KR20120060351A - Polymer solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20120060351A
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Abstract

PURPOSE: A organic solar cell and a manufacturing method thereof are provided to improve an injection property by reducing a schottky barrier between a hole transport layer and an anode or between a photoactive layer and the hole transport layer. CONSTITUTION: A cathode(160) and an anode(120) are arranged to face each other. A photoactive layer(140) is located between the cathode and the anode. The photoactive layer includes a hole receptor and an electron receptor. A hole transport layer(130) is located between the anode and the photoactive layer. Active layers(170,180) are formed for between the anode and the hole transport layer and between the hole transport layer and the photoactive layer.

Description

유기 태양 전지 및 이의 제조 방법{POLYMER SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Organic solar cell and its manufacturing method {POLYMER SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 유기 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 양극과 정공전달층 사이 또는 정공전달층과 광활성층 사이에 활성층을 포함하는 유기 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic solar cell and a method for manufacturing the same, and an organic solar cell including an active layer between an anode and a hole transport layer or between a hole transport layer and a photoactive layer and a method for manufacturing the same.

유기 태양 전지는 이중 결합이 교대로 되어 있는 폴리파라페닐렌비닐렌(PPV) 등의 공액 고분자(conjugated polymer)와 CuPc, 페릴렌, 펜타센 등의 감광성 저분자, (6,6)-페닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르(PCBM) 등의 유기 반도체 재료를 활용하는 구조의 태양 전지이다. 상기 유기 반도체 재료는 디자인이 가능하고, 다양하게 합성하는 것이 가능하여 상기 유기 태양 전지는 무한한 발전의 가능성을 가지고 있다.The organic solar cell is a conjugated polymer such as polyparaphenylenevinylene (PPV) having double bonds alternately and a photosensitive low molecule such as CuPc, perylene, pentacene, (6,6) -phenyl-C A solar cell having a structure utilizing an organic semiconductor material such as 61 -butyric acid methyl ester (PCBM). The organic semiconductor material can be designed and synthesized in various ways, so that the organic solar cell has the potential of infinite power generation.

상기 유기 태양 전지는 기본적으로 박막형 구조를 가지고 있으며, 주로 투명 전극인 산화인듐주석(ITO)을 양극으로, 낮은 일함수를 갖는 알루미늄(Al) 등의 금속 전극을 음극으로 사용하며, 광활성층은 100nm 정도의 두께로 정공수용체(hole acceptor)와 전자수용체(electron acceptor)가 혼재되어 있는 벌크 이종 접합 구조를 가지고 있다.The organic solar cell basically has a thin film structure, and mainly uses indium tin oxide (ITO), which is a transparent electrode, as an anode, and a metal electrode such as aluminum (Al) having a low work function, as a cathode, and the photoactive layer is 100 nm. It has a bulk heterojunction structure in which a hole acceptor and an electron acceptor are mixed in a thickness of a degree.

상기 정공수용체로는 상기 PPV와 같은 도전성을 갖는 공액 고분자가 사용되고, 상기 전자수용체로는 풀러렌(fullerene)을 사용한다. 이때, 빛에 의해 생성된 전자를 풀러렌을 통해 알루미늄 전극으로 손실 없이 수집하기 위해서는 공액 고분자 내에 풀러렌이 충분히 혼합되어 있어야 하므로, 풀러렌이 공액 고분자와 잘 혼합되도록 하기 위해 상기 PCBM과 같은 풀러렌 유도체를 사용할 수 있다.As the hole acceptor, a conjugated polymer having the same conductivity as that of the PPV is used, and fullerene is used as the electron acceptor. In this case, fullerene must be sufficiently mixed in the conjugated polymer in order to collect electrons generated by light through the fullerene to the aluminum electrode without loss. Therefore, a fullerene derivative such as PCBM can be used to ensure that the fullerene is well mixed with the conjugated polymer. have.

상기 공액 고분자가 빛을 흡수하면 전자-정공쌍(exciton)을 생성하고, 상기 생성된 전자와 정공은 각각 풀러렌과 공액 고분자를 경유하여 양극 및 음극에 수집된다.When the conjugated polymer absorbs light, electron-hole pairs are generated, and the generated electrons and holes are collected at the anode and the cathode via the fullerene and the conjugated polymer, respectively.

상기 유기 태양 전지는 손쉬운 가공성 및 저렴한 가격으로 대량생산이 가능하며, 롤투롤(roll-to-roll) 방식에 의한 박막 제작이 가능하므로 유연성을 가지는 대면적 전자소자의 제작이 가능하다는 장점이 있다.The organic solar cell can be mass-produced at an easy processability and at an inexpensive price, and has a merit of manufacturing a large-area electronic device having flexibility because a thin film can be manufactured by a roll-to-roll method.

그러나, 상기와 같은 기술적, 경제적 유리함에도 불구하고 낮은 효율로 인해 실용화에 어려움을 겪고 있다. 따라서, 유기 태양 전지 분야에서는 효율 향상을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재까지 효율 관련 연구로는 흡수한 빛을 효과적으로 활용하기 위한 광활성층 또는 전자전달층 및 정공전달층의 원료 선정이나 제조 공정 그리고 낮은 전하 이동도를 극복하기 위한 유기 박막의 형태, 구조 그리고 결정성 증가 등에 집중되고 있다.However, despite the technical and economic advantages as described above, due to low efficiency, there are difficulties in practical use. Therefore, researches for improving efficiency have been actively conducted in the field of organic solar cells. To date, efficiency studies have focused on the selection, fabrication, and process of photoactive layers or electron transfer layers and hole transfer layers to effectively utilize absorbed light, and to increase the morphology, structure and crystallinity of organic thin films to overcome low charge mobility. It is concentrated on the back.

본 발명의 목적은 양극과 정공전달층 사이 또는 정공전달층과 광활성층 사이의 쇼트키 배리어(schottky barrier)를 감소시켜 주입 물성(injection property)을 향상시키고, 산화전극이 형성되는데 있어서 완벽하게 결합을 마치지 못하고 표면에 남게 되는 최외곽 전자(dangling)를 소모하고, 양극과 정공전달층의 표면 특성을 개질하여 산화를 방지함으로써 유기 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 유기 태양 전지를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to reduce the Schottky barrier between the anode and the hole transport layer or between the hole transport layer and the photoactive layer to improve the injection properties, and to form a perfect bond in forming the anode It is to provide an organic solar cell that can improve the efficiency of the organic solar cell by consuming the outermost dangling that remains on the surface without modification and preventing oxidation by modifying the surface characteristics of the anode and the hole transport layer.

본 발명의 다른 목적은 상기 유기 태양 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing the organic solar cell.

본 명세서에서 사용된 용어 “아릴”은 임의로 치환된 벤젠 고리 또는 하나 이상의 임의 치환기들의 융합에 의해 형성될 수 있는 탄소수 6 내지 30의 탄화수소 고리계를 의미한다. 상기 임의 치환기의 예로는 치환된 C1-3 알킬, 치환된 C2-3 알케닐, 치환된 C2-3 알키닐, 헤테로아릴, 헤테로사이클, 아릴, 1 내지 3개의 플루오르 치환기를 갖거나 갖지 않는 알콕시, 아릴옥시, 아르알콕시, 아실, 아로일, 헤테로아로일, 아실옥시 및 아로일옥시를 들 수 있다. 상기 고리 또는 고리계는 하나 이상의 치환기를 갖거나 갖지 않는 아릴 고리(벤젠 고리 포함), 카보사이클 고리 또는 헤테로사이클 고리에 임의로 융합될 수 있다. “아릴”의 예로는 페닐, 나프틸, 테트라하이드로나프틸, 바이페닐, 인다닐, 안트라실, 페난트릴 및 이들의 치환된 유도체가 포함되나, 이에 국한되지는 않는다.As used herein, the term “aryl” refers to a hydrocarbon ring system having 6 to 30 carbon atoms which may be formed by the fusion of an optionally substituted benzene ring or one or more optional substituents. Examples of such optional substituents include or have substituted C 1-3 alkyl, substituted C 2-3 alkenyl, substituted C 2-3 alkynyl, heteroaryl, heterocycle, aryl, 1 to 3 fluorine substituents Alkoxy, aryloxy, aralkoxy, acyl, aroyl, heteroaroyl, acyloxy and aroyloxy. The ring or ring system may be optionally fused to an aryl ring (including benzene ring), carbocycle ring or heterocycle ring with or without one or more substituents. Examples of “aryl” include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, tetrahydronaphthyl, biphenyl, indanyl, anthracyl, phenanthryl and substituted derivatives thereof.

본 명세서에서 사용된 용어 “헤테로아릴”은 S, SO, SO2, O, N 및 N-산화물로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하고, 임의로 치환되는 단환의 5 내지 6원 방향족 고리를 의미하거나, 헤테로아릴 고리, 아릴 고리, 헤테로사이클 고리 또는 카보사이클 고리와 같은 하나 이상의 고리에 융합된 방향족 고리(예를 들어, 이환 또는 삼환 고리계)를 의미하며, 각각은 임의의 치환기를 갖는다.As used herein, the term “heteroaryl” refers to a monocyclic 5-6 membered aromatic ring containing one or more heteroatoms selected from S, SO, SO 2 , O, N and N-oxides, and optionally substituted, An aromatic ring (eg, a bicyclic or tricyclic ring system) fused to one or more rings, such as a heteroaryl ring, an aryl ring, a heterocycle ring, or a carbocycle ring, each having an optional substituent.

상기 임의 치환기의 예는 치환된 C1-3 알킬, 치환된 C2-3 알케닐, 치환된 C2-3 알키닐, 헤테로아릴, 헤테로사이클, 아릴, 1 내지 3개의 플루오르 치환기를 갖거나 갖지 않는 C1-3 알콕시, 아릴옥시, 아르알콕시, 아실, 아로일, 헤테로아로일, 아실옥시, 아로일옥시, 헤테로아로일옥시, 설파닐, 설피닐, 설포닐, 아미노설포닐, 설포닐아미노, 카복시아미드, 아미노카보닐, 카복시, 옥소, 하이드록시, 머캅토, 아미노, 나이트로, 사이아노 또는 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본원에 사용된 “헤테로아릴기”의 예로는 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조아이소티아졸릴, 벤조티오페닐, 벤조피라지닐, 벤조트라이아졸릴, 벤조[1,4]다이옥사닐, 벤조퓨라닐, 9H-a-카볼리닐, 시놀리닐, 퓨라닐, 퓨로[2,3-b]피리디닐, 이미다졸릴, 이미다졸리디닐, 이미다조피리디닐, 아이속사졸릴, 아이소티아졸릴, 아이소퀴놀리닐, 인돌릴, 인다졸릴, 인돌리지닐, 나프티리디닐, 옥사졸릴, 옥소티아다이아졸릴, 옥사다이아졸릴, 프탈라지닐, 피리딜, 피롤릴, 푸리닐, 프테리디닐, 페나지닐, 피라졸릴, 피라졸로피리미디닐, 피롤리지닐, 피리다질, 피라지닐, 피리미딜, 4-옥소-1,2-다이하이드로-4H-피롤로[3,2,1-ij]-퀴놀린-4-일, 퀴녹살리닐, 퀴녹사졸리닐, 퀴놀리닐, 퀴놀리지닐, 티오페닐, 트라이아졸릴, 트라이아지닐, 테트라졸로피리미디닐, 트라이아졸로피리미디닐, 테트라졸릴, 티아졸릴, 티아졸리디닐 및 이들의 치환된 유도체가 포함되나, 이에 국한되지는 않는다.
Examples of such optional substituents may or may not have substituted C 1-3 alkyl, substituted C 2-3 alkenyl, substituted C 2-3 alkynyl, heteroaryl, heterocycle, aryl, 1 to 3 fluorine substituents C 1-3 alkoxy, aryloxy, aralkoxy, acyl, aroyl, heteroaroyl, acyloxy, aroyloxy, heteroaroyloxy, sulfanyl, sulfinyl, sulfonyl, aminosulfonyl, sulfonylamino , Carboxyamide, aminocarbonyl, carboxy, oxo, hydroxy, mercapto, amino, nitro, cyano or halogen. Examples of “heteroaryl groups” as used herein include benzoimidazolyl, benzothiazolyl, benzoisothiazolyl, benzothiophenyl, benzopyrazinyl, benzotriazolyl, benzo [1,4] dioxanyl, benzo Furanyl, 9H-a-carbolinyl, cynolinyl, furanyl, puro [2,3-b] pyridinyl, imidazolyl, imidazolidinyl, imidazopyridinyl, isoxazolyl, isothia Zolyl, isoquinolinyl, indolyl, indazolyl, indolinyl, naphthyridinyl, oxazolyl, oxothiadiazolyl, oxadiazolyl, phthalazinyl, pyridyl, pyrrolyl, furinyl, putridinyl, Phenazinyl, pyrazolyl, pyrazolopyrimidinyl, pyrrolidinyl, pyridazyl, pyrazinyl, pyrimidyl, 4-oxo-1,2-dihydro-4H-pyrrolo [3,2,1-ij]- Quinolin-4-yl, quinoxalinyl, quinoxazolinyl, quinolinyl, quinolinzyl, thiophenyl, triazolyl, triazinyl, tetrazopyrimidinyl, triazolo They include, but are re-pyrimidinyl, tetrazolyl, thiazolyl, thiazolidinyl, and substituted derivatives thereof, but are not limited to:

본 발명의 일 실시 예에 따른 유기 태양 전지는, 서로 대향 배치되는 음극 및 양극, 상기 음극과 양극 사이에 위치하고, 정공수용체 및 전자수용체가 혼합된 광활성층, 상기 양극과 상기 광활성층 사이에 위치하고, 정공전달물질을 포함하는 정공전달층, 그리고 상기 양극과 정공전달층 사이 및 상기 정공전달층과 광활성층 사이 중 적어도 하나의 위치에, 상기 양극 또는 정공전달층 표면과 티올 화합물을 반응시켜 형성되는 활성층을 포함한다.An organic solar cell according to an embodiment of the present invention includes a cathode and an anode disposed to face each other, a photoactive layer disposed between the cathode and the anode, a hole active material and an electron acceptor mixed between the anode, the anode and the photoactive layer, An active layer formed by reacting a surface of the anode or hole transport layer with a thiol compound at at least one position between the hole transport layer including a hole transport material, and between the anode and the hole transport layer, and between the hole transport layer and the photoactive layer. It includes.

상기 티올 화합물은 하기 화학식 1의 화합물일 수 있다:The thiol compound may be a compound of Formula 1:

[화학식 1][Formula 1]

R-SHR-SH

상기 식에서, 상기 R은 탄소수 6 내지 30의 아릴기 및 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며, 상기 R은 할로겐 원자, 하이드록시기, 카르복시기, 시아노기, 니트로기, 아민기, 티오기, 나이트릴기, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 1 내지 4의 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 작용기를 가진다.Wherein R is any one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 30 carbon atoms and a heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, wherein R is a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an amine Group, thio group, nitrile group, alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.

상기 R은 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조아이소티아졸릴, 벤조티오페닐, 벤조피라지닐, 벤조트라이아졸릴, 벤조[1,4]다이옥사닐, 벤조퓨라닐, 9H-a-카볼리닐, 시놀리닐, 퓨라닐, 퓨로[2,3-b]피리디닐, 이미다졸릴, 이미다졸리디닐, 이미다조피리디닐, 아이속사졸릴, 아이소티아졸릴, 아이소퀴놀리닐, 인돌릴, 인다졸릴, 인돌리지닐, 나프티리디닐, 옥사졸릴, 옥소티아다이아졸릴, 옥사다이아졸릴, 프탈라지닐, 피리딜, 피롤릴, 푸리닐, 프테리디닐, 페나지닐, 피라졸릴, 피라졸로피리미디닐, 피롤리지닐, 피리다질, 피라지닐, 피리미딜, 4-옥소-1,2-다이하이드로-4H-피롤로[3,2,1-ij]-퀴놀린-4-일, 퀴녹살리닐, 퀴녹사졸리닐, 퀴놀리닐, 퀴놀리지닐, 티오페닐, 트라이아졸릴, 트라이아지닐, 테트라졸로피리미디닐, 트라이아졸로피리미디닐, 테트라졸릴, 티아졸릴, 티아졸리디닐 및 이들의 치환된 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.R is benzoimidazolyl, benzothiazolyl, benzoisothiazolyl, benzothiophenyl, benzopyrazinyl, benzotriazolyl, benzo [1,4] dioxanyl, benzofuranyl, 9H-a-caboli Neil, cynolinyl, furanyl, furo [2,3-b] pyridinyl, imidazolyl, imidazolidinyl, imidazopyridinyl, isoxazolyl, isozozolyl, isoquinolinyl, indolyl , Indazolyl, indolinyl, naphthyridinyl, oxazolyl, oxothiadiazolyl, oxdiazolyl, phthalazinyl, pyridyl, pyrrolyl, furinyl, pteridinyl, phenazinyl, pyrazolyl, pyrazolopyripy Midinyl, pyrrolidinyl, pyridazyl, pyrazinyl, pyrimidyl, 4-oxo-1,2-dihydro-4H-pyrrolo [3,2,1-ij] -quinolin-4-yl, quinoxalinyl , Quinoxazolinyl, quinolinyl, quinolinzyl, thiophenyl, triazolyl, triazinyl, tetrazopyrimidinyl, triazolopyrimidinyl, tetrazolyl, thiazolyl, Thiazolidinyl and substituted derivatives thereof.

또한, 상기 티올 화합물은 하기 화학식 2의 화합물일 수 있다.In addition, the thiol compound may be a compound of formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 활성층은 두께가 0.1 내지 100nm일 수 있다.The active layer may have a thickness of 0.1 to 100 nm.

상기 활성층은 0.5 내지 60dyne/cm의 표면장력을 가질 수 있다. The active layer may have a surface tension of 0.5 to 60 dyne / cm.

본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 유기 태양 전지의 제조 방법에 따르면, 서로 대향 배치되는 음극 및 양극을 형성하는 단계, 상기 음극과 양극 사이에 위치하고, 정공수용체 및 전자수용체가 혼합된 광활성층을 형성하는 단계, 상기 양극과 상기 광활성층 사이에 위치하고, 정공전달물질을 포함하는 정공전달층을 형성하는 단계, 그리고 상기 양극과 정공전달층 사이 및 상기 정공전달층과 광활성층 사이 중 적어도 하나의 위치에 활성층을 형성하는 단계를 포함한다.According to the method of manufacturing an organic solar cell according to another embodiment of the present invention, forming a cathode and an anode disposed to face each other, formed between the cathode and the anode, to form a photoactive layer mixed with a hole receptor and an electron acceptor Forming a hole transport layer between the anode and the photoactive layer, the hole transport layer comprising a hole transport material, and at least one position between the anode and the hole transport layer and between the hole transport layer and the photoactive layer. Forming an active layer.

상기 활성층을 형성하는 단계는, 티올 화합물을 유기 용매에 용해시켜 활성층 형성용 조성물을 제조하는 단계, 양극 또는 정공전달층과 상기 활성층 형성용 조성물을 반응시키는 단계, 및 상기 양극 또는 정공전달층 상의 상기 활성층 형성용 조성물을 세척 및 건조하는 단계를 포함한다.The forming of the active layer may include preparing a composition for forming an active layer by dissolving a thiol compound in an organic solvent, reacting an anode or a hole transport layer with the composition for forming an active layer, and forming the active layer on the cathode or the hole transport layer. Washing and drying the composition for forming the active layer.

상기 유기 태양 전지의 제조 방법은 상기 침지 공정 전 양극 또는 정공전달층의 표면을 친수화 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing the organic solar cell may further include hydrophilizing the surface of the positive electrode or the hole transport layer before the immersion process.

상기 친수화 처리는 O2 플라즈마 처리법, UV/오존 세척, 산 또는 알칼리 용액을 이용한 표면 세척, 질소 플라즈마 처리법 및 코로나 방전 세척으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 의해 실시될 수 있다.The hydrophilization treatment may be performed by any one selected from the group consisting of O 2 plasma treatment, UV / ozone washing, surface washing with an acid or alkaline solution, nitrogen plasma treatment and corona discharge washing.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 태양 전지를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating an organic solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 유기 태양 전지(100)는 서로 대향 배치되는 음극(160) 및 양극(120), 상기 음극(160) 및 양극(120) 사이에 위치하고, 정공수용체 및 전자수용체가 혼합된 광활성층(140), 상기 양극(120)과 상기 광활성층(140) 사이에 위치하고, 정공전달물질을 포함하는 정공전달층(130), 그리고 상기 양극(120)과 정공전달층(130) 사이 및 상기 정공전달층(130)과 광활성층(140) 사이 중 적어도 하나의 위치에 활성층(170 및 180)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the organic solar cell 100 is positioned between the negative electrode 160 and the positive electrode 120, the negative electrode 160 and the positive electrode 120 which are disposed to face each other, and has a photoreceptor mixed with a hole acceptor and an electron acceptor. A layer 140, a hole transport layer 130 positioned between the anode 120 and the photoactive layer 140 and including a hole transport material, and between the anode 120 and the hole transport layer 130, and The active layers 170 and 180 may be included in at least one position between the hole transport layer 130 and the photoactive layer 140.

상기 음극(160) 및 양극(120)은 기판(110) 위에 위치한다. 상기 기판(110)은 투명성을 갖는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 석영 또는 유리와 같은 투명 무기 기판이거나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌설포네이트(PES), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르설폰(PES) 및 폴리에테르이미드(PEI)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 특히, 상기 투명 플라스틱 기판은 플렉서블(flexible)하면서도 높은 화학적 안정성, 기계적 강도 및 투명도를 가지는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.The cathode 160 and the anode 120 are positioned on the substrate 110. The substrate 110 is not particularly limited as long as it has transparency, and is a transparent inorganic substrate such as quartz or glass, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), Polypropylene (PP), polyimide (PI), polyethylenesulfonate (PES), polyoxymethylene (POM), polyetheretherketone (PEEK), polyethersulfone (PES) and polyetherimide (PEI) Any transparent plastic substrate selected from may be used. In particular, the transparent plastic substrate may be preferably used that is flexible and has high chemical stability, mechanical strength and transparency.

상기 기판(110)은 약 400 내지 750nm의 가시광 파장에서 적어도 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상의 투과율을 갖는 것이 좋다.The substrate 110 may have a transmittance of at least 70% or more, preferably 80% or more at a visible light wavelength of about 400 to 750 nm.

상기 양극(120)은 상기 기판(110)을 통과한 빛이 광활성층(140)에 도달할 수 있도록 하는 경로가 되므로 높은 투명도를 갖는 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 약 4.5eV 이상의 높은 일함수, 낮은 저항을 갖는 전도성 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 양극(120)을 형성하는 양극 형성 물질의 구체적인 예로는 주석도핑 산화인듐(ITO: tin-doped indium oxide), 불소도핑 산화주석(FTO: fluorine-doped tin oxide), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, SnO2-Sb2O3 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 투명산화물, 또는 전도성 고분자, 그라펜(graphene) 박막, 그라펜 산화물(graphene oxide) 박막, 탄소나노튜브 박막과 같은 유기 투명전극, 금속이 결합된 탄소나노튜브 박막과 같은 유-무기 결합 투명전극 등을 사용할 수 있다.Since the anode 120 is a path for light passing through the substrate 110 to reach the photoactive layer 140, it is preferable to use a material having high transparency, and has a high work function of about 4.5 eV or more, It is preferable to use a conductive material having a low resistance. Specific examples of the anode forming material for forming the anode 120 include tin-doped indium oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), ZnO-Ga 2 O 3 , Transparent oxide selected from the group consisting of ZnO-Al 2 O 3 , SnO 2 -Sb 2 O 3, and a combination thereof, conductive polymer, graphene thin film, graphene oxide thin film, carbon nanotube An organic transparent electrode such as a thin film, an organic-inorganic bonded transparent electrode such as a carbon nanotube thin film combined with a metal, or the like may be used.

상기 음극(160)은 일함수가 낮은 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 음극 형성 물질은 구체적으로 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 알루미늄, 은, 주석, 납, 스테인레스 스틸, 구리, 텅스텐 및 실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.The cathode 160 is preferably made of a material having a low work function, and the cathode forming material is specifically magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, aluminum, silver, tin, lead, stainless steel, It may include any one selected from the group consisting of copper, tungsten and silicon.

상기 광활성층(140)은 정공수용체와 전자수용체가 혼합된 벌크 이종 접합 구조를 가진다. 상기 정공수용체는 전기 전도성 고분자 또는 유기 저분자 반도체 물질 등과 같은 유기 반도체로서, 상기 전기 전도성 고분자는 폴리티오펜(polythiphene), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylenevinylene), 폴리플루오렌(polyfulorene), 폴리피롤(polypyrrole), 이들의 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 상기 유기 저분자 반도체 물질은 펜타센(pentacene), 안트라센(anthracene), 테트라센(tetracene), 퍼릴렌(perylene), 올리고티오펜(oligothiphene), 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The photoactive layer 140 has a bulk heterojunction structure in which a hole acceptor and an electron acceptor are mixed. The hole acceptor is an organic semiconductor, such as an electrically conductive polymer or an organic low molecular semiconductor material, and the electrically conductive polymer is polythiphene, polyphenylenevinylene, polyfulorene, polypyrrole. It may be any one selected from the group consisting of copolymers and combinations thereof, the organic low molecular weight semiconductor material is pentacene (pentacene), anthracene (anthracene), tetratrace (tetracene), perylene (perylene), Oligothiophene (oligothiphene), derivatives thereof, and combinations thereof may be any one selected from the group consisting of.

또한, 상기 정공수용체는 바람직하게 폴리-3-헥실티오펜[poly-3-hexylthiophene, P3HT], 폴리-3-옥틸티오펜[poly-3-octylthiophene, P3OT], 폴리파라페닐렌비닐렌[poly-p-phenylenevinylene, PPV], 폴리(디옥틸플루오렌)[poly(9,9'-dioctylfluorene)], 폴리(2-메톡시,5-(2-에틸-헥실옥시)-1,4-페닐렌비닐렌)[poly(2-methoxy,5-(2-ethyle-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene, MEH-PPV], 폴리(2-메틸,5-(3',7'-디메틸옥틸옥시))-1,4-페닐렌비닐렌[poly(2-methyl,5-(3',7'-dimethyloctyloxy))-1,4-phenylene vinylene, MDMOPPV] 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.Further, the hole acceptor is preferably poly-3-hexylthiophene (P3HT), poly-3-octylthiophene (poly-3-octylthiophene, P3OT), polyparaphenylenevinylene [poly -p-phenylenevinylene, PPV], poly (dioctylfluorene) [poly (9,9'-dioctylfluorene)], poly (2-methoxy, 5- (2-ethyl-hexyloxy) -1,4- Phenylenevinylene) [poly (2-methoxy, 5- (2-ethyle-hexyloxy) -1,4-phenylenevinylene, MEH-PPV], poly (2-methyl, 5- (3 ', 7'-dimethyloctyl Oxy))-1,4-phenylenevinylene [poly (2-methyl, 5- (3 ', 7'-dimethyloctyloxy))-1,4-phenylene vinylene, MDMOPPV] and combinations thereof It can be any one.

상기 전자수용체는 풀러렌(fullerene, C60) 또는 풀러렌 유도체, CdS, CdSe, CdTe 및 ZnSe 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 나노 입자일 수 있다. 상기 전자수용체는 바람직하게 (6,6)-페닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르[(6,6)-phenyl-C61-butyric acid methyl ester; PCBM], (6,6)-페닐-C71-부티릭에시드 메틸에스테르[(6,6)-phenyl-C71-butyric acid methyl ester; C70-PCBM], (6,6)-티에닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르[(6,6)-thienyl-C61-butyric acid methyl ester; ThCBM], 탄소나노튜브 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The electron acceptor may be any one nanoparticle selected from the group consisting of fullerenes (C 60 ) or fullerene derivatives, CdS, CdSe, CdTe and ZnSe. The electron acceptor is preferably (6,6) -phenyl -C 61 - butyric rigs Acid methyl ester [(6,6) -phenyl-C 61 -butyric acid methyl ester; PCBM], (6,6) - phenyl -C 71 - butyric rigs Acid methyl ester [(6,6) -phenyl-C 71 -butyric acid methyl ester; C 70 -PCBM], (6,6) - thienyl -C 61 - butyric rigs Acid methyl ester [(6,6) -thienyl-C 61 -butyric acid methyl ester; ThCBM], carbon nanotubes, and combinations thereof.

상기 정공전달층(130)은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT), 폴리(스티렌설포네이트)(PSS), 폴리아닐린, 프탈로시아닌, 펜타센, 폴리디페닐 아세틸렌, 폴리(t-부틸)디페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)디페닐아세틸렌, 구리 프탈로시아닌(Cu-PC) 폴리(비스트리플루오로메틸)아세틸렌, 폴리비스(T-부틸디페닐)아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴) 디페닐아세틸렌, 폴리(카르바졸)디페닐아세틸렌, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐아세틸렌, 폴리피리딘아세틸렌, 폴리메톡시페닐아세틸렌, 폴리메틸페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)페닐아세틸렌, 폴리니트로페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)페닐아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴)페닐아세틸렌, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 정공전달물질을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 PEDOT와 PSS의 혼합물을 포함할 수 있다.The hole transport layer 130 may be poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), poly (styrenesulfonate) (PSS), polyaniline, phthalocyanine, pentacene, polydiphenyl acetylene, poly (t-butyl ) Diphenylacetylene, poly (trifluoromethyl) diphenylacetylene, copper phthalocyanine (Cu-PC) poly (bistrifluoromethyl) acetylene, polybis (T-butyldiphenyl) acetylene, poly (trimethylsilyl) di Phenylacetylene, poly (carbazole) diphenylacetylene, polydiacetylene, polyphenylacetylene, polypyridineacetylene, polymethoxyphenylacetylene, polymethylphenylacetylene, poly (t-butyl) phenylacetylene, polynitrophenylacetylene, poly ( Trifluoromethyl) phenylacetylene, poly (trimethylsilyl) phenylacetylene, derivatives thereof, and combinations thereof, and may include any one of the hole transport materials selected from the group. It may include a mixture of PEDOT and PSS.

상기 광활성층(140)은 상기 정공수용체로서 P3HT와 상기 전자수용체로서 PCBM의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하고, 이때 상기 P3HT와 PCBM의 혼합 중량 비율을 1:0.1 내지 1:2일 수 있다.The photoactive layer 140 is preferably made of a mixture of P3HT as the hole acceptor and PCBM as the electron acceptor, wherein the mixing weight ratio of P3HT and PCBM may be 1: 0.1 to 1: 2.

상기 유기 태양 전지(100)는 상기 음극(160)과 상기 광활성층(140) 사이에 전자전달층(150)을 더 포함할 수 있다. 상기 전자전달층(150)은 리튬플로라이드, 칼슘, 리튬 및 티타늄산화물(titanium oxide) 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 전자전달물질을 포함할 수 있다.The organic solar cell 100 may further include an electron transport layer 150 between the cathode 160 and the photoactive layer 140. The electron transport layer 150 may include any one electron transport material selected from the group consisting of lithium fluoride, calcium, lithium, and titanium oxide.

한편, 상기 유기 태양 전지(100)는 상기 양극(120)과 정공전달층(130) 사이 및 상기 정공전달층(130)과 광활성층(140) 사이 중 적어도 하나의 위치에 활성층(170 및 180)을 포함한다.Meanwhile, the organic solar cell 100 has active layers 170 and 180 at at least one position between the anode 120 and the hole transport layer 130, and between the hole transport layer 130 and the photoactive layer 140. It includes.

상기 활성층(170 및 180)은 양극 또는 정공전달층 표면에 티올 화합물을 반응시켜 형성되며, 양극 또는 정공전달층 표면에 유기황(organosulfur:RS-)이 결합되어 배향된 구조를 나타내게 된다. 상기와 같이 활성층을 형성하여 양극 또는 정공전달층 표면을 소수성으로 개질시킴으로써, 양극과 정공전달층 사이 또는 정공전달층과 광활성층 사이의 쇼트키 배리어를 감소시켜 주입 물성을 향상시키고, 양극 또는 정공전달층의 산화를 방지하여 유기 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있다.The active layers 170 and 180 are formed by reacting a thiol compound on the surface of an anode or a hole transport layer, and an organic sulfur (organosulfur: RS-) is bonded to the surface of an anode or a hole transport layer to show an oriented structure. By forming the active layer as described above to modify the surface of the anode or hole transport layer hydrophobicly, to reduce the Schottky barrier between the anode and the hole transport layer or between the hole transport layer and the photoactive layer to improve the injection properties, anode or hole transport The oxidation of the layer can be prevented to improve the efficiency of the organic solar cell.

또한, 상기 활성층은 산화전극이 형성되는데 있어서 완벽하게 결합을 마치지 못하고 표면에 남게 되는 최외곽 전자를 소모시켜 표면 특성을 개선한다. 즉, 산화전극이 형성되는 데 있어서 최외각 전자가 완벽하게 결합을 마치지 못하고 표면에 남게 되면, 상기 전자들은 표면 특성에 영향을 주게 되며 전하 주입 및 그 위에 형성되는 유기물의 배열을 저하시키는 등의 영향을 끼치게 된다. 종래에는 이러한 현상을 최소화시키기 위해서 표면처리 및 어닐링(annealing) 등의 공정을 거쳐 결합되지 못한 전자들을 결합시키는 공정을 수행하나, 상기 활성층을 적용하는 경우 이러한 추가 공정이 불필요하다.In addition, the active layer improves surface properties by consuming the outermost electrons remaining on the surface without being completely bonded in forming an anode. That is, when the outermost electrons are not completely bonded and remain on the surface in the formation of the anode, the electrons affect the surface characteristics, and the effects of the charge injection and the arrangement of organic materials formed thereon are affected. Will cause. Conventionally, in order to minimize such a phenomenon, a process of bonding electrons that are not bonded through a process such as surface treatment and annealing is performed, but such an additional process is unnecessary when the active layer is applied.

상기 티올 화합물은 소수성을 나타내는 R 부분과, 양극 또는 정공전달층 표면과 반응하는 티올기를 포함하는 화합물로서, 구체적으로 하기 화학식 1의 화합물을 사용할 수 있다:The thiol compound is a compound including an R moiety showing hydrophobicity and a thiol group reacting with a surface of an anode or a hole transport layer, and specifically, a compound of Formula 1 may be used:

[화학식 1][Formula 1]

R-SHR-SH

상기 식에서, 상기 R은 탄소수 6 내지 30의 아릴기 및 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기이며, 상기 R은 할로겐 원자, 하이드록시기, 카르복시기, 시아노기, 니트로기, 아민기, 티오기, 나이트릴기, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 1 내지 4의 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 작용기를 가진다.In the above formula, R is an aryl group having 6 to 30 carbon atoms and a heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms, and R is a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an amine group, a thio group, a nitrile group It has any one functional group selected from the group which consists of a C1-C4 alkyl group and a C1-C4 alkoxy group.

상기 R은 구체적으로 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조아이소티아졸릴, 벤조티오페닐, 벤조피라지닐, 벤조트라이아졸릴, 벤조[1,4]다이옥사닐, 벤조퓨라닐, 9H-a-카볼리닐, 시놀리닐, 퓨라닐, 퓨로[2,3-b]피리디닐, 이미다졸릴, 이미다졸리디닐, 이미다조피리디닐, 아이속사졸릴, 아이소티아졸릴, 아이소퀴놀리닐, 인돌릴, 인다졸릴, 인돌리지닐, 나프티리디닐, 옥사졸릴, 옥소티아다이아졸릴, 옥사다이아졸릴, 프탈라지닐, 피리딜, 피롤릴, 푸리닐, 프테리디닐, 페나지닐, 피라졸릴, 피라졸로피리미디닐, 피롤리지닐, 피리다질, 피라지닐, 피리미딜, 4-옥소-1,2-다이하이드로-4H-피롤로[3,2,1-ij]-퀴놀린-4-일, 퀴녹살리닐, 퀴녹사졸리닐, 퀴놀리닐, 퀴놀리지닐, 티오페닐, 트라이아졸릴, 트라이아지닐, 테트라졸로피리미디닐, 트라이아졸로피리미디닐, 테트라졸릴, 티아졸릴, 티아졸리디닐 및 이들의 치환된 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.R is specifically benzoimidazolyl, benzothiazolyl, benzoisothiazolyl, benzothiophenyl, benzopyrazinyl, benzotriazolyl, benzo [1,4] dioxanyl, benzofuranyl, 9H-a- Carbolinyl, cynolinyl, furanyl, furo [2,3-b] pyridinyl, imidazolyl, imidazolidinyl, imidazopyridinyl, isoxazolyl, isothiazolyl, isoquinolinyl, Indolyl, indazolyl, indolinyl, naphthyridinyl, oxazolyl, oxothiadiazolyl, oxdiazolyl, phthalazinyl, pyridyl, pyrrolyl, furinyl, pterridinyl, phenazinyl, pyrazolyl, pyrazol Zolopyrimidinyl, pyrrolidinyl, pyridazyl, pyrazinyl, pyrimidyl, 4-oxo-1,2-dihydro-4H-pyrrolo [3,2,1-ij] -quinolin-4-yl, quinox Salinyl, quinoxazolinyl, quinolinyl, quinolininyl, thiophenyl, triazolyl, triazinyl, tetrazolopyrimidinyl, triazolopyrimidinyl, tetrazole , Thiazolyl, but may be any one selected from the group consisting of thiazolidinyl, and substituted derivatives thereof, but the invention is not limited to this.

상기 티올 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식 2의 화합물을 들 수 있다:Specific examples of the thiol compound include a compound represented by the following Chemical Formula 2:

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 활성층(170 및 180)의 두께는 0.1 내지 100nm일 수 있다. 상기 활성층 (170)의 두께가 상기 범위 내인 경우 정공의 이동 속도를 향상시키면서도 외부로부터 산소와 수분이 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 상기 활성층(170)의 두께가 100nm를 초과하는 경우 분자의 거대화로 인해 표면 균일성이 저하될 수 있다.The active layers 170 and 180 may have a thickness of about 0.1 nm to about 100 nm. When the thickness of the active layer 170 is within the above range, it is possible to effectively prevent the penetration of oxygen and moisture from the outside while improving the movement speed of the holes. In particular, when the thickness of the active layer 170 exceeds 100nm, the surface uniformity may be reduced due to the enlarging of molecules.

또한, 상기 활성층(170 및 180)은 0.5 내지 60dyne/cm의 표면장력을 나타낼 수 있다. 상기 표면장력은 소수성 부분에 따라 결정되는데 표면장력이 상기 범위 내인 경우 적절한 소수성 특성을 얻을 수 있어 쇼트키 배리어 감소 효과가 최대화될 수 있다.In addition, the active layers 170 and 180 may exhibit a surface tension of 0.5 to 60 dyne / cm. The surface tension is determined according to the hydrophobic portion. When the surface tension is within the above range, appropriate hydrophobic properties can be obtained, thereby maximizing a Schottky barrier reduction effect.

도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기 태양 전지의 제조 방법을 도시한 공정도로, 상기 유기 태양 전지는 양극과 정공전달층 사이 및 정공전달층과 광활성층 사이에 활성층을 포함한다. 이하, 상기 도 2를 참조하여 상기 유기 태양 전지(100)의 제조 방법을 설명한다. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an organic solar cell according to another embodiment of the present invention, wherein the organic solar cell includes an active layer between an anode and a hole transport layer and between a hole transport layer and a photoactive layer. Hereinafter, a method of manufacturing the organic solar cell 100 will be described with reference to FIG. 2.

상기 양극(120)은 상기 기판(110)의 일면에 상기 양극 형성 물질을 열 기상 증착, 전자 빔 증착, RF 또는 마그네트론 스퍼터링, 화학적 증착 또는 이와 유사한 방법을 통하여 일정한 패턴을 가지도록 형성할 수 있다(S10). 선택적으로 상기 양극(120) 형성 후 O2 플라즈마 처리법, UV/오존 세척, 산 또는 알칼리 용액을 이용한 표면 세척, 질소 플라즈마 처리법 및 코로나 방전 세척으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 이용하여 상기 기판(110)의 표면을 처리할 수 있다.The anode 120 may be formed to have a predetermined pattern on one surface of the substrate 110 by thermal vapor deposition, electron beam deposition, RF or magnetron sputtering, chemical vapor deposition, or a similar method ( S10). Optionally, after forming the anode 120, the substrate 110 may be formed using any one selected from the group consisting of O 2 plasma treatment, UV / ozone cleaning, surface cleaning using an acid or alkali solution, nitrogen plasma treatment, and corona discharge cleaning. ) Surface can be treated.

다음으로, 상기 양극(120) 위에 상기 활성층(170)을 형성한다(S20). 상기 활성층(170)은 상기 티올 화합물을 유기 용매에 용해시켜 활성층 형성용 조성물을 제조하는 단계(S21), 상기 양극을 상기 활성층 형성용 조성물과 반응시키는 단계(S22), 및 상기 양극 상의 상기 활성층 형성용 조성물을 건조하는 단계 (S23)를 통하여 제조할 수 있다.Next, the active layer 170 is formed on the anode 120 (S20). The active layer 170 is prepared by dissolving the thiol compound in an organic solvent to prepare a composition for forming an active layer (S21), reacting the anode with the composition for forming an active layer (S22), and forming the active layer on the anode. It can be prepared through the step (S23) for drying the composition.

상기 활성층 형성용 조성물을 제조하는 단계(S21)에서, 상기 활성층 형성용 조성물은 상기 티올 화합물을 유기 용매에 용해시킴으로써 제조할 수 있다. 상기 유기 용매로는 알코올계 유기 용매를 사용할 수 있고, 상기 알코올계 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In the step of preparing the active layer forming composition (S21), the active layer forming composition may be prepared by dissolving the thiol compound in an organic solvent. An alcohol-based organic solvent may be used as the organic solvent, and any one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, and mixtures thereof may be used as the alcohol-based organic solvent. It is not limited to this.

상기 티올 화합물은 앞서 설명한 바와 동일하며, 상기 티올 화합물은 활성층 형성용 조성물 중에 1mmol/L 내지 10mol/L의 농도로 포함될 수 있다. 티올 화합물의 농도는 형성되는 활성층의 두께를 결정하는데, 티올 화합물이 상기 범위내의 농도로 포함될 때 적절한 두께의 활성층을 형성할 수 있다.The thiol compound is the same as described above, the thiol compound may be included in a concentration of 1 mmol / L to 10 mol / L in the active layer forming composition. The concentration of the thiol compound determines the thickness of the active layer formed, which can form an active layer of a suitable thickness when the thiol compound is included at a concentration within the above range.

상기 양극과 상기 활성층 형성용 조성물을 반응시키는 단계(S22)는 상기 양극을 상기 활성층 형성용 조성물에 침지시켜 이루어질 수 있고, 상기 활성층 형성용 조성물을 상기 양극에 도포하거나 기상 반응(vapor reaction)을 이용할 수도 있다.The step of reacting the positive electrode and the active layer forming composition (S22) may be performed by immersing the positive electrode in the active layer forming composition, and applying the active layer forming composition to the positive electrode or using a vapor reaction (vapor reaction). It may be.

상기 양극을 활성층 형성용 조성물에 침지시키는 경우 침지 시간 및 침지 횟수에 따라 양극 위에 형성되는 활성층의 두께를 조절할 수 있으며, 최종 형성되는 활성층이 0.1 내지 100nm 의 두께를 갖도록 하는 범위로 실시하는 것이 바람직하다. 일 예로 상기 침지는 20 내지 40℃에서 진행될 수 있다. 즉, 상기 침지는 상기 활성층 형성용 조성물의 유기 용매가 증발하지 않는 끊는점(BP) 내에서 이루어질 수 있다. When the positive electrode is immersed in the composition for forming an active layer, it is possible to adjust the thickness of the active layer formed on the positive electrode according to the immersion time and the number of immersion, it is preferable to carry out in a range such that the final active layer has a thickness of 0.1 to 100nm. . For example, the immersion may be performed at 20 to 40 ° C. That is, the immersion may be made at a break point (BP) at which the organic solvent of the composition for forming the active layer does not evaporate.

또한, 선택적으로 표면상의 불순물을 제거하고, 산소종 폭격(oxygen species bombardment)을 형성하여 표면을 활성화함으로써 활성층 형성 효율을 높이고, 층간 접착력을 강화시키기 위해, 양극 침지전 양극 표면에 대해 친수화 처리를 실시할 수 있다. 상기 친수화 처리는 O2 플라즈마 처리법, UV/오존 세척, 산 또는 알칼리 용액을 이용한 표면 세척법, 질소 플라즈마 처리법, 코로나 방전 세척 등에 의해 실시될 수 있다. 상기 O2 플라즈마 처리법에 의해 친수화 처리를 하는 경우 O2 플라즈마 처리는 30 초 이내로 실시하는 것이 표면의 손상을 방지할 수 있어 바람직하다.In addition, hydrophilization treatment is performed on the surface of the anode prior to anode immersion to improve the active layer formation efficiency and enhance interlayer adhesion by selectively removing impurities on the surface, forming an oxygen species bombardment to activate the surface. It can be carried out. The hydrophilization treatment may be carried out by O 2 plasma treatment, UV / ozone washing, surface washing with an acid or alkaline solution, nitrogen plasma treatment, corona discharge washing and the like. In the case of performing the hydrophilization treatment by the O 2 plasma treatment method, it is preferable that the O 2 plasma treatment be performed within 30 seconds to prevent damage to the surface.

상기 양극 상의 활성층 형성용 조성물에 대한 세척 및 건조 단계(S22)에서, 상기 세척 공정은 활성층 형성용 조성물 중의 유기용매를 제거하기 위한 것으로, 헥산, 에탄올 또는 이소프로판올 등을 사용하여 실시할 수 있으며, 상기 건조 공정은 양극을 회전시키거나 건조한 공기나 질소 등을 공급하여 표면을 건조시킬 수 있다. In the washing and drying step (S22) for the composition for forming the active layer on the positive electrode, the washing process is to remove the organic solvent in the composition for forming the active layer, and may be performed using hexane, ethanol or isopropanol, and the like. In the drying process, the surface may be dried by rotating the anode or supplying dry air or nitrogen.

다음으로, 상기 활성층(170) 위에 정공전달층(130)을 형성한다(S30). 상기 정공전달층(130)은 상기 정공전달물질을 스프레잉, 스핀 코팅, 딥핑, 프린팅, 닥터블레이딩 또는 스퍼터링 등의 방법으로 코팅하거나, 또는 전기영동법으로 형성할 수 있다. 상기 정공전달층(130)의 두께는 바람직하게 5 내지 2000 nm일 수 있다.Next, a hole transport layer 130 is formed on the active layer 170 (S30). The hole transport layer 130 may be coated by the method of spraying, spin coating, dipping, printing, doctor blading or sputtering, or may be formed by electrophoresis. The thickness of the hole transport layer 130 may be preferably 5 to 2000 nm.

다음으로, 상기 정공전달층(130) 위에 활성층(180)을 형성한다(S40). 상기 활성층 형성 공정은 양극 대신 정공전달층을 활성층 형성용 조성물에 함침시키는 것을 제외하고는 앞서 설명한 활성층(170) 형성 단계(S20)에서와 동일한 방법으로 실시함으로써 활성층(180)을 형성할 수 있다.Next, the active layer 180 is formed on the hole transport layer 130 (S40). The active layer forming process may form the active layer 180 by performing the same method as in the active layer 170 forming step (S20) described above, except that the hole transport layer is impregnated into the active layer forming composition instead of the anode.

다음으로, 상기 활성층(180) 위에 상기 광활성층(140)을 형성한다(S50). 상기 광활성층(140)은 상기 전자수용체와 상기 정공수용체를 용매로 용해시켜 제조된 혼합물을 스프레잉, 스핀 코팅, 딥핑, 프린팅, 닥터블레이딩 또는 스퍼터링 등의 방법으로 코팅하거나, 또는 전기영동법으로 형성할 수 있다. 상기 광활성층(140)의 두께는 바람직하게 5 내지 2000nm일 수 있다. Next, the photoactive layer 140 is formed on the active layer 180 (S50). The photoactive layer 140 is coated by a method such as spraying, spin coating, dipping, printing, doctor blading or sputtering a mixture prepared by dissolving the electron acceptor and the hole receptor in a solvent, or formed by electrophoresis can do. The photoactive layer 140 may have a thickness of about 5 nm to about 2000 nm.

상기 광활성층(140)은 25 내지 150℃에서 5 내지 145분 동안 건조 공정 및 열처리 공정 통하여 제조할 수 있다. 상기 건조 공정과 열처리 공정의 적절한 조절에 의하여 상기 전자수용체와 상기 정공수용체 사이에 적절한 상분리를 유도할 수 있고, 상기 전자수용체의 배향을 유도할 수 있다. The photoactive layer 140 may be manufactured through a drying process and a heat treatment process for 5 to 145 minutes at 25 to 150 ℃. By appropriately adjusting the drying process and the heat treatment process, it is possible to induce proper phase separation between the electron acceptor and the hole acceptor, and to induce orientation of the electron acceptor.

상기 열처리 공정은 70 내지 150℃에서 5 내지 20분 동안 이루어질 수 있는데, 온도가 70℃ 미만인 경우 상기 전자수용체 및 상기 정공수용체의 이동도가 낮아서 열처리 효과가 미미할 수 있고, 상기 열처리 온도가 150℃를 초과하는 경우 상기 전자수용체의 열화로 인하여 성능이 저하될 수 있다. 또한, 상기 열처리 시간이 5분 미만인 경우 상기 전자수용체 및 상기 정공수용체의 이동도가 낮아서 열처리 효과가 미미할 수 있고, 상기 열처리 시간이 20분을 초과하는 경우 상기 전자수용체의 열화로 인하여 성능이 저하될 수 있다.The heat treatment may be performed at 70 to 150 ° C. for 5 to 20 minutes. When the temperature is less than 70 ° C., the mobility of the electron acceptor and the hole acceptor may be low, so the heat treatment effect may be insignificant, and the heat treatment temperature may be 150 ° C. If exceeded, performance may decrease due to deterioration of the electron acceptor. In addition, when the heat treatment time is less than 5 minutes, the mobility of the electron acceptor and the hole acceptor is low, so the heat treatment effect may be insignificant, and when the heat treatment time exceeds 20 minutes, performance may decrease due to deterioration of the electron acceptor. Can be.

선택적으로 상기 광활성층(140) 위에 상기 전자전달층(150)을 형성할 수 있다(S60). 상기 전자전달층(150)은 상기 전자전달물질을 스프레잉, 스핀 코팅, 딥핑, 프린팅, 닥터블레이딩 또는 스퍼터링 등의 방법으로 코팅하거나, 또는 전기영동법으로 형성할 수 있다. 상기 전자전달층(150)의 두께는 바람직하게 5 내지 2000nm일 수 있다.Optionally, the electron transport layer 150 may be formed on the photoactive layer 140 (S60). The electron transport layer 150 may be coated by the method of spraying, spin coating, dipping, printing, doctor blading or sputtering, or may be formed by electrophoresis. The thickness of the electron transport layer 150 may be preferably 5 to 2000nm.

마지막으로, 상기 음극(160)은 상기 광활성층(140) 또는 상기 전자전달층(150) 위에 상기 음극 형성 물질을 열 기상 증착, 전자 빔 증착, RF 또는 마그네트론 스퍼터링, 화학적 증착 또는 이와 유사한 방법을 통하여 형성할 수 있다(S70).Finally, the cathode 160 is formed by thermal vapor deposition, electron beam deposition, RF or magnetron sputtering, chemical vapor deposition, or the like on the photoactive layer 140 or the electron transport layer 150. It may be formed (S70).

이하, 상기 유기 태양 전지(100)의 동작에 대하여 간단하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the organic solar cell 100 will be described briefly.

외부 광원으로부터 빛은 상기 양극(120)으로부터 상기 광활성층(140)에 입사된다. 상기 기판(110), 상기 양극(120) 및 상기 정공전달층(130)은 모두 투명하기 때문에 빛은 이들을 통과하여 상기 광활성층(140)으로 입사될 수 있다.Light from an external light source is incident on the photoactive layer 140 from the anode 120. Since the substrate 110, the anode 120, and the hole transport layer 130 are all transparent, light may pass through them and be incident to the photoactive layer 140.

상기 입사된 빛을 이루는 광자는 상기 광활성층(140)의 전자수용체에 존재하는 가전자대의 전자와 충돌한다. 가전자대의 전자는 충돌한 광자로부터 광자의 파장에 해당하는 에너지를 받아 전도대로 도약하게 된다. 가전자대의 전자가 전도대로 도약함에 따라 가전자대에는 정공이 남게 된다. Photons constituting the incident light collide with electrons in the valence band present in the electron acceptor of the photoactive layer 140. Electrons in the valence band receive energy corresponding to the wavelength of the photons from the collided photons and leap to the conduction band. As electrons in the valence band leap into the conduction band, holes remain in the valence band.

상기 전자수용체에 남겨진 정공은 상기 정공전달층(130)을 지나 상기 양극(120)으로 이동하게 되고, 전도대의 전자는 상기 전자전달층(150)을 지나 상기 음극(160)으로 이동하게 된다. 각 전극으로 이동된 전자와 정공에 의해 상기 유기 태양 전지(100)는 기전력을 갖게 되어 전원으로 동작하게 된다.The holes left in the electron acceptor move through the hole transport layer 130 to the anode 120, and electrons in the conduction band move through the electron transport layer 150 to the cathode 160. The organic solar cell 100 has electromotive force by the electrons and holes moved to each electrode to operate as a power source.

이때, 상기 활성층(170 및 180)은 양극과 정공전달층 사이 또는 정공전달층과 광활성층 사이의 unmatched dangling을 소모하여 쇼트키 배리어를 감소시켜 주입 물성을 향상시키고, 산화를 방지함으로써 유기 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있다.In this case, the active layers 170 and 180 consume unmatched dangling between the anode and the hole transport layer or between the hole transport layer and the photoactive layer to reduce the Schottky barrier to improve the injection properties and to prevent oxidation, thereby preventing the oxidation of the organic solar cell. The efficiency can be improved.

본 발명에 따른 유기 태양 전지는, 양극과 정공전달층 사이 또는 정공전달층과 광활성층 사이의 unmatched dangling을 소모하여 쇼트키 배리어를 감소시켜 주입 물성을 향상시키고, 산화를 방지함으로써 유기 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있다.The organic solar cell according to the present invention reduces the Schottky barrier by consuming unmatched dangling between the anode and the hole transport layer or between the hole transport layer and the photoactive layer, thereby improving the injection properties and preventing oxidation, thereby improving the efficiency of the organic solar cell. Can improve.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 태양 전지를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기 태양 전지의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
1 is a perspective view illustrating an organic solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a process chart showing a method of manufacturing an organic solar cell according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

[제조예] 유기 태양 전지의 제조Preparation Example Production of Organic Solar Cell

(실시예 1)(Example 1)

투명 전극이 패턴화된 ITO 기판을 초음파 세척기로 세척하고, 열풍 건조기를 이용하여 건조시 양극을 제조하고, 제조된 양극에 대해 250-150W로 10초간 O2 플라즈마 처리하여 표면을 친수화하였다. The transparent electrode patterned ITO substrate was washed with an ultrasonic cleaner, a cathode was prepared by drying using a hot air dryer, and the surface was hydrophilized by O 2 plasma treatment at 250-150W for 10 seconds with respect to the prepared anode.

한편, 5-니트로-1H-벤조[d]이미다졸-2-티올을 에탄올에 1mmol의 농도로 용해시켜 활성층 형성용 조성물을 제조하고, 상기 조성물에 앞서 준비한 친수화된 양극을 10분 동안 침지하였다. 침지된 양극을 꺼내어 에탄올로 세척한 후, 건조하여 활성층을 형성하였다. Meanwhile, 5-nitro-1H-benzo [d] imidazole-2-thiol was dissolved in ethanol at a concentration of 1 mmol to prepare a composition for forming an active layer, and the hydrophilized positive electrode prepared before the composition was immersed for 10 minutes. . The immersed positive electrode was taken out, washed with ethanol, and dried to form an active layer.

PEDOT:PSS[Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate)]를 상기 활성층 위에 4000rpm의 속도로 30초간 스핀 코팅을 하였다. 이 코팅된 소자를 질소 분위기 상태의 120℃ 핫플레이트 위에서 25분 정도 건조하여 정공전달층을 형성하였다. PEDOT: PSS [Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonate)] was spin coated on the active layer for 30 seconds at a speed of 4000 rpm. The coated device was dried for about 25 minutes on a 120 ° C. hot plate in a nitrogen atmosphere to form a hole transport layer.

상기 정공전달층을, 5-니트로-1H-벤조[d]이미다졸-2-티올을 에탄올에 1mmol의 농도로 용해시켜 제조한 활성층 형성용 조성물에 10분 동안 침지한 후 세척 건조하여 활성층을 형성하였다. The hole transport layer was immersed in an active layer-forming composition prepared by dissolving 5-nitro-1H-benzo [d] imidazole-2-thiol at a concentration of 1 mmol in ethanol for 10 minutes and then washed and dried to form an active layer. It was.

상기 활성층이 형성된 기판 위에 P3HT:PCBM 블렌드 용액을 800rpm에서 30초간 스핀 코팅하였다. 이때 상기 P3HT:PCBM 블렌드 용액은 클로로벤젠 용매에 상기 블렌드 용액 전체 중량에 대하여 P3HT와 PCBM을 각각 25g/L 및 20g/L로 녹이고, 교반 자석과 볼텍서를 이용하여 40℃ 이상에서 12시간 이상 혼합하여 제조하였다. 상기 P3HT:PCBM 블렌드 박막을 형성한 후 박막에 남아있는 용매를 제거하고, 활성층 고분자의 결정 구조를 만들기 위해서 상온의 질소 분위기에서 1시간 이상 건조와 15분 정도의 열처리를 진행하여 광활성층을 제조하였다. The P3HT: PCBM blend solution was spin-coated at 800 rpm for 30 seconds on the substrate on which the active layer was formed. At this time, the P3HT: PCBM blend solution is dissolved in the chlorobenzene solvent P3HT and PCBM with respect to the total weight of the blend solution at 25g / L and 20g / L, respectively, and mixed for 12 hours at 40 ℃ or more using a stirring magnet and vortex Prepared. After forming the P3HT: PCBM blend thin film, the solvent remaining in the thin film was removed, and a photoactive layer was prepared by drying for 1 hour or more and heating for 15 minutes in a nitrogen atmosphere at room temperature to form a crystal structure of the active layer polymer. .

상기 열처리가 완료된 이후, 진공 열 증착을 통해 LiF와 Al을 증착하여 유기 태양 전지를 제작하였다.
After the heat treatment is completed, LiF and Al were deposited by vacuum thermal evaporation to fabricate an organic solar cell.

(실시예 2)(Example 2)

양극 표면에 대해서만 활성층을 형성하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 유기 태양 전지를 제작하였다.
An organic solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the active layer was formed only on the surface of the anode.

(실시예 3)(Example 3)

정공전달층 표면에 대해서만 활성층을 형성하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 유기 태양 전지를 제작하였다.
An organic solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the active layer was formed only on the surface of the hole transport layer.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

활성층을 형성하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 유기 태양 전지를 제작하였다.
An organic solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the active layer was not formed.

[실험예 1] Experimental Example 1

제조된 유기 태양 전지의 성능 측정Performance Measurement of Manufactured Organic Solar Cells

상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 유기 태양 전지를 태양모사장치(solar simulator, Newport사 66984)를 이용하여 전류-전압 특성을 측정하였다. 상기 태양 모사장치는 300W 제논램프(Newport사 6258)와 AM1.5G 필터(Newport사 81088A)를 사용하였고, 빛의 세기는 100mW/cm2로 설정하였다.The organic solar cells prepared in Examples and Comparative Examples were measured for current-voltage characteristics using a solar simulator (Newport 66984). The solar beam was used 300W xenon lamp (Newport 6258) and AM1.5G filter (Newport 81088A), the light intensity was set to 100mW / cm 2 .

측정결과, 실시예 1 내지 3에서 제조된 유기 태양 전지가 비교예 1에서 제조된 유기 태양 전지에 비해 현저히 높은 에너지 변환 효율, 단락 전류 밀도 및 개방회로전압을 나타내었다. 이는 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 유기 태양 전지는 양극과 정공전달층 사이, 정공전달층과 광활성층 사이 또는 둘 모두의 위치에 활성층을 포함함으로써 양극과 정공전달층 사이 또는 정공전달층과 광활성층 사이의 unmatched dangling을 소모하여 쇼트키 배리어를 감소시켜 주입 물성을 향상되고, 산화를 방지했기 때문인 것으로 생각된다.As a result, the organic solar cells prepared in Examples 1 to 3 showed significantly higher energy conversion efficiency, short circuit current density, and open circuit voltage than the organic solar cells prepared in Comparative Example 1. This is because the organic solar cells prepared in Examples 1 to 3 include an active layer at a position between the anode and the hole transport layer, between the hole transport layer and the photoactive layer, or both, so that the anode and the hole transport layer or between the hole transport layer and the photoactive layer are active. It is believed that this is due to the consumption of unmatched dangling between the layers, reducing the Schottky barrier to improve the implant properties and to prevent oxidation.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

100 : 유기 태양 전지
110 : 기판 120 : 양극
130 : 정공전달층 140 : 광활성층
150 : 전자전달층 160 : 음극
170, 180 : 활성층
100: organic solar cell
110 substrate 120 anode
130: hole transport layer 140: photoactive layer
150: electron transport layer 160: cathode
170, 180: active layer

Claims (9)

서로 대향 배치되는 음극 및 양극,
상기 음극과 양극 사이에 위치하고, 정공수용체 및 전자수용체가 혼합된 광활성층,
상기 양극과 상기 광활성층 사이에 위치하고, 정공전달물질을 포함하는 정공전달층, 그리고
상기 양극과 정공전달층 사이 및 상기 정공전달층과 광활성층 사이 중 적어도 하나의 위치에, 상기 양극 또는 정공전달층 표면과 티올 화합물을 반응시켜 형성되는 활성층을 포함하는 유기 태양 전지.
A cathode and an anode disposed opposite to each other,
Located between the cathode and the anode, a photoactive layer mixed with a hole acceptor and an electron acceptor,
A hole transport layer located between the anode and the photoactive layer and comprising a hole transport material, and
An organic solar cell comprising an active layer formed by reacting a surface of the anode or hole transport layer with a thiol compound at at least one position between the anode and the hole transport layer and between the hole transport layer and the photoactive layer.
제1항에 있어서,
상기 티올 화합물은 하기 화학식 1의 화합물인 유기 태양 전지:
[화학식 1]
R-SH
상기 식에서, 상기 R은 탄소수 6 내지 30의 아릴기 및 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며,
상기 R은 할로겐 원자, 하이드록시기, 카르복시기, 시아노기, 니트로기, 아민기, 티오기, 나이트릴기, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 및 탄소수 1 내지 4의 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 작용기를 가진다.
The method of claim 1,
The thiol compound is an organic solar cell that is a compound of Formula 1:
[Formula 1]
R-SH
In the above formula, R is any one selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 30 carbon atoms and a heteroaryl group having 3 to 30 carbon atoms,
R is a functional group selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an amine group, a thio group, a nitrile group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms Has
제2항에 있어서,
상기 R은 벤조이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조아이소티아졸릴, 벤조티오페닐, 벤조피라지닐, 벤조트라이아졸릴, 벤조[1,4]다이옥사닐, 벤조퓨라닐, 9H-a-카볼리닐, 시놀리닐, 퓨라닐, 퓨로[2,3-b]피리디닐, 이미다졸릴, 이미다졸리디닐, 이미다조피리디닐, 아이속사졸릴, 아이소티아졸릴, 아이소퀴놀리닐, 인돌릴, 인다졸릴, 인돌리지닐, 나프티리디닐, 옥사졸릴, 옥소티아다이아졸릴, 옥사다이아졸릴, 프탈라지닐, 피리딜, 피롤릴, 푸리닐, 프테리디닐, 페나지닐, 피라졸릴, 피라졸로피리미디닐, 피롤리지닐, 피리다질, 피라지닐, 피리미딜, 4-옥소-1,2-다이하이드로-4H-피롤로[3,2,1-ij]-퀴놀린-4-일, 퀴녹살리닐, 퀴녹사졸리닐, 퀴놀리닐, 퀴놀리지닐, 티오페닐, 트라이아졸릴, 트라이아지닐, 테트라졸로피리미디닐, 트라이아졸로피리미디닐, 테트라졸릴, 티아졸릴, 티아졸리디닐 및 이들의 치환된 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 유기 태양 전지.
The method of claim 2,
R is benzoimidazolyl, benzothiazolyl, benzoisothiazolyl, benzothiophenyl, benzopyrazinyl, benzotriazolyl, benzo [1,4] dioxanyl, benzofuranyl, 9H-a-caboli Neil, cynolinyl, furanyl, furo [2,3-b] pyridinyl, imidazolyl, imidazolidinyl, imidazopyridinyl, isoxazolyl, isozozolyl, isoquinolinyl, indolyl , Indazolyl, indolinyl, naphthyridinyl, oxazolyl, oxothiadiazolyl, oxdiazolyl, phthalazinyl, pyridyl, pyrrolyl, furinyl, pteridinyl, phenazinyl, pyrazolyl, pyrazolopyripy Midinyl, pyrrolidinyl, pyridazyl, pyrazinyl, pyrimidyl, 4-oxo-1,2-dihydro-4H-pyrrolo [3,2,1-ij] -quinolin-4-yl, quinoxalinyl , Quinoxazolinyl, quinolinyl, quinolinzyl, thiophenyl, triazolyl, triazinyl, tetrazopyrimidinyl, triazolopyrimidinyl, tetrazolyl, thiazolyl, An organic solar cell, which is any one selected from the group consisting of thiazolidinyl and substituted derivatives thereof.
제2항에 있어서,
상기 티올 화합물은 하기 화학식 2의 화합물인 유기 태양 전지:
[화학식 2]
Figure pat00003
The method of claim 2,
The thiol compound is an organic solar cell which is a compound of Formula 2:
(2)
Figure pat00003
제1항에 있어서,
상기 활성층은 두께가 0.1 내지 100nm인 유기 태양 전지.
The method of claim 1,
The active layer is an organic solar cell having a thickness of 0.1 to 100nm.
제1항에 있어서,
상기 활성층은 0.5 내지 60dyne/cm의 표면장력을 갖는 것인 유기 태양 전지.
The method of claim 1,
The active layer is an organic solar cell having a surface tension of 0.5 to 60 dyne / cm.
서로 대향 배치되는 음극 및 양극을 형성하는 단계,
상기 음극과 양극 사이에 위치하고, 정공수용체 및 전자수용체가 혼합된 광활성층을 형성하는 단계,
상기 양극과 상기 광활성층 사이에 위치하고, 정공전달물질을 포함하는 정공전달층을 형성하는 단계, 그리고
상기 양극과 정공전달층 사이 및 상기 정공전달층과 광활성층 사이 중 적어도 하나의 위치에 활성층을 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 활성층을 형성하는 단계는
티올 화합물을 유기 용매에 용해시켜 활성층 형성용 조성물을 제조하는 단계,
양극 또는 정공전달층과 상기 활성층 형성용 조성물을 반응시키는 단계, 및
상기 양극 또는 정공전달층 상의 상기 활성층 형성용 조성물을 세척 및 건조하는 단계
를 포함하는 것인 유기 태양 전지의 제조 방법.
Forming a cathode and an anode disposed to face each other,
Forming a photoactive layer between the cathode and the anode, the hole acceptor and the electron acceptor being mixed;
Forming a hole transport layer between the anode and the photoactive layer, the hole transport layer comprising a hole transport material; and
Forming an active layer at at least one position between the anode and the hole transport layer and between the hole transport layer and the photoactive layer.
Including;
Forming the active layer
Dissolving a thiol compound in an organic solvent to prepare a composition for forming an active layer,
Reacting the positive electrode or the hole transport layer with the composition for forming the active layer, and
Washing and drying the active layer forming composition on the anode or the hole transport layer
Method for producing an organic solar cell comprising a.
제7항에 있어서,
상기 침지 공정 전, 양극 또는 정공전달층의 표면을 친수화 처리하는 단계를 더 포함하는 유기 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The method of manufacturing an organic solar cell further comprising the step of hydrophilizing the surface of the positive electrode or the hole transport layer before the immersion process.
제8항에 있어서,
상기 친수화 처리가 O2 플라즈마 처리법, UV/오존 세척, 산 또는 알칼리 용액을 이용한 표면 세척, 질소 플라즈마 처리법 및 코로나 방전 세척으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 의해 실시되는 것인 유기 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 8,
Preparation of the organic solar cell, wherein the hydrophilization treatment is carried out by any one selected from the group consisting of O 2 plasma treatment, UV / ozone washing, surface washing with acid or alkaline solution, nitrogen plasma treatment and corona discharge washing Way.
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