nanorod 335 may be inserted into both the first and second light absorbing layers 320 and 340 or only at least the first conductive polymer layer 315 One gold nanorod 335 may be inserted or at least one gold nanorod 335 may be inserted into both the first conductive polymer layer 315 and the second conductive polymer layer 330.

제1 태양전지는 제1 광 흡수 층(320)(또는 유기물 층)에 포함된 물질이 적외선의 단파장 대역을 흡수하는 물질(예를 들어, 약 750(nm)의 파장을 흡수하는 Ph2-benz-bodipy)을 포함하는 경우 빛의 단파장 파장 대역을 흡수할 수 있다. 제2 태양전지는 제2 광 흡수 층(340)(또는 유기물 층)에 포함된 물질이 적외선의 장파장 대역을 흡수하는 물질(예를 들어, 약 850(nm)의 파장을 흡수하는 파이렌 유도체(pyrene derivative))을 포함하는 경우 빛의 장파장 파장 대역을 흡수할 수 있다.In the first solar cell, the material contained in the first light absorbing layer 320 (or the organic material layer) is a material that absorbs a short wavelength band of infrared rays (for example, Ph 2 -benz -bodipy), it can absorb the short wavelength band of light. The second solar cell may be formed of a material in which the material contained in the second light absorbing layer 340 (or the organic material layer) absorbs a long wavelength band of infrared rays (for example, a pyrene derivative pyrene derivative) can absorb the wavelength band of long wavelength of light.

전술한 바와 같이, 흡수 파장대역이 다른 두 개의 태양전지들이 직렬로 연결되어 있는 탠덤구조의 태양전지(300)에도 적외선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상이 일어나는 금 나노 막대를 삽입함으로써 전체 소자의 광 변환 효율을 증가시킬 수 있다.As described above, a tandem solar cell 300 in which two solar cells having different absorption wavelength bands are connected in series is also inserted into a gold nanorod that causes local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in the infrared band, Can be increased.

제1 광 흡수 층(320) 또는 제2 광 흡수 층(340)은 광을 흡수하여 전자-정공 쌍(엑시톤)을 생성하는 층으로서, 전자 도너 물질과 전자 억셉터 물질을 포함하는 벌크-헤테로정션(bulk heterojunction; BHJ) 층일 수 있고, 유기물(고분자인 P3HT와 C60 유도체인 PCBM과 같은 고분자 유기물, 또는 CuPc 및 C60와 같은 저분자 유기물)과, 광흡수효율을 향상시키는 양자점(Quantum Dot) 또는 양자막대(quantum rod)를 포함할 수 있다. 그 결과, 유기 태양전지 소자(300)의 효율(광 변환 효율)은 더 향상될 수 있다.The first light absorbing layer 320 or the second light absorbing layer 340 is a layer that absorbs light to generate an electron-hole pair (exciton), and includes a bulk-heterojunction (bulk heterojunction; BHJ) may be a layer, organic material (polymer, P3HT and C 60 polymer organic material such as derivatives of PCBM, or low-molecular organic material such as CuPc and C 60) and a quantum dot (quantum Dot) for improving the light absorption efficiency or And may include a quantum rod. As a result, the efficiency (light conversion efficiency) of the organic solar cell element 300 can be further improved.

재결합 층(325)은 제1 광 흡수 층(320)에서 발생된 전자와 제2 광 흡수 층(340)에서 발생된 정공을 재결합(recombination)하는 층일 수 있고, 투명전극(310) 및 금속 전극(350) 부근에서 잉여의 전자 및 정공에 의해 전하가 재결합되어 소멸되는 것을 방지할 수 있다.The recombination layer 325 may be a layer for recombining electrons generated in the first light absorption layer 320 and holes generated in the second light absorption layer 340 and may be a layer for recombining the transparent electrode 310 and the metal electrode It is possible to prevent the charges from recombining due to surplus electrons and holes and disappearing.

재결합 층(325)은 제1 태양전지와 제2 태양전지를 광학적 또는 전기적으로 연결시켜준다. 재결합 층(325)으로 사용되는 물질은 TiO2/PEDOT:PSS, Ag nanocluster, Al/Au/PEDOT:PSS, ZnO/PEDOT:PSS, Al/MoO3, Al/TiO2:Cs/PEDOT:PSS, 또는 MoO3/Ag/Al/Ca 등이 있고, 재결합 층(325)은 top cell인 제2 태양전지로의 광 전기장(optical field) 분배와 전하 이동 수집을 향상시켜줄 수 있다.The recombination layer 325 optically or electrically connects the first solar cell and the second solar cell. Al / MoO3, Al / TiO2: Cs / PEDOT: PSS, or MoO3 / PEDOT: PSS, ZnO / PEDOT: PSS, Al / MoO3, Al / TiO2 / PEDOT: PSS, Ag nanocluster, Ag / Al / Ca, and the recombination layer 325 can improve the optical field distribution and charge transfer collection to the second solar cell, which is the top cell.

제2 전도성 고분자 층(330)은 전자의 이동과 수집을 용이하게 하는 역할을 수행하거나 또는 정공을 차단하여 전자와 정공이 재결합되어 빛으로 소실되는 것을 방지할 수 있고, 예를 들어 BCP(2,9-dimethyl-4,7diphenyl-1,10phenanthrolin)를 포함할 수 있다.The second conductive polymer layer 330 functions to facilitate the movement and collection of electrons or to prevent the electrons and the holes from being recombined with each other by blocking the holes to be lost to light. For example, the BCP 2, 9-dimethyl-4,7diphenyl-1,10phenanthrolin).

기판(305), 투명 전극(310), 제1 전도성 고분자 층(315), 전자 수송 층(345), 및 금속 전극(350)의 구성(구성 물질 등)에 대한 설명은 도 2에 도시된 기판(105), 투명 전극(110), 전도성 고분자 층(115), 전자 수송 층(130), 및 금속 전극(135)에 대한 설명과 유사하므로, 기판(305), 투명 전극(310), 제1 전도성 고분자 층(315), 전자 수송 층(345), 및 금속 전극(350)에 대한 설명은 도 2에 대한 설명이 참조될 수 있다.A description of the constitution (constituent materials and the like) of the substrate 305, the transparent electrode 310, the first conductive polymer layer 315, the electron transport layer 345, and the metal electrode 350 is the same as that of the substrate The transparent electrode 310, the first electrode 105, the transparent electrode 110, the conductive polymer layer 115, the electron transport layer 130, and the metal electrode 135, The description of the conductive polymer layer 315, the electron transport layer 345, and the metal electrode 350 can be referred to the description of FIG.

도 5는 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대의 합성 과정의 실시예를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a view showing an embodiment of a gold nanopowder synthesis process shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.

도 5를 참조하면, 금 나노 막대 입자(gold nanorod particle)는 금 씨앗 입자(gold seed particle)를 상온에서 이방성으로 성장시켜 합성할 수 있다. 금 나노 막대는 용액에서 석출된 금 나노 막대 시드(seed)를 성장하여 얻을 수 있다.Referring to FIG. 5, a gold nanorod particle can be synthesized by growing an anisotropic gold seed particle at room temperature. Gold nanorods can be obtained by growing gold nanorod seeds deposited in solution.

금 씨앗 나노 입자(gold seed particle)를 제작하는 경우 입자를 안정화시키기 위해 나노 입자의 표면을 표면활성제가 둘러싸게 된다. 입자를 둘러싸는 표면활성제의 양은 금 씨앗 나노 입자(gold seed particle)의 결정면에 따라 달라지고 이는 각 면의 반응성이 다르기 때문이다. 전술한 금 나노 막대의 합성 방법은 씨드 기반-결정성장 방법(seed-mediated growth method)으로 언급될 수 있고, 상기 방법은 단계가 간단하고 금 나노막대의 가로 세로 비율(직경 및 길이의 비율)을 용이하게 조절할 수 있다.When gold seed particles are made, the surface active agent surrounds the surface of the nanoparticles to stabilize the particles. The amount of surfactant that surrounds the particles depends on the crystal surface of the gold seed particles because the reactivity of each surface is different. The above-described method for synthesizing gold nanorods can be referred to as a seed-mediated growth method, and the method is simple in that the step is simple and the aspect ratio (ratio of diameter to length) of gold nanorods It can be easily adjusted.

도 5에 도시된 금 나노 로드의 횡단면의 직경은 예를 들어 20(nm)일 수 있고 금 나노 로드의 길이는 10(nm) 내지 500(nm)(예를 들어 80(nm))일 수 있다.The diameter of the cross-section of the gold nano-rods shown in Figure 5 may be, for example, 20 (nm) and the length of the gold nano-rods may be between 10 (nm) and 500 (nm) .

도 6은 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대의 STEM(scanning transmission electron microscope) 사진이다.6 is a STEM (scanning transmission electron microscope) photograph of the gold nanorod shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.

도 6을 참조하면, 금 나노 막대가 적외선 파장대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that gold nanorods cause local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in the infrared wavelength band.

도 7은 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대의 다른 실시예에 대한 STEM 사진이다.FIG. 7 is a STEM photograph of another embodiment of the gold nanorod shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.

도 7을 참조하면, 금 나노 막대의 다른 실시예는 실리카(이산화규소, SiO2)로 코팅되어 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that another embodiment of gold nanorods is coated with silica (silicon dioxide, SiO 2 ).

도 8은 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR)이 일어날 때 발생하는 전기장 강화를 설명하는 시뮬레이션(simulation) 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a simulation result illustrating electric field enhancement that occurs when local surface plasmon resonance (LSPR) occurs in the gold nanorods shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.

도 8을 참조하면, 금 나노 막대 주변의 영역에서 국부적인 전기장(electrical field) 강화가 발생됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that local electrical field enhancement occurs in the region around the gold nanorods.

도 9는 도 2, 도 3, 또는 도 4에 도시된 금 나노 막대의 파장에 따른 흡광도(absorbance) 데이터(data)를 설명하는 그래프(graph)이다.FIG. 9 is a graph illustrating absorbance data according to wavelengths of the gold nanorods shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG.

도 9를 참조하면, 금 나노 막대는 약 800(nm)의 적외선 대역에서 최대의 흡광도(absorbance)를 가지고 약 750(nm) 이상이고 850(nm) 이하 사이의 적외선 파장범위에서 높은 흡광도를 가짐을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, gold nanorods have a maximum absorbance in the infrared band of about 800 nm and a high absorbance in the infrared wavelength range between about 750 nm and 850 nm. Able to know.

이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the embodiments have been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms are used herein, they are used for the purpose of describing the present invention only and are not used to limit the scope of the present invention described in the claims or the claims. It is therefore to be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

115: 전도성 고분자 층
120: 금 나노 막대
220: 광 흡수 층
225: 금 나노 막대
315: 제1 전도성 고분자 층
320: 제1 광 흡수 층
330: 제2 전도성 고분자 층
335: 금 나노 막대
340: 제2 광 흡수 층115: Conductive polymer layer
120: gold nanorod
220: light absorbing layer
225: Gold nanorods
315: first conductive polymer layer
320: first light absorbing layer
330: second conductive polymer layer
335: Gold nanorods
340: second light absorbing layer

Claims (10)

기판;
상기 기판 위에 형성되는 투명 전극;
상기 투명 전극 위에 형성되고, 적어도 하나의 금 나노 막대(gold nanorod)를 포함하는 전도성 고분자 층;
상기 전도성 고분자 층 위에 형성되는 광 흡수 층; 및
상기 광 흡수 층 위에 형성되는 금속 전극을 포함하며,
상기 금 나노 막대는 근적외선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생하는 것에 의해 상기 광 흡수 층에서 형성되는 엑시톤(exciton)을 핫 엑시톤(hot exciton)으로 변환하여 상기 광 흡수 층의 광 변환 효율을 증가시키는 유기 태양전지 소자.Board;
A transparent electrode formed on the substrate;
A conductive polymer layer formed on the transparent electrode and including at least one gold nanorod;
A light absorbing layer formed on the conductive polymer layer; And
And a metal electrode formed on the light absorption layer,
The gold nanorods convert the exciton formed in the light absorbing layer into a hot exciton by generating a local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in a near-infrared band to convert the light absorption efficiency of the light absorbing layer Of the organic solar cell element. 제1항에 있어서,
상기 금 나노 막대는 무기물이 코팅된 금 나노 막대인 유기 태양전지 소자.The method according to claim 1,
Wherein the gold nanorods are gold nanorods coated with an inorganic material. 제1항에 있어서,
상기 광 흡수 층은 유기물 및 양자점(Quantum Dot)을 포함하는 유기 태양전지 소자.The method according to claim 1,
Wherein the light absorption layer comprises an organic material and a quantum dot. 기판;
상기 기판 위에 형성되는 투명 전극;
상기 투명 전극 위에 형성되는 전도성 고분자 층;
상기 전도성 고분자 층 위에 형성되고, 적어도 하나의 금 나노 막대(gold nanorod)를 포함하는 광 흡수 층; 및
상기 광 흡수 층 위에 형성되는 금속 전극을 포함하며,
상기 금 나노 막대는 근적외선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생하는 것에 의해 상기 광 흡수 층에서 형성되는 엑시톤(exciton)을 핫 엑시톤(hot exciton)으로 변환하여 상기 광 흡수 층의 광 변환 효율을 증가시키는 유기 태양전지 소자.Board;
A transparent electrode formed on the substrate;
A conductive polymer layer formed on the transparent electrode;
A light absorbing layer formed on the conductive polymer layer and including at least one gold nanorod; And
And a metal electrode formed on the light absorption layer,
The gold nanorods convert the exciton formed in the light absorbing layer into a hot exciton by generating a local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in a near-infrared band to convert the light absorption efficiency of the light absorbing layer Of the organic solar cell element. 제4항에 있어서,
상기 금 나노 막대는 무기물이 코팅된 금 나노 막대인 유기 태양전지 소자.5. The method of claim 4,
Wherein the gold nanorods are gold nanorods coated with an inorganic material. 제4항에 있어서,
상기 광 흡수 층은 유기물 및 양자점(Quantum Dot)을 포함하는 유기 태양전지 소자.5. The method of claim 4,
Wherein the light absorption layer comprises an organic material and a quantum dot. 제1 태양 전지; 및
상기 제1 태양 전지와 함께 탠덤(tandem) 구조를 구성하는 제2 태양 전지를 포함하며,
상기 제1 태양 전지는,
기판과, 상기 기판 위에 형성되는 투명 전극과, 상기 투명 전극 위에 형성되는 제1 전도성 고분자 층과, 상기 제1 전도성 고분자 층 위에 형성되는 제1 광 흡수 층을 포함하고,
상기 제2 태양 전지는,
상기 제1 광 흡수 층 위에 형성되는 재결합 층과, 상기 재결합 층 위에 형성되는 제2 전도성 고분자 층과, 상기 제2 전도성 고분자 층 위에 형성되는 제2 광 흡수 층과, 상기 제2 광 흡수 층 위에 형성되는 금속 전극을 포함하며,
상기 제1 전도성 고분자 층 또는 상기 제2 전도성 고분자 층은 적어도 하나의 금 나노 막대(gold nanorod)를 포함하며,
상기 금 나노 막대는 근적외선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생하는 것에 의해 상기 제1 광 흡수 층 또는 상기 제2 광 흡수 층에서 형성되는 엑시톤(exciton)을 핫 엑시톤(hot exciton)으로 변환하여 상기 제1 광 흡수 층 또는 상기 제2 광 흡수 층의 광 변환 효율을 증가시키는 유기 태양전지 소자.A first solar cell; And
And a second solar cell constituting a tandem structure together with the first solar cell,
The first solar cell includes:
A light emitting device comprising: a substrate; a transparent electrode formed on the substrate; a first conductive polymer layer formed on the transparent electrode; and a first light absorbing layer formed on the first conductive polymer layer,
The second solar cell includes:
A second light absorbing layer formed on the second conductive polymer layer; and a second light absorbing layer formed on the second light absorbing layer, wherein the second light absorbing layer is formed on the second light absorbing layer; And a metal electrode,
Wherein the first conductive polymer layer or the second conductive polymer layer includes at least one gold nanorod,
The gold nanorods convert the excitons formed in the first or second light absorption layer into hot excitons by generating local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in the near-infrared band. Thereby increasing the light conversion efficiency of the first light absorbing layer or the second light absorbing layer. 제7항에 있어서,
상기 금 나노 막대는 무기물이 코팅된 금 나노 막대인 유기 태양전지 소자.8. The method of claim 7,
Wherein the gold nanorods are gold nanorods coated with an inorganic material. 제7항에 있어서,
상기 제1 광 흡수 층 또는 제2 광 흡수 층은 유기물 및 양자점(Quantum Dot)을 포함하는 유기 태양전지 소자.8. The method of claim 7,
Wherein the first light absorbing layer or the second light absorbing layer includes an organic material and a quantum dot. 제1 태양 전지; 및
상기 제1 태양 전지와 함께 탠덤(tandem) 구조를 구성하는 제2 태양 전지를 포함하며,
상기 제1 태양 전지는,
기판과, 상기 기판 위에 형성되는 투명 전극과, 상기 투명 전극 위에 형성되는 제1 전도성 고분자 층과, 상기 제1 전도성 고분자 층 위에 형성되는 제1 광 흡수 층을 포함하고,
상기 제2 태양 전지는,
상기 제1 광 흡수 층 위에 형성되는 재결합 층과, 상기 재결합 층 위에 형성되는 제2 전도성 고분자 층과, 상기 제2 전도성 고분자 층 위에 형성되는 제2 광 흡수 층과, 상기 제2 광 흡수 층 위에 형성되는 금속 전극을 포함하며,
상기 제1 광 흡수 층 또는 상기 제2 광 흡수 층은 적어도 하나의 금 나노 막대(gold nanorod)를 포함하며,
상기 금 나노 막대는 근적외선 대역에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 현상을 발생하는 것에 의해 상기 제1 광 흡수 층 또는 상기 제2 광 흡수 층에서 형성되는 엑시톤(exciton)을 핫 엑시톤(hot exciton)으로 변환하여 상기 제1 광 흡수 층 또는 상기 제2 광 흡수 층의 광 변환 효율을 증가시키는 유기 태양전지 소자.A first solar cell; And
And a second solar cell constituting a tandem structure together with the first solar cell,
The first solar cell includes:
A light emitting device comprising: a substrate; a transparent electrode formed on the substrate; a first conductive polymer layer formed on the transparent electrode; and a first light absorbing layer formed on the first conductive polymer layer,
The second solar cell includes:
A second light absorbing layer formed on the second conductive polymer layer; and a second light absorbing layer formed on the second light absorbing layer, wherein the second light absorbing layer is formed on the second light absorbing layer; And a metal electrode,
Wherein the first light absorbing layer or the second light absorbing layer includes at least one gold nanorod,
The gold nanorods convert the excitons formed in the first or second light absorption layer into hot excitons by generating local surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon in the near-infrared band. Thereby increasing the light conversion efficiency of the first light absorbing layer or the second light absorbing layer.
KR1020120017316A 2012-02-21 2012-02-21 Organic photo voltaic device including gold nanorod KR101463154B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120017316A KR101463154B1 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Organic photo voltaic device including gold nanorod

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120017316A KR101463154B1 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Organic photo voltaic device including gold nanorod

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130095914A KR20130095914A (en) 2013-08-29
KR101463154B1 true KR101463154B1 (en) 2014-11-20

Family

ID=49219008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120017316A KR101463154B1 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Organic photo voltaic device including gold nanorod

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101463154B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101624487B1 (en) 2014-11-21 2016-05-26 한국표준과학연구원 Antireflection Coating Layered Plasmonic Infrared Device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101496609B1 (en) * 2014-02-03 2015-02-26 재단법인 멀티스케일 에너지시스템 연구단 Organic solar cell comprising nano-bump structure and process for preparing same
WO2015167230A1 (en) * 2014-04-30 2015-11-05 주식회사 엘지화학 Solar cell and manufacturing method therefor
CN106299133A (en) * 2016-10-08 2017-01-04 吉林大学 A kind of polymer solar battery based on metal oxide metal nanostructured hybrid electron transport layer and preparation method thereof
GB2559800B (en) * 2017-02-20 2019-06-12 Oxford Photovoltaics Ltd Multijunction photovoltaic device
CN113299835A (en) * 2021-05-28 2021-08-24 电子科技大学 Solar cell based on metal nanorod array eddy current annealing and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008510305A (en) * 2004-08-11 2008-04-03 ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ Organic photosensitive device
JP2010087479A (en) * 2008-08-08 2010-04-15 Mitsubishi Materials Corp Composite film for substraight type solar cell and method of manufacturing the same
JP2010109227A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Konica Minolta Holdings Inc Organic photoelectric conversion element
KR20110087226A (en) * 2010-01-25 2011-08-02 (주)루미나노 Solar cells showing improved light conversion efficiency by electric field enhancement effects

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008510305A (en) * 2004-08-11 2008-04-03 ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ Organic photosensitive device
JP2010087479A (en) * 2008-08-08 2010-04-15 Mitsubishi Materials Corp Composite film for substraight type solar cell and method of manufacturing the same
JP2010109227A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Konica Minolta Holdings Inc Organic photoelectric conversion element
KR20110087226A (en) * 2010-01-25 2011-08-02 (주)루미나노 Solar cells showing improved light conversion efficiency by electric field enhancement effects

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101624487B1 (en) 2014-11-21 2016-05-26 한국표준과학연구원 Antireflection Coating Layered Plasmonic Infrared Device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130095914A (en) 2013-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brus et al. Solution‐processed semitransparent organic photovoltaics: From molecular design to device performance
Wang et al. Carbon nanotube-based heterostructures for solar energy applications
US8993998B2 (en) Electro-optic device having nanowires interconnected into a network of nanowires
KR101129145B1 (en) Organic photosensitive devices
EP1964144B1 (en) Tandem photovoltaic cells
KR101463154B1 (en) Organic photo voltaic device including gold nanorod
US20080230120A1 (en) Photovoltaic device with nanostructured layers
US20130092229A1 (en) Thin film photovoltaic devices with microlens arrays
CN103050627B (en) A kind of organic solar batteries and preparation method thereof
JP2019054263A (en) Hybrid planar-graded heterojunction for organic photovoltaics
CN1579023A (en) Organic photovoltaic devices
Zhang et al. Recent advances in highly efficient organic-silicon hybrid solar cells
Liu et al. Unique gold nanorods embedded active layer enabling strong plasmonic effect to improve the performance of polymer photovoltaic devices
US20100300520A1 (en) Photovoltaic cell having nanodots and method for forming the same
KR101244112B1 (en) Method of manufacturing the optical absorber layer for solar cell, Solar cell including the optical absorber layer and Method of manufacturing the same
Hu et al. 3D Printing Technology toward State‐of‐the‐Art Photoelectric Devices
Wu et al. Short‐Wave Infrared Photodetectors and Imaging Sensors Based on Lead Chalcogenide Colloidal Quantum Dots
Wanninayake et al. Electrical and optical properties of hybrid polymer solar cells incorporating Au and CuO nanoparticles.
Saini et al. Nanostructured Solar Cells as Sustainable Optoelectronic Device
Olyaee et al. Investigation of hybrid Ge QDs/Si nanowires solar cell with improvement in cell efficiency
KR102135101B1 (en) Semi-transparent/flexible solar cell and method for manufacturing thereof
Jili et al. Computational investigation of the effect ZnS buffer layer on the hole transport of polymer solar cell
Kukreti et al. TiO2 Nanoparticles in bulk heterojunction P3HT-PCBM organic solar cell
KR100957783B1 (en) Solar cell and method of the same
Tasnim et al. Effect of plasmonic silver nanoparticles layer on the performance of organic photovoltaic cell

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171027

Year of fee payment: 4