KR20180000544A - 광활성층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 유기 태양전지 - Google Patents

광활성층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 유기 태양전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광활성층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 유기 태양전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 태양전지를 구성하는 도너, 어셉터 및 용매를 포함하는 광활성층 형성용 조성물에 있어서, 이때 상기 용매는 2종 이상의 비할로겐 용매를 포함하는 광활성층 형성용 조성물에 관한 것이다.
상기 광활성층 형성용 조성물은 비할로겐 용매를 포함하여 인체 및 환경에 무해할 뿐 아니라 유기 태양전지에 도입시 우수한 성능 및 효율을 가질 수 있으며 코팅을 통한 롤투롤 연속 공정에 적용하여 유기 태양전지의 생산성 및 생산 효율을 개선할 수 있다.

Description

광활성층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 유기 태양전지{COMPOSITION FOR FORMING PHOTOACTIVE LAYER AND ORGANIC PHOTOVOLTAICS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 비할로겐 용매를 포함하는 광활성층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 유기 태양전지에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로, 태양으로부터 생성된 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 반도체 소자를 의미한다. 이러한 태양전지는 공해가 적고 자원이 무한적이며 반영구적인 수명을 가지고 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다. 최근에 태양전지에 관한 기술은 발전 단가를 낮추는 저가형 태양전지에 대한 연구와 변환 효율을 높이는 고효율 태양전지에 대한 연구가 동시에 진행되고 있다.
태양전지는 내부 구성 물질 중 광활성층을 구성하는 물질에 따라 무기 태양전지와 유기 태양전지로 나뉠 수 있다. 무기 태양전지는 무기물, 주로 단결정 실리콘이 사용되는데, 이러한 단결정 실리콘계 태양 전지는 효율 및 안정성 면에서 우수하고 현재 양산이 이루어지고 있는 태양 전지의 대부분을 차지하고 있지만 현재 원자재 확보, 효율 향상 및 저가격화 기술의 개발에 한계점을 나타내고 있다.
한편 유기 태양전지는 CuPc(copper phthalocyanine), ZnPc(zinc phthalocyanine), PtOEP((2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H,23H-porphyrin)platinum(Ⅱ)) 등의 유기 단분자나 Poly(thiophene), Poly(selenophene) 등의 전도성 고분자와 같은 유기 반도체로 구성되며 이러한 유기 반도체는 다양하게 합성이 가능하며 실리콘 등의 무기물에 비해 가격이 월등히 저렴하며 수급이 용이한 이점이 있다.
유기 태양전지는 기본적으로 투명 전극, 광활성층 및 금속 전극이 순차적으로 적층된 구조를 가지며 이때 높은 일함수를 가진 전도성 투명 전극이 양극으로, 낮은 일함수를 가진 Al이나 Ca 등의 금속이 음극으로 사용된다. 그러나 음극으로 사용되는 금속은 Al은 일함수(work function)가 낮기 때문에 공기 중에서 쉽게 산화가 되어 구동 안정성 측면에서 문제점이 있다. 이에 투명 전극을 음극으로, Ag 또는 Au 등으로 이루어진 금속 전극을 양극으로 사용하는 역구조의 유기 태양전지(inverted organic photovoltaics)가 주목받고 있다. 서로 대향하여 위치하는 상기 음극과 양극 사이에 광활성층은 전자 주개 물질인 도너(electron donor; D)와 전자 받개 물질인 어셉터(electron acceptor; A)의 이중층 구조(D/A bi-layer) 혹은 벌크 이종접합(bulk heterojunction)((D+A) blend) 구조를 가진다.
이때 광활성층에 사용되는 유기 반도체가 유기 단분자인 경우는 진공에서 가열하여 도너층과 어셉터층을 연속으로 증착시키는 방법이 사용되고 있다. 반면 전도성 고분자인 경우 도너와 어셉터가 함께 녹아 있는 용액을 스핀 코팅, 잉크젯, 스크린 프린팅 등의 용액 공정을 통해 박막을 형성한다. 이때 형성된 박막은 도너와 어셉터가 혼재되어 있는 벌크 이종접합 형태를 가지며 이는 이중층 접합 구조에 비해 도너/어셉터 계면의 면적이 수백 배 이상 커짐으로써 광전변환효율을 높이는 효과가 있다. 이에 더해서 공정 측면에서는 여타 반도체 기술에 비해 상대적으로 저온에서 용액 공정을 통해 코팅할 수 있어 고온처리시 문제가 될 수 있는 저가형 글래스나 플라스틱 등 다양한 기재에 적용될 수 있다. 따라서 플라스틱 기재를 사용하는 경우 롤투롤(roll-to-roll) 연속 공정에 적용될 수 있으며 이는 유기 태양전지의 제조 원가 절감 및 대량 생산이 용이할 뿐만 아니라 대면적화, 유연화, 경량화가 가능하다는 장점이 있다.
그러나 앞서 언급한 기술적, 경제적 유리함에도 불구하고 유기 태양전지의 광활성층 박막 형성시에 사용되는 조성물은 할로겐 용매를 포함하고 있다. 이러한 할로겐 용매는 휘발성이 크기 때문에 인체에 유해하며 안전상의 위험이 따르고 환경 오염성에 문제가 있어 규제의 대상이 되고 있다. 이에 비할로겐 용매를 사용한 유기 태양전지의 제조방법이 요구되고 있는 실정이다.
일례로, 대한민국 등록특허 제1553806호 및 공개특허 제2016-0049443호는 신규한 유기 반도체 화합물을 도입함으로써 비할로겐 용매에서 용액 공정을 통해 유기 태양전지의 광활성층을 형성하는 방법을 개시하고 있다.
또한, J. Griffin et al.에서는 광활성층 박막 형성시 이황화 탄소와 아세톤의 혼합 용매를 사용하여 유기 태양전지를 제조하는 방법을 개시하고 있다.
이들 문헌들은 광활성층 내 포함되는 유기 반도체의 종류가 한정될 뿐만 아니라 유기 태양전지의 성능 또한 충분치 않다. 따라서 비할로겐 용매를 사용하는 경우에도 우수한 성능을 가지는 유기 태양전지의 개발이 더욱 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제1553806호(2015.09.11), 포스핀 옥사이드기를 포함하는 유기 반도체 화합물 및 이를 이용한 유기태양전지 대한민국 공개특허 제2016-0049443호(2016.05.09), 유기 태양전지용 잉크 조성물 및 이를 이용한 유기 태양전지 제조방법
J. Griffin et al., Organic photovoltaic devices with enhanced efficiency processed from non-halogenated binary solvent blends, Organic Electronics, 2015, Vol. 21, pp. 216-222
이에 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고자 다각적으로 연구를 수행한 결과, 광활성층 형성용 조성물에 특정 비할로겐 용매를 2종 이상 포함하는 경우 종래 사용하는 도너와 어셉터와 함께 사용이 가능하며 유기 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
이에 본 발명의 목적은 비할로겐 용매를 포함하는 광활성층 형성용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유기 태양전지를 구성하는 도너, 어셉터 및 용매를 포함하는 벌크 이종접합(bulk heterojunction) 광활성층 형성용 조성물로서,
상기 용매는 1,2-디메틸벤젠, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 및 1-메틸-나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상의 비할로겐 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성층 형성용 조성물을 제공한다.
이때 상기 용매는 1,2-디메틸벤젠/1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 또는 1,2-디메틸벤젠/1-메틸-나프탈렌인 것을 특징으로 한다.
상기 도너는 티오펜계 화합물, 페닐렌비닐렌계 화합물, 플루오렌계 화합물, 피롤계 화합물, 벤조티디아졸계 화합물, 올리고티오펜, 안트라센, 테트라센, 펜타센 및 퍼릴렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 어셉터는 풀러렌계 화합물, -Ⅴ족 화합물 반도체 결정 및 -Ⅵ족 화합물 반도체 결정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 도너와 어셉터의 중량비는 1:1 내지 1:4인 것을 특징으로 한다.
상기 광활성층 형성용 조성물은 전체 100 중량%를 기준으로,
도너 0.1 내지 15 중량%;
어셉터 0.1 내지 60 중량%; 및
용매 50 내지 99 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 광활성층 형성용 조성물로 제조된 광활성층을 포함하는 유기 태양전지를 제공한다.
본 발명에 따른 광활성층 형성용 조성물은 2종 이상의 비할로겐 용매를 사용함으로써 제조 공정이 환경 친화적이고 안전할 뿐 아니라 기존의 도너와 어셉터를 사용하여 광활성층을 형성할 수 있기 때문에 적용이 용이하다. 또한, 상기 광활성층 형성용 조성물로 제조된 광활성층을 비롯하여 유기 태양전지를 구성하는 박막이 코팅을 통해 형성이 가능하기 때문에 롤투롤 연속 공정에 도입시 유기 태양전지의 생산량 및 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
전도성 고분자 기반의 유기 태양전지는 약 4%의 광변환 효율의 안정적인 소자 성능을 가지면서도 저렴한 가격, 제조 공정의 유연성, 박막화, 경량화 및 대면적화 가능성 등의 이점을 가지기 때문에 이에 대한 연구 개발이 크게 늘고 있다.
유기 태양전지의 광활성층에 전도성 고분자를 사용하는 경우 도너와 어셉터가 혼재되어 있는 벌크 이종접합 구조를 형성하는데 이는 도너와 어셉터 사이의 계면을 증가시켜 유기 태양전지의 광변환 효율을 향상시킨다. 이러한 벌크 이종접합 구조 형성에 중요한 요소는 용매로, 용매에 대한 도너와 어셉터의 물성 차이가 상분리와 벌크 이종접합 구조에 영향을 준다. 일반적으로 용매는 도너 및 어셉터가 쉽게 용해되고 균일한 박막 형성이 가능한 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene; DCB), 클로로벤젠(chlorobenzene; CB)이 널리 사용되고 있다. 그러나 이들 용매는 할로겐 용매로 높은 휘발성 및 내부식성을 가져 환경에 유해하기 때문에 친환경적이지 못할 뿐 아니라 건강상 및 안전상의 위험을 야기하기 때문에 전세계적으로 사용을 금지하고 있다.
이에 본 발명에서는 제조 공정이 인체와 환경에 유해하지 않으면서도 유기 태양전지의 제조시 유연하게 적용할 수 있도록 복수의 비할로겐 용매를 포함하는 광활성층 형성용 조성물을 제시한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 광활성층 형성용 조성물은 유기 태양전지를 구성하는 도너, 어셉터 및 용매를 포함하며 이때 용매는 2종 이상의 비할로겐 용매가 사용된다.
용매는 유기 태양전지의 광활성층 내 포함되는 고분자 물질인 도너와 어셉터를 녹여서 용액 공정을 가능케 하며 도너와 어셉터가 충분히 혼합된 벌크 이종접합 구조가 형성될 수 있게 한다.
전술한 바와 같이 유기 태양전지의 광활성층을 구성하는 고분자 물질은 할로겐 용매에 대한 용해도가 높다. 그러나 할로겐 용매는 유해성이 높아 작업시 환경 및 인체에 위험성이 크며 사용에도 제약이 따른다. 한편, 비할로겐 용매를 사용하는 경우 광활성층을 구성하는 고분자 물질에 대한 용해도가 현저히 낮다. 그러나 본 발명에 따른 용매는 2종 이상의 비할로겐 용매를 사용함으로써 종래 할로겐 용매가 일으키는 여러 위험 문제가 발생하지 않아 친환경적인 공정을 통해 유기 태양전지를 얻을 수 있다. 또한, 벌크 이종접합 구조를 갖는 박막을 효과적으로 형성하여 유기 태양전지의 효율을 향상시키며 공정 측면에서도 고분자 물질에 대한 충분한 용해도를 가지기 때문에 용액 기반의 롤투롤 연속 공정을 통해 유기 태양전지의 생산 효율을 높일 수 있다.
상기 용매는 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene), 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌(1,2,3,4-tetrahydronaphthalene) 및 1-메틸-나프탈렌(1-methyl-naphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상의 비할로겐 용매를 포함할 수 있다.
상기 용매는 용해도에 영향을 주는 한센 용해도 파라미터 중 극성 파라미터(δp)가 0 내지 5 MPa0 .5일 수 있다. 한센 용해도 파라미터는 분산 파라미터(δd), 극성 파라미터(δp) 및 수소결합 파라미터(δh)를 포함하며 서로 호환되지 않거나 제한된 용해도를 갖는 물질들을 확인할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 용매는 전술한 범위의 극성 파라미터를 가짐으로써 기존 광활성층 도너와 어셉터로 사용되는 고분자 물질에 대한 용해력을 높일 수 있다.
바람직하기로, 본 발명에 따른 용매는 1,2-디메틸벤젠/1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 또는 1,2-디메틸벤젠/1-메틸-나프탈렌일 수 있다.
이때 상기 1,2-디메틸벤젠과 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌의 부피비는 99.9:0.1 내지 0.1:99.9, 바람직하게는 99.9:0.1 내지 70:30일 수 있다.
이때 상기 1,2-디메틸벤젠과 및 1-메틸-나프탈렌의 부피비는 99.9:0.1 내지 0.1:99.9, 바람직하게는 90:10 내지 70:30일 수 있다.
상기 용매는 본 발명의 광활성층 형성용 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 70 내지 99 중량%로 사용할 수 있다. 상기 용매의 함량이 상기 범위 미만인 경우 균일한 두께의 박막 형성에 문제가 발생할 수 있으며, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 목적한 광활성층의 기능을 얻기 어렵다.
본 발명에 따른 광활성층 형성용 조성물은 전술한 용매와 함께 도너 및 어셉터를 포함한다.
상기 도너는 유기 태양전지의 광활성층에서 전자 주개 물질이며 전도성 고분자, 용액 공정용 유기 단분자 등의 유기 반도체를 포함할 수 있다. 상기 전도성 고분자는 폴리((4,8-비스((2-에틸헥실)옥시)벤조(1,2-b:4,5-b′)디티오펜-2,6-디일)(3-플루오로-2-((2-에틸헥실)카르보닐)티에노(3,4-b)티오펜디일))(Poly((4,8-bis((2-ethylhexyl)oxy)benzo(1,2-b:4,5-b′)dithiophene-2,6-diyl)(3-fluoro-2-((2-ethylhexyl)carbonyl)thieno(3,4-b)thiophenediyl)); PTB7), 폴리-3-헥실 티오펜(poly-3-hexylthiophene; P3HT), 폴리-3-부틸 티오펜(poly-3-butylthiophene; P3BT), 폴리-3-옥틸티오펜(poly-3-octylthiophene; P3OT) 등의 티오펜계 화합물; 폴리파라페닐렌비닐렌(poly-p-phenylenevinylene; PPV), 폴리(2-메틸, 5-(3′,7′-디메틸옥틸옥시))-1,4-페닐렌비닐렌(poly(2-methyl,5-(3′,7′-dimethyloctyloxy))-1,4-phenylene vinylene; MDMOPPV), 폴리(2-메톡시, 5-(2-에틸-헥실옥시)-1,4-페닐렌비닐렌)(poly(2-methoxy,5-(2-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene); MEH-PPV) 등의 페닐렌비닐렌계 화합물; 폴리(9,9′-디옥틸플루오렌)(poly(9,9′-dioctylfluorene)), 폴리(2,7-(9,9-디옥틸-플루오렌)-알트-5,5(2,3,6,7-테트라페닐-9,10-디티엔-2-일 피라지노(2,3-g)퀴노잘라인))(poly (2,7-(9,9-dioctyl-fluorene)-alt-5,5(2,3,6,7-tetraphenyl-9,10-dithien-2-yl pyrazino(2,3-g)quinoxaline))), 폴리 (2,7-(9,9-디옥틸-플루오렌)-알트-5,5-(2,3-비스(4-(2-에틸헥실옥시)페닐)-5,7-디(티오펜-2-일)티에노(3,4-b)피라진))(poly(2,7-(9,9-dioctyl fluorene)-alt-5,5-(2,3-bis(4-(2-ethylhexyloxy)phenyl)-5,7-di(thiophene-2-yl)thieno(3,4-b]pyrazine))) 등의 플루오렌계 화합물; 폴리피롤(polypyrrole) 등의 피롤계 화합물; 및 폴리(N-9″-헵타-데카닐-2,7-카바졸-알트-5,5-(4′,7′-디-2-티에닐-2′,1′,3′-벤조티아디아졸))(poly(N-9″-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4′,7′-di-2-thienyl-2′,1′,3′-benzothiadiazole)); PCDTBT), (2,6-(4,4-비스(2-에틸헥실)-4H-싸이클로펜타(2,1-b;3,4-b′)-디티오펜)-알트-4,7-(2,1,3-벤조티아디아졸))((2,6-(4,4-bis(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta(2,1-b;3,4-b′)-dithiophene)-alt-4,7-(2,1,3-benzothiadiazole)); PCPDTBT) 등의 벤조티디아졸계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 용액 공정용 유기 단분자는 올리고티오펜(oligothiphene), 안트라센(anthracene), 테트라센(tetracene), 펜타센(pentacene), 퍼릴렌(perylene) 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
바람직하게 상기 도너는 폴리((4,8-비스((2-에틸헥실)옥시)벤조(1,2-b:4,5-b′)디티오펜-2,6-디일)(3-플루오로-2-((2-에틸헥실)카르보닐)티에노(3,4-b)티오펜디일))(Poly((4,8-bis((2-ethylhexyl)oxy)benzo(1,2-b:4,5-b′)dithiophene-2,6-diyl)(3-fluoro-2-((2-ethylhexyl)carbonyl)thieno(3,4-b)thiophenediyl)); PTB7), 폴리-3-헥실티오펜(poly-3-hexylthiophene; P3HT), 폴리-3-옥틸티오펜(poly-3-octylthiophene; P3OT), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly-p-phenylenevinylene; PPV), 폴리(9,9′-디옥틸플루오렌)(poly(9,9′-dioctylfluorene)), 폴리(2-메톡시-5-(2-에틸-헥실옥시)-1,4-페닐렌비닐렌)(poly(2-methoxy-5-(2-ethyl-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 폴리(N-9″-헵타-데카닐-2,7-카바졸-알트-5,5-(4′,7′-디-2-티에닐-2′,1′,3′-벤조티아디아졸))(poly(N-9″-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4′,7′-di-2-thienyl-2′,1′,3′-benzothiadiazole)); PCDTBT)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 도너는 본 발명의 광활성층 형성용 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%로 사용할 수 있다. 상기 도너의 함량이 상기 범위 미만인 경우 유기 태양전지의 광활성층으로 도입시 충분한 광흡수가 되지 않아 광변환 효율이 낮은 문제가 있고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 용해도 범위를 벗어나 조성물 내 침전물이 생길 수 있다.
상기 어셉터는 유기 태양전지의 광활성층에서 전자 받개 물질이고 풀러렌계 화합물, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 결정 및 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 결정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 풀러렌계 화합물은 풀러렌(fullerene, C60), (6,6)-페닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르((6,6)-phenyl-C61-butyric acid methyl ester; PCBM), (6,6)-페닐-C61-부티릭에시드 콜레스테릴에스테르 ((6,6)-phenyl-C61-butyric acid-cholesteryl ester; PCBCR), (6,6)-페닐-C71-부티릭에시드 메틸에스테르((6,6)-phenyl-C71-butyric acid methyl ester; PC70BM) 및 (6,6)-티에닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르((6,6)-thienyl-C61-butyric acid methyl ester; ThCBM)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 결정은 GaAs, GaP, GaSb, InP, InAs 및 InSb로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 결정은 CdS, CdSe, CdTe 및 ZnSe 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
바람직하게 상기 어셉터는 (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; PC70BM) 및 (6,6)-티에닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르((6,6)-thienyl-C61-butyric acid methyl ester; ThCBM)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 어셉터는 본 발명의 광활성층 형성용 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 0.1 내지 60 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 40 중량%로 사용할 수 있다. 상기 어셉터의 함량이 상기 범위 미만인 경우 유기 태양전지의 광활성층으로 도입시 전자 받개 물질이 부족하여 생선된 전자의 이동에 장애가 발생하며, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 불균일한 용해로 인해 침전이 생기고 광을 흡수하는 도너의 양이 상대적으로 줄어들어 효율적인 광흡수가 이루어지지 않을 수 있다.
이때 상기 도너는 P3HT, PTB7 및 PCDTBT로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을, 어셉터는 PCBM을 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 이때 상기 도너와 어셉터의 중량비는 1:1 내지 1:4일 수 있다. 상기 중량비가 상기 범위를 벗어나는 경우 광활성층 형성시 충분한 광전변환효율을 얻을 수 없다.
본 발명에 따른 광활성층 형성용 조성물은 전술한 도너, 어셉터 및 용매 이외에 선택적으로 당업계에서 통상적으로 사용되는 계면활성제(surfactant), 습윤제(wetting agent), 점도 조절제, 부식 방지제, 소포제, 환원제 등의 기타 첨가제가 더 포함될 수 있다.
상기 계면활성제로는 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate)와 같은 음이온 계면활성제, 노닐페녹시폴리에톡시에탄올(nonyl phenoxy- polyethoxyethanol), 듀폰사(Dupont)제품의 에프에스엔(FSN)과 같은 비이온성 계면활성제, 그리고 라우릴벤질암모늄 클로라이드 등과 같은 양이온성 계면활성제나 라우릴 베타인(betaine), 코코 베타인과 같은 양쪽성 계면활성제 등이 사용될 수 있다.
상기 습윤제 또는 습윤분산제로는 폴리에틸렌글리콜, 에어프로덕트사(Air Product) 제품의 써피놀 시리즈, 데구사(Deguessa)의 테고 웨트 시리즈와 같은 화합물이 사용될 수 있다.
상기 점도 조절제로는 비와이케이(BYK)사의 비와이케이(BYK) 시리즈, 데구사(Degussa)의 글라이드 시리즈, 에프카(EFKA)사의 에프카(EFKA) 3000 시리즈나 코그니스(Cognis)사의 디에스엑스(DSX) 시리즈 등이 사용될 수 있다.
상기 환원제는 일체형 양극 조성물의 도포 후 열처리시 소성이 용이하도록 하는 것으로, 구체적으로는 히드라진, 아세틱히드라자이드, 소디움 또는 포타슘 보로하이드라이드, 트리소디움 시트레이트, 그리고 메틸디에탄올아민, 디메틸아민보란(dimethylamineborane)과 같은 아민화합물; 제1염화철, 유산철과 같은 금속 염; 수소; 요오드화 수소; 일산화탄소; 포름알데히드, 아세트알데히드와 같은 알데히드 화합물; 글루코스, 아스코빅산, 살리실산, 탄닌산(tannic acid), 피로가롤(pyrogallol), 히드로퀴논과 같은 유기 화합물 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 광활성층 형성용 조성물은 공정성을 고려하여 적절한 점도를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는 상기 광활성층 형성용 조성물은 0.1 내지 80cps, 바람직하게는 1 내지 60cps, 보다 바람직하게는 10 내지 50cps의 점도를 갖는 것이 좋다. 만약, 이 범위보다 낮을 경우 소성 후 박막의 두께가 충분하지 못해 기능 저하가 우려되며, 범위보다 높게 되면 공정시 원활하게 조성물이 토출되기 어려운 단점이 있다.
또한, 본 발명은 상기 광활성층 형성용 조성물을 도포하여 광활성층을 형성하는 단계를 포함하는 유기 태양전지의 제조방법을 제공한다.
상기 광활성층을 형성하는 단계는 광활성층 형성용 조성물을 도포하여 제조할 수 있다. 상기 도포는 특별히 한정되지 않으나, 스핀 코팅, 슬롯다이 코팅, 그라비어 코팅, 스프레잉, 딥 코팅 등의 해당 기술분야에서 통상의 도포 방법에 의해 실시될 수 있으며, 바람직하게는 스핀 코팅 또는 슬롯다이 코팅이 수행될 수 있다.
상기 조성물의 도포 후, 도막 형성을 위해 열처리를 실시할 수 있다. 상기 열처리는 50 내지 400 , 바람직하게는 70 내지 200 에서 1 내지 30분 동안 열풍건조, NIR 건조, 또는 UV 건조를 통하여 실시될 수 있다.
상기 광활성층을 형성하는 단계의 경우 도포 공정 후 25 내지 150 에서 5 내지 145분 동안 열처리하는 후처리 공정을 실시할 수 있다. 상기 열처리 공정에 의하여 광활성층 내 도너와 어셉터 사이에 적절한 상분리를 유도할 수 있고, 상기 도너의 배향을 유도할 수 있다. 상기 열처리 공정의 경우, 온도가 25 미만인 경우 상기 도너 및 어셉터의 이동도가 낮아서 열처리 효과가 미미할 수 있고, 상기 열처리 온도가 150 를 초과하는 경우 상기 어셉터의 열화로 인하여 성능이 저하될 수 있다. 또한, 상기 열처리 시간이 5분 미만인 경우 상기 도너 및 어셉터의 이동도가 낮아서 열처리 효과가 미미할 수 있고, 상기 열처리 시간이 145분을 초과하는 경우 상기 도너의 열화로 인하여 성능이 저하될 수 있다.
유기 태양전지의 제조방법은 구조에 따라 다양하지만, 예를 들어 설명하면, 기재를 준비하는 단계; 상기 기재 상에 음극을 형성하는 단계; 상기 음극 상에 광활성층을 형성하는 단계; 및 상기 광활성층 상에 양극을 형성하는 단계를 포함한다.
추가로, 상기 유기 태양전지의 제조방법은 상기 음극 상에 광활성층을 형성하는 단계 이전에 금속산화물 박막층을 형성하는 단계 또는 상기 광활성층 상에 양극을 형성하는 단계 이전에 정공수송층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
우선, 기재를 준비하고 상기 기재 상에 음극을 형성하는 단계이다. 준비된 기재 상에 음극은 통상의 방법에 따라 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 음극은 기재의 일면에 음극 형성용 조성물을 열 기상 증착, 전자 빔 증착, RF 또는 마그네트론 스퍼터링, 화학적 증착 또는 이와 유사한 방법을 통해 형성할 수 있다.
이때 상기 음극의 형성에 앞서 선택적으로 기재에 대하여 O2 플라즈마 처리법, UV/오존 세척, 산 또는 알칼리 용액을 이용한 표면 세척, 질소 플라즈마 처리법 및 코로나 방전 세척으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 기재의 표면을 전처리할 수도 있다.
이어서 상기 음극이 형성된 기재를 롤투롤 방식으로 이송시키면서 코팅 용액을 도포하여 박막층을 형성하는 단계를 포함한다. 이때 상기 박막층은 광활성층, 금속산화물 박막층 및 정공수송층이다.
상기 코팅 용액은 각 박막층에 포함되는 물질 및 용매를 포함한다. 구체적으로 상기 코팅 용액은 광활성층 형성용 조성물, 금속산화물 박막층 형성용 조성물 및 정공수송층 형성용 조성물일 수 있다.
상기 도포는 앞서 언급한 바와 같이 슬롯다이 코팅, 스핀 코팅, 그라비어 코팅, 스프레잉, 딥 코팅, 닥터 블레이딩 등의 통상의 코팅 방법에 의해 실시될 수 있으며, 바람직하게는 슬롯다이 코팅 또는 스핀 코팅이 수행될 수 있다.
상기 박막층을 형성하는 단계가 광활성층을 형성하는 단계일 경우, 본 발명의 광활성층 형성용 조성물을 도포하여 도막을 형성할 수 있다. 이때 광활성층 형성용 조성물의 조성 및 함량은 전술한 바와 같다.
상기 박막층을 형성하는 단계가 금속산화물 박막층을 형성하는 단계인 경우, 상기 금속산화물 박막층 형성용 조성물은 티타늄(Ti), 아연(Zn), 규소(Si), 망간(Mn), 스트론튬(Sr), 인듐(In), 바륨(Ba), 칼륨(K), 니오븀(Nb), 철(Fe), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 비스무트(Bi), 니켈(Ni), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 세륨(Ce), 백금(Pt), 은(Ag) 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 바람직하게 상기 금속산화물 박막층 형성용 조성물은 밴드갭이 넓고 반도체적 성질을 가지고 있는 산화아연(ZnO)을 포함할 수 있다.
또한 상기 금속산화물 박막층 형성용 조성물에 포함되는 금속산화물은 평균 입경이 10 nm 이하이고, 바람직하게 1 내지 8 nm이고, 더욱 바람직하게 3 내지 7 nm일 수 있다.
상기 박막층을 형성하는 단계가 정공수송층을 형성하는 단계일 경우, 상기 정공수송층 형성용 조성물은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(스티렌설포네이트), 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 및 폴리(트리메틸실릴)페닐아세틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게 상기 정공수송층 형성용 조성물은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)과 폴리(스티렌설포네이트)의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 기재에 대한 각각의 박막층 형성시, 상기 기재를 롤투롤 방식으로 이송시키는 속도는 0.01 m/min 내지 20 m/min일 수 있고, 바람직하게 0.1 m/min 내지 5 m/min 일 수 있다. 상기 이송 속도는 롤투롤 장비를 이용한 박막층의 코팅 및 건조 속도에 따라 최적화하여 사용할 수 있다.
상기와 같은 방법에 따라 형성되는 박막층의 두께는 그 용도에 따라 적절히 결정될 수 있으며, 바람직하게는 10 nm 내지 10㎛, 보다 바람직하게 20 nm 내지 1 ㎛ 일 수 있다. 상기 박막층의 두께가 상기 범위 내인 경우 제조된 유기 태양전지의 효율이 가장 우수하다.
이어서 상기 박막층이 형성된 기재 상에 양극을 형성하는 단계를 포함한다. 이때 상기 양극은 도포가 아닌 양극 형성 물질을 스크린 프린팅, 그라비어 프린팅, 그라비어 오프셋(Gravure-offset) 프린팅, 열 기상 증착, 전자 빔 증착, RF 또는 마그네트론 스퍼터링, 화학적 증착 등의 방법을 통하여 형성될 수 있다.
상기 양극 형성 물질은 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 철(Fe), 망간(Mn) 등의 금속 입자; 또는 상기 금속원소를 포함하는 전구체, 예를 들면 질산은(AgNO3), Cu(HAFC)2 (Cu(hexafluoroacetylacetonate)2,), Cu(HAFC)(1,5-Cyclooctanediene), Cu(HAFC)(1,5-Dimethylcyclooctanediene), Cu(HAFC)(4-Methyl-1-pentene), Cu(HAFC)(Vinylcyclohexane), Cu(HAFC)(DMB), Cu(TMHD)2(Cu (tetramethylheptanedionate)2), DMAH(dimethylaluminum hydride), TMEDA(tetramethylethylenediamine), DMEAA(dimethylethylamine alane, NMe2Et ·AlH3), TMA(trimethylaluminum), TEA(triethylaluminum), TBA(triisobutylaluminum), TDMAT(tetra(dimethylamino)titanium), TDEAT(tetra(dimethylamino)titanium) 등 일 수 있다.
상기 양극 형성 물질이 금속 입자일 경우, 상기 금속 입자의 입경은 1 내지 50 nm, 바람직하게는 3 내지 20 nm일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 광활성층 형성용 조성물로 제조된 광활성층을 포함하는 유기 태양전지를 제공한다.
상기 유기 태양전지는 상기 제조방법에 의해 제조된 것일 수 있다. 상세하게 상기 유기 태양전지는 기재; 상기 기재 상에 형성되는 음극; 상기 음극 상에 형성되는 광활성층; 및 상기 광활성층 상에 형성되는 양극을 포함하며 상기 광활성층은 본 발명에 따른 광활성층 형성용 조성물을 이용하여 형성된 것이다.
상기 유기 태양전지는 상기 음극과 광활성층 사이에 금속산화물 박막층을, 또는 상기 광활성층과 양극 사이에 정공수송층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 유기 태양전지를 구성하는 기재, 음극, 광활성층, 양극, 금속산화물 박막층 및 정공수송층은 앞서 설명한 바와 동일하다.
특히, 본 발명은 유기 태양전지의 광활성층 형성을 위한 조성물에 비할로겐 용매를 사용함에 따라 공정이나 제품 측면에서 친환경적이고 안정성이 우수하다. 이에 더해서, 용매 변경 이외에 기존의 유기 태양전지의 광활성층 형성시 사용되는 도너와 어셉터를 동일하게 사용하기 때문에 실제 공정에 적용이 용이하다. 또한, 본 발명의 광활성층 형성용 조성물은 도너와 어셉터 불규칙하게 섞여서 두 물질 사이의 계면을 최대화할 수 있는 벌크 이종접합 구조를 가지는 광활성층을 형성하여 유기 태양전지의 성능 특성도 향상시킬 수 있다.
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 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 3: 유기 태양전지의 제조
[실시예 1]
ITO가 코팅된 유리기판을 증류수, 아세톤 및 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10분 동안 오존 처리하였다. 상기 ITO층 위에 ZnO 함유 코팅액(Zn(OAC)22H2O 247mg, KOH 126mg 및 1-부탄올(1-Butanol) 1ml를 혼합하여 제조함)을 4000 rpm으로 40초간 스핀 코팅한 후 200 ℃에서 2분간 열처리하여 두께 40 nm인 금속산화물 박막층을 형성하였다.
이어서 PTB7와 PC70BM을 1:2 중량비로 혼합한 혼합물 4 중량%를 1,2-디메틸벤젠과 1-메틸-나프탈렌을 9:1의 부피비로 혼합한 용매 96 중량%에 첨가하여 80 ℃에서 2시간 이상 교반하여 제조한 광활성층 형성용 조성물을 제조하였다.
이렇게 제조된 광활성층 형성용 조성물을 상기 ZnO 금속산화물 박막층 위에 1000 rpm으로 40초간 스핀 코팅한 후 70 ℃에서 2분간 열처리하여 두께 100 nm인 광활성층을 형성하였다.
이어서, 상기 광활성층 위에 x 10 torr 진공 하에서 열증착기(thermal evaporator)를 이용하여 두께 120 nm인 Ag을 성막하여 양극을 형성함으로써 유기 태양전지를 제조하였다.
[실시예 2]
광활성층 형성용 조성물 제조시 1,2-디메틸벤젠과 1-메틸-나프탈렌을 7:3의 부피비로 혼합한 용매를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양전지를 제조하였다.
[실시예 3]
광활성층 형성용 조성물 제조시 1,2-디메틸벤젠과 1-메틸-나프탈렌을 1:9의 부피비로 혼합한 용매를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양전지를 제조하였다.
[실시예 4]
광활성층 형성용 조성물 제조시 용매를 1,2-디메틸벤젠과 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌을 95.2:4.8의 부피비로 혼합한 용매를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양전지를 제조하였다.
[실시예 5]
광활성층 형성용 조성물 제조시 용매를 1,2-디메틸벤젠과 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌을 90.9:9.1의 부피비로 혼합한 용매를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양전지를 제조하였다.
[실시예 6]
광활성층 형성용 조성물 제조시 용매를 1,2-디메틸벤젠과 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌을 87:13의 부피비로 혼합한 용매를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양전지를 제조하였다.
[실시예 7]
광활성층 형성용 조성물 제조시 용매를 1,2-디메틸벤젠과 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌을 83.3:16.7의 부피비로 혼합한 용매를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양전지를 제조하였다.
[비교예 1]
광활성층 형성용 조성물 제조시 용매로 1,2-디클로로벤젠을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양전지를 제조하였다.
[비교예 2]
광활성층 형성용 조성물 제조시 용매로 1,2-디메틸벤젠을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양전지를 제조하였다.
[비교예 3]
광활성층 형성용 조성물 제조시 용매로 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양전지를 제조하였다.
실험예 1: 유기 태양 전지의 성능 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 태양전지의 광전변환 특성을 1600W 제논램프(Xenon lamp), AM1.5G filter 적용된 Solar simulator (Oriel, Sol3A™ 94083A)를 이용하여 100 mW/cm2 조건에서 측정하였고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
용매(부피비) Voc1 )(V) Jsc2 )(mA/cm2) FF3)(%) PCE4 )(%)
실시예 1 1,2-디메틸벤젠:1-메틸-나프탈렌(9:1) 0.75 17.51 61.86 8.08
실시예 2 1,2-디메틸벤젠:1-메틸-나프탈렌(7:3) 0.76 16.59 70.45 8.86
실시예 3 1,2-디메틸벤젠:1-메틸-나프탈렌(1:9) 0.78 12.23 66.76 6.35
실시예 4 1,2-디메틸벤젠: 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (95.2:4.8) 0.74 17.46 63.80 8.23
실시예 5 1,2-디메틸벤젠: 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (90.9:9.1) 0.73 18.00 64.02 8.42
실시예 6 1,2-디메틸벤젠: 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (87:13) 0.75 16.99 70.98 9.02
실시예 7 1,2-디메틸벤젠: 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 (83.3:16.7) 0.73 17.34 69.76 8.87
비교예 1 1,2-디클로로벤젠 0.74 15.45 71.66 8.15
비교예 2 1,2-디메틸벤젠 0.75 15.25 71.78 8.16
비교예 3 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 0.78 11.89 65.77 6.12
1) Voc: open-circuit voltage, 개방전압
2) Jsc: short-circuit photocurrent density, 단락전류밀도
3) FF: fill factor, 충전율
4) PCE: Power Conversion Efficiency, 에너지 전환 효율
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 광활성층 형성용 조성물로 제조된 광활성층을 포함하는 유기 태양전지가 기존의 할로겐 용매를 사용한 비교예 1과 유사한 수준의 효율 및 성능을 나타냄을 확인할 수 있었다. 또한, 2종 이상의 비할로겐 용매를 사용한 실시예 1 내지 7은 1종의 비할로겐 용매를 사용한 비교예 2 및 3에 비해 우수한 광전변환 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
상기 표 1에서 개방전압(Voc)와 단락전류밀도(Jsc)는 각각 전압-전류 밀도 곡선의 4사분면에서 X축 및 Y축 절편이며, 충전율(FF)는 상기 곡선 내부에 그릴 수 있는 직사각형의 넓이를 개방전압(Voc)와 단락전류밀도(Jsc)의 곱으로 나눈 값이다. 또한, 이 세가지 값을 조사된 빛의 세기로 나누면 에너지 전환 효율(PCE)를 구할 수 있다. 이들 광전변환 특성을 나타내는 수치들은 높을수록 태양전지의 효율 및 성능이 우수함을 나타내는데 실시예의 경우 비교예와 비슷하거나 향상된 값을 가짐을 확인할 수 있다.
구체적으로, 2종 이상의 비할로겐 용매를 혼합 사용한 실시예의 경우 단락전류밀도(Jsc)와 에너지 전환 효율(PCE)이 상승된 수치를 가지며, 할로겐 용매를 사용하거나 1종의 비할로겐 용매를 사용한 비교예와 비교하여 보다 우수한 효율을 나타냄을 알 수 있다. 또한, 개방전압(Voc) 및 충전율(FF)은 비교예 1 내지 3과 거의 유사함을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 광활성층 형성용 조성물은 비할로겐 용매를 포함하기 때문에 친환경성 및 안전성을 확보할 수 있으며 기존 물질과 함께 사용이 용이하기 때문에 환경 친화적인 공정을 통해 우수한 성능을 가지는 유기 태양전지의 생산이 가능하기 때문에 유기 태양전지의 패션 아웃도어 용품을 비롯한 소형 휴대용 전자기기, 일회용 배터리 등의 분야로의 적용을 가능케 한다.

Claims (9)

  1. 유기 태양전지를 구성하는 도너, 어셉터 및 용매를 포함하는 벌크 이종접합(bulk heterojunction) 광활성층 형성용 조성물로서,
    상기 용매는 1,2-디메틸벤젠(1,2-dimethylbenzene), 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌(1,2,3,4-tetrahydronaphthalene) 및 1-메틸-나프탈렌(1-methyl-naphthalene)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상의 비할로겐 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성층 형성용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 1,2-디메틸벤젠/1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌 또는 1,2-디메틸벤젠/1-메틸-나프탈렌인 것을 특징으로 하는 광활성층 형성용 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 1,2-디메틸벤젠과 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌의 부피비는 99.9:0.1 내지 0.1:99.9인 것을 특징으로 하는 광활성층 형성용 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 1,2-디메틸벤젠과 1-메틸-나프탈렌의 부피비는 99.9:0.1 내지 0.1:99.9인 것을 특징으로 하는 광활성층 형성용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도너는 티오펜계 화합물, 페닐렌비닐렌계 화합물, 플루오렌계 화합물, 피롤계 화합물, 벤조티디아졸계 화합물, 올리고티오펜, 안트라센, 테트라센, 펜타센 및 퍼릴렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성층 형성용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 어셉터는 풀러렌계 화합물, -Ⅴ족 화합물 반도체 결정 및 -Ⅵ족 화합물 반도체 결정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성층 형성용 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도너와 어셉터의 중량비는 1:1 내지 1:4인 것을 특징으로 하는 광활성층 형성용 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광활성층 형성용 조성물은 전체 100 중량%를 기준으로,
    도너 0.1 내지 30 중량%;
    어셉터 0.1 내지 60 중량%; 및
    용매 50 내지 99 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광활성층 형성용 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 광활성층 형성용 조성물로 제조된 광활성층을 포함하는 유기 태양전지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200030324A (ko) * 2018-09-12 2020-03-20 계명대학교 산학협력단 전도성 고분자를 활용한 반투명 유기태양광전지 및 그 제조방법
CN116478570A (zh) * 2023-05-11 2023-07-25 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 用于形成有机光活性层的凹版印刷墨水、制备方法与应用

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