KR101557301B1 - 상호침투 고분자 네트워크 구조의 광활성층을 구비하는 유기태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents

상호침투 고분자 네트워크 구조의 광활성층을 구비하는 유기태양전지 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

상호침투 고분자 네트워크 구조의 광활성층을 구비하는 유기태양전지 및 그 제조방법을 제공한다. 상기 유기 태양 전지는 차례로 적층된 제 1 전극, 유기 광활성층, 및 제 2 전극을 구비한다. 상기 유기 광활성층은 전자 도너 고분자와 전자 억셉터 고분자가 상호침투하여 형성된 상호침투 고분자 네트워크를 구비한다.

Description

상호침투 고분자 네트워크 구조의 광활성층을 구비하는 유기태양전지 및 그 제조방법 {Organic solar cells with light active layer of interpenetrating polymer network and method of fabricating the same}
본 발명은 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기태양전지에 관한 것이다.
고유가 시대에 대체 에너지원으로써 각광을 받고 있는 유기태양전지는 저비용의 재료/공정 및 휘어질 수 있는 특성을 갖는 등의 장점으로 인해 최근 활발한 연구가 진행되고 있다. 그 중, 신규 물질 개발과 함께 적층형의 구조를 도입하여 낮은 에너지 전환효율을 극복하기 위한 연구가 진행되어져 왔다.
유기태양전지는 양극 및 음극, 그리고 이들 두 전극들 사이에 위치하는 전자 도너 물질과 전자 억셉터 물질을 갖는 광활성층을 구비한다. 이러한 유기태양전지에 빛을 쪼여주면 상기 도너 물질은 빛을 흡수하여 여기 상태의 전자-정공 쌍인 엑시톤을 형성하고, 이 엑시톤은 확산하다가 억셉터 물질을 만나면 상기 두 전극의 일함수 차에 기인하는 내부 전기장에 의해 전자와 정공으로 분리된다. 이 때, 전자는 억셉터 물질을 통해 양극으로 이동하고, 정공은 도너 물질을 통해 음극으로 이동하며, 최종적으로 외부 회로를 통해 전류의 형태로 흐르게 된다.
상기 엑시톤의 확산거리가 10 ~ 30nm로 매우 짧으며, 이들의 생존시간 또한 수십 나노초로 매우 짧기 때문에 주어진 시간내에 전자와 정공으로 분리되지 못하면, 빛을 방출하면서 재결합하는 것으로 알려져 있다. 이 경우, 생성된 엑시톤은 광전류에 기여할 수 없다. 따라서, 태양전지의 효율 향상을 위해서는 활성층 내에 도너 물질과 억셉터 물질 사이의 계면(D/A 계면) 면적을 증가시켜 상기 엑시톤이 상기 D/A 계면과 만날 확률을 증가시켜야 한다.
이를 위해 도너 물질인 P3HT와 억셉터 물질인 PCBM을 섞어 벌크 이종 접합(bulk heterojunction; BHJ)구조를 갖는 광활성층에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나, P3HT와 PCBM의 BHJ 구조를 구현하기 위해서 광활성층 전체에 대해 PCBM을 대략 66 vol%로 사용하고 있다. 이는 PCBM이 서로 연결되어 전자의 전달 통로로 작용하기 위한 최소한의(percolation threshhold) 양인 것으로 판단된다. 이로 인해 엑시톤을 생성하는 P3HT를 겨우 33vol% 정도 밖에 사용하지 못하게 되어, 효율 향상의 걸림돌이 되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전자 도너 물질과 전자 억셉터 물질 사이의 계면 면적을 크게 하여 효율이 향상된 유기태양전지를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유기 태양 전지를 제공한 다. 상기 유기 태양 전지는 차례로 적층된 제 1 전극, 유기 광활성층, 및 제 2 전극을 구비한다. 상기 유기 광활성층은 전자 도너 고분자와 전자 억셉터 고분자가 상호침투하여 형성된 상호침투 고분자 네트워크를 구비한다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 유기 태양 전지 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 도너 마크로머와 억셉터 마크로머를 포함하는 마크로머 용액을 제 1 전극 상에 도포하는 것을 포함한다. 상기 도포된 마크로머를 경화시켜 전자 도너 고분자와 전자 억셉터 고분자가 상호 침투된 상호침투 고분자 네트워크 구조를 갖는 유기 광활성층을 형성한다. 상기 유기 광활성층 상에 제 2 전극을 형성한다.
본 발명에 따른 유기태양전지는 상호침투 고분자 네트워크 구조의 광활성층을 구비하고, 상기 상호침투 고분자 네트워크 내에서 전자 도너 고분자와 전자 억셉터 고분자가 이종 접합(heterojunction; HJ) 구조를 형성하여 이들 고분자들 사이의 계면 면적은 크게 향상될 수 있다. 따라서, 생성된 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되는 확률을 향상시켜 태양전지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 전자 도너 물질과 전자 억셉터 물질 모두를 분자내(intra-molecular) 전하이동이 가능한 고분자로 사용함으로써, 전하이동 효율 향상에 따른 태양전지 효율향상을 기대할 수 있다. 이와 더불어서, 분자간 전하이동을 가능하게 하기 위해 필요한 양에 제한되지 않고 상기 전자 도너 고분자와 상기 전자 억셉터 고분자의 양을 필요에 따라 적절히 가감할 수 있어, 태양전지의 효율이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
하기 화학식 1은 전자 도너 고분자를 형성하기 위한 전구체인 도너 마크로머를 나타낸다.
[화학식 1]
S1-[HM1-CM1]n
상기 화학식 1에서, S1는 정공전도성 스페이서이고, HM1는 전자 도너부(electron donor moiety)이고, CM1는 경화가능부(crosslinking moiety)이고, n은 2 또는 3의 정수이다.
상기 정공전도성 스페이서(S1)는 하기 화학식들 2 또는 3일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112009043294319-pat00001
[화학식 3]
Figure 112009043294319-pat00002
상기 전자 도너부(electron donor moiety, HM1)는 하기 화학식들 4 내지 6 중 어느 하나일수 있다.
[화학식 4]
Figure 112009043294319-pat00003
상기 화학식 4에서, R은 수소 또는 탄소수 3 내지 10의 알킬기이고, n은 3 내지 10의 정수일 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112009043294319-pat00004
상기 화학식 5에서, R1 및 R2는 서로에 관계없이 탄소수 1 내지 10(의 알킬기이고, n은 3 내지 10의 정수이다. 일 예로서, R1은 메틸기이고, R2는 2-에틸헥스-1-일(2-ethylhex-1yl)기 일 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112009043294319-pat00005
상기 화학식 6에서, R1 및 R2는 서로에 관계없이 탄소수 5 내지 10의 알킬기이고, Y는 C, N, 또는 Si이고, X는
Figure 112009043294319-pat00006
,
Figure 112009043294319-pat00007
,
Figure 112009043294319-pat00008
,
Figure 112009043294319-pat00009
,
Figure 112009043294319-pat00010
, 또는
Figure 112009043294319-pat00011
이다.
상기 경화가능부(CM1)는 아세틸렌기(acetylene group; -C≡CH), 시아네이트 에스터기(cyanate ester group; -OCN), 또는 이소시아네이트 (isocyanate group; -NCO) 일 수 있다. 일 예로서, 상기 화학식 1의 n이 2인 경우 상기 경화가능부(CM1)는 시아네이트 에스터 기(cyanate ester group; -OCN) 또는 이소시아네이트 (isocyanate group; -NCO)이고, 상기 화학식 1의 n이 3인 경우 상기 경화가능부(CM1)는 아세틸렌기(acetylene group; -C≡CH)일 수 있다.
상기 도너 마크로머의 구체적 예는 하기 화학식 7로 나타낼 수 있다.
[화학식 7]
Figure 112009043294319-pat00012
하기 화학식 8은 전자 억셉터 고분자를 형성하기 위한 전구체인 억셉터 마크로머를 나타낸다.
[화학식 8]
S2-[HM2-CM2]n
상기 화학식 8에서, S2는 전자전도성 스페이서이고, HM2는 전자 억셉터부(electron donor moiety)이고, CM2는 경화가능부(crosslinking moiety)이고, n은 2 또는 3의 정수이다.
상기 전자전도성 스페이서(S2)는 하기 화학식들 9 내지 12 중 어느 하나일 수 있다.
[화학식 9]
Figure 112009043294319-pat00013
[화학식 10]
Figure 112009043294319-pat00014
[화학식 11]
Figure 112009043294319-pat00015
[화학식 12]
Figure 112009043294319-pat00016
상기 전자 억셉터부(electron acceptor moiety, HM2)는 하기 화학식들 13 또는 14일수 있다.
[화학식 13]
Figure 112009043294319-pat00017
상기 화학식 13에서, R1 및 R2는 서로에 관계없이 탄소수 5 내지 10의 알킬기이고, Y는 C, N, 또는 Si이고, X는
Figure 112009043294319-pat00018
,
Figure 112009043294319-pat00019
,
Figure 112009043294319-pat00020
,
Figure 112009043294319-pat00021
,
Figure 112009043294319-pat00022
, 또는
Figure 112009043294319-pat00023
일 수 있다.
[화학식 14]
Figure 112009043294319-pat00024
상기 화학식 14에서, R1 및 R2는 서로에 관계없이 탄소수 5 내지 10의 알킬기이고, m은 1 내지 5의 정수이고, n은 1 내지 5 의 정수일 수 있다.
상기 경화가능부(CM2)는 아세틸렌기(acetylene group; -C≡CH), 시아네이트 에스터기(cyanate ester group; -OCN), 또는 이소시아네이트 (isocyanate group; -NCO)일 수 있다. 일 예로서, 상기 화학식 8의 n이 2인 경우 상기 경화가능부(CM2)는 시아네이트 에스터기(cyanate ester group; -OCN) 또는 이소시아네이트 (isocyanate group; -NCO)이고, 상기 화학식 8의 n이 3인 경우 상기 경화가능부(CM2)는 아세틸렌기(acetylene group; -C≡CH)일 수 있다.
상기 억셉터 마크로머의 구체적 예는 하기 화학식 15 또는 16으로 나타낼 수 있다.
[화학식 15]
Figure 112009043294319-pat00025
[화학식 16]
Figure 112009043294319-pat00026
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기태양전지를 나타낸 단면도이다. 도 2는 상호침투 고분자 네트워크를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 기판(10) 상에 제1 전극(11), 제1 전하수송층(13), 광활성층(15), 제2 전하수송층(17) 및 제2 전극(19)을 차례로 형성할 수 있다.
상기 기판(10)은 투명기판일 수 있다. 투명기판은 유리기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 제1 전극(11)은 투명전극일 수 있으며, 또한 캐소드일 수 있다. 이러한 제1 전극(11)은 ITO(Indium Tin Oxide)막, IO(Indium Oxide)막, TO(Tin Oxide)막, FTO(Fluorinated Tin Oxide)막, IZO(Indium Zinc Oxide)막, 또는 ZnO(Znic Oxide)막일 수 있다.
상기 제1 전하수송층(13)은 정공수송층일 수 있다. 이러한 제1 전하수송 층(13)의 일 예는 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrenesulfonate)층일 수 있다.
상기 유기 활성층(15)은 광을 흡수하여 여기자(exiton)를 생성하는 층으로, 전자 도너 고분자와 전자 억셉터 고분자를 구비할 수 있다. 상기 유기 활성층(15)을 형성하는 것은 화학식 1로 나타낸 도너 마크로머와 화학식 8로 나타낸 억셉터 마크로머를 용매에 용해시켜 마크로머 용액을 만든 후, 상기 마크로머 용액을 상기 제1 전하수송층(13) 상에 코팅하고, 이를 열경화 또는 자외선경화시켜 형성할 수 있다.
상기 도너 마크로머와 상기 억셉터 마크로머를 선택함에 있어서, 전자와 정공의 효율적인 분리를 위해 화학식 1의 전자 도너부(HM1)의 전자 친화도에 비해 화학식 8의 전자 억셉터부(HM2)의 전자 친화도가 더 큰 것이 바람직하다. 또한, 상기 도너 마크로머의 경화가능부(CM1)와 상기 억셉터 마크로머의 경화가능부(CM2)는 서로 다른 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 상기 경화과정에서, 상기 도너 마크로머들과 상기 억셉터 마크로머들, 즉 이들 두 성분들은 각각 독립적으로 중합되어 전자 도너 고분자 및 전자 억셉터 고분자를 형성하되 이들 두 고분자들이 상호침투된 형태를 갖는 상호침투 고분자 네트워크(interpenetrating polymer network)를 형성한다.
구체적으로, 상기 도너 마크로머의 경화가능부(CM1) 및 상기 억셉터 마크로 머의 경화가능부(CM2) 중 어느 하나가 아세틸렌기(acetylene group; -C≡CH)이고, 나머지 하나는 시아네이트 에스터기(cyanate ester group; -O-C≡N) 또는 이소시아네이트 (isocyanate group; -NCO)일 수 있다. 경화가능부로 아세틸렌기를 갖는 마크로머들은 아세틸렌기들 사이의 반응에 의해 -C=C-C=C-를 형성하면서 고분자화될 수 있고, 경화가능부로 시아네이트 에스터기 또는 이소시아네이트기를 갖는 마크로머들은 인접하는 세 개의 시아네이트 에스터기들 또는 이소시아네이트기들이 고리 생성 삼합체화 반응(cyclotrimerization)하여 트리아진(triazine)를 형성하면서 고분자화될 수 있다.
일 예로서, 상기 도너 마크로머의 경화가능부(CM1)가 아세틸렌기이고 상기 억셉터 마크로머의 경화가능부(CM2)가 시아네이트 에스터기 또는 이소시아네이트기인 경우, 상기 도너 마크로머들는 아세틸렌기들 사이의 중합에 의해 전자 도너 고분자를 형성하고 상기 억셉터 마크로머들은 시아네이트 에스터들 또는 또는 이소시아네이트기들 사이의 고리생성 삼합체화 반응에 의해 전자 억셉터 고분자를 형성할 수 있다. 상기 전자 도너 고분자는 엑시톤 생성자(exiton)로서 역할을 할 뿐 아니라, 엑시톤이 전자와 정공으로 분리된 뒤 정공을 수송하는 역할을 할 수 있다. 상기 전자 억셉터 고분자 역시 엑시톤 생성자로서의 역할을 할 뿐 아니라, 엑시톤이 전자와 정공으로 분리된 뒤 전자를 수송하는 역할을 할 수 있다.
상기 상호침투 고분자 네트워크 내에서 상기 전자 도너 고분자와 상기 전자 억셉터 고분자는 이종 접합(heterojunction; HJ)구조를 형성하여 이들 고분자들 사 이의 계면 면적은 크게 향상될 수 있다. 따라서, 생성된 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되는 확률을 향상시켜 태양전지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 전자 도너 물질과 전자 억셉터 물질을 모두 분자내(intra-molecular) 전하이동이 가능한 고분자들로 사용함으로써, 전하이동 효율 향상에 따른 태양전지 효율향상을 기대할 수 있다. 한편, 종래 전자 억셉터 물질로 사용되었던 PCBM의 경우 분자간(inter-molecular) 전하이동을 가능하게 하기 위해 필요한 양(percolation threshold) 이상을 사용하여야 했으므로, 이에 따라 전자 도너 물질의 양을 감소시켜야 했다. 이에 따라 태양전지의 추가적인 효율향상이 어려웠을 수 있으나, 본 실시예에서는 상기 전자 도너 물질과 상기 전자 억셉터 물질을 모두 분자내 전하이동이 가능한 고분자들로 사용함으로써, 분자간 전하이동을 가능하게 하기 위해 필요한 양의 제안없이 이들 두 물질의 양을 필요에 따라 적절히 가감할 수 있어, 태양전지의 효율이 더욱 향상될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 마크로머 용액 내에 반도체 나노 입자를 더 첨가할 수 있다. 이 경우, 상기 반도체 나노 입자는 상기 유기 활성층(15) 내에 분산되어 배치될 수 있다. 상기 반도체 나노 입자는 CdSe, CdTe, CdS, TiO2, ZnO, 또는 ZnS 일 수 있다. 상기 유기 활성층(15)의 상호침투 고분자 네트워크 내에서 전자 엑셉터 고분자가 전자 수송의 역할을 효율적으로 수행할 수 있으므로, 이러한 반도체 나노 입자는 전자 수송의 역할을 하기 보다는 추가적인 엑시톤 생성자로서의 역할을 수행할 수 있다.
상기 제2 전하수송층(17)은 분리되지 않은 여기자의 확산을 방지하는 여기자 저지층(exiton blocking layer)일 수 있다. 상기 여기자 저지층은 BPhen(bathophen-anthroline)층일 수 있다.
상기 제2 전극(19)은 상기 제1 전극(11)에 비해 일함수가 낮은 금속전극으로서, Al막, Ca막, 또는 Mg막일 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 전극(19)은 일함수가 낮은 금속인 Ca막과 전도도가 우수한 금속인 Al막의 이중층일 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 특정 실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기태양전지를 나타낸 단면도이다.
도 2는 상호침투 고분자 네트워크를 설명하기 위한 개략도이다.

Claims (19)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 위치하고, 전자 도너 고분자와 전자 억셉터 고분자가 상호침투 고분자 네트워크를 형성한 유기 광활성층; 및
    상기 유기 광활성층 상에 위치하는 제2 전극을 구비하며,
    상기 전자 억셉터 고분자는 하기 화학식 8에 따른 억셉터 마크로머들이 경화가능부들의 중합반응에 의해 중합된 물질인 유기 태양 전지:
    [화학식 8]
    S2-[HM2-CM2]n
    상기 화학식 8에서, S2는 전자전도성 스페이서이고, HM2는 전자 억셉터부(electron donor moiety)이고, CM2는 경화가능부(crosslinking moiety)이고, n은 2 또는 3의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 도너 고분자는 하기 화학식 1에 따른 도너 마크로머들이 경화가능부들 사이의 중합반응을 통해 중합된 물질인 유기 태양 전지:
    [화학식 1]
    S1-[HM1-CM1]n
    상기 화학식 1에서, S1는 정공전도성 스페이서이고, HM1는 전자 도너부(electron donor moiety)이고, CM1는 경화가능부(crosslinking moiety)이고, n은 2 또는 3의 정수이다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정공전도성 스페이서(S1)는 하기 화학식들 2 또는 3인 유기 태양 전지.
    [화학식 2]
    Figure 112009043294319-pat00027
    [화학식 3]
    Figure 112009043294319-pat00028
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전자 도너부(electron donor moiety, HM1)는 하기 화학식들 4 내지 6 중 어느 하나인 유기 태양 전지:
    [화학식 4]
    Figure 112009043294319-pat00029
    상기 화학식 4에서, R은 수소 또는 탄소수 3 내지 10의 알킬기이고, n은 3 내지 10의 정수일 수 있다,
    [화학식 5]
    Figure 112009043294319-pat00030
    상기 화학식 5에서, R1 및 R2는 서로에 관계없이 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, n은 3 내지 10의 정수이다,
    [화학식 6]
    Figure 112009043294319-pat00031
    상기 화학식 6에서, R1 및 R2는 서로에 관계없이 탄소수 5 내지 10의 알킬기이고, Y는 C, N, 또는 Si이고, X는
    Figure 112009043294319-pat00032
    ,
    Figure 112009043294319-pat00033
    ,
    Figure 112009043294319-pat00034
    ,
    Figure 112009043294319-pat00035
    ,
    Figure 112009043294319-pat00036
    , 또는
    Figure 112009043294319-pat00037
    이다.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 경화가능부(CM1)는 아세틸렌기(acetylene group; -C≡CH), 시아네이트 에스터기(cyanate ester group; -O-C≡N) 또는 이소시아네이트 (isocyanate group; -NCO)인 유기 태양 전지.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 도너 마크로머는 하기 화학식 7으로 나타내어진 것인 유기 태양 전지.
    [화학식 7]
    Figure 112015025806797-pat00038
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자전도성 스페이서(S2)는 하기 화학식들 9 내지 12 중 어느 하나인 유기 태양 전지.
    [화학식 9]
    Figure 112015088369206-pat00039
    [화학식 10]
    Figure 112015088369206-pat00040
    [화학식 11]
    Figure 112015088369206-pat00041
    [화학식 12]
    Figure 112015088369206-pat00042
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전자 억셉터부(electron acceptor moiety, HM2)는 하기 화학식들 13 또는 14인 유기 태양 전지:
    [화학식 13]
    Figure 112015088369206-pat00043
    상기 화학식 13에서, R1 및 R2는 서로에 관계없이 탄소수 5 내지 10의 알킬기이고, Y는 C, N, 또는 Si이고, X는
    Figure 112015088369206-pat00044
    ,
    Figure 112015088369206-pat00045
    ,
    Figure 112015088369206-pat00046
    ,
    Figure 112015088369206-pat00047
    ,
    Figure 112015088369206-pat00048
    , 또는
    Figure 112015088369206-pat00049
    일 수 있다,
    [화학식 14]
    Figure 112015088369206-pat00050
    상기 화학식 14에서, R1 및 R2는 서로에 관계없이 탄소수 5 내지 10의 알킬기이고, m은 1 내지 5의 정수이고, n은 1 내지 5의 정수일 수 있다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 경화가능부(CM2)는 아세틸렌기(acetylene group; -C≡CH), 시아네이트 에스터기(cyanate ester group; -O-C≡N) 또는 이소시아네이트 (isocyanate group; -NCO)인 유기 태양 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 억셉터 마크로머는 하기 화학식 15 또는 16으로 나타내어진 것인 유기 태양 전지.
    [화학식 15]
    Figure 112015088369206-pat00051
    [화학식 16]
    Figure 112015088369206-pat00052
  12. 제1항에 있어서,
    상기 유기 활성층은 반도체 나노 입자를 더 포함하는 유기 태양 전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 반도체 나노 입자는 CdSe, CdTe, CdS, TiO2, ZnO, 또는 ZnS인 유기 태양 전지.
  14. 도너 마크로머와 억셉터 마크로머를 포함하는 마크로머 용액을 제1 전극 상에 도포하는 단계;
    상기 도포된 마크로머를 경화시켜 전자 도너 고분자와 전자 억셉터 고분자가 상호 침투된 상호침투 고분자 네트워크 구조를 갖는 유기 광활성층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기 광활성층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 구비하며,
    상기 억셉터 마크로머는 하기 화학식 8에 따른 물질인 유기 태양 전지 제조방법:
    [화학식 8]
    S2-[HM2-CM2]n
    상기 화학식 8에서, S2는 전자전도성 스페이서이고, HM2는 전자 억셉터부(electron donor moiety)이고, CM2는 경화가능부(crosslinking moiety)이고, n은 2 또는 3의 정수이다.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 도너 마크로머는 하기 화학식 1로 나타내어지는 물질인 유기 태양 전지 제조방법:
    [화학식 1]
    S1-[HM1-CM1]n
    상기 화학식 1에서, S1는 정공전도성 스페이서이고, HM1는 전자 도너부(electron donor moiety)이고, CM1는 경화가능부(crosslinking moiety)이고, n은 2 또는 3의 정수이다.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 도너 마크로머는 하기 화학식 7로 나타내어진 것인 유기 태양 전지 제조방법:
    [화학식 7]
    Figure 112009043294319-pat00053
  17. 삭제
  18. 제14항에 있어서,
    상기 억셉터 마크로머는 하기 화학식 15 또는 16로 나타내어진 것인 유기 태양 전지 제조방법:
    [화학식 15]
    Figure 112009043294319-pat00054
    [화학식 16]
    Figure 112009043294319-pat00055
  19. 제14항에 있어서,
    상기 마크로머 용액 내에 반도체 나노 입자가 첨가된 유기 태양 전지 제조방법.
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