2013년 12월 21일 토요일

유기 태양전지에서 업셉터 물질

폴리머/플러렌 조합에 기반한 BHJ에서 주로 플러렌 업셉터가 효과적인 전자 업셉터와 전자 전도체로써 손쉽게 역할을 한다.  


유기 태양전지에서 물질 연구의 주류는 최적화된 광학적 밴드갭을 갖는,  균형된 전하 수송을 위해 [60]PCBM의 전자 이동도와 비슷한 홀 이동도를 갖는, [60]PCBM의 LUMO 준위와 최적의 LUMO-LUMO offset을 갖는, 좋은 가공성과 화학적 안정을 갖는 새로운 더 좋은 올리고머 또는 폴리머 도너 물질 개발에 중점을 두고 있다. 

[70]PCB은(단지 이성질체(isomer)의 혼합물로써 가능하다. 반면 [60]PCBM은 단일 화합물이다) 휘발성이 있고 전자 이동도가 [60]PCBM에 비해 단지 약간 작은 진한 청색을 띈 녹색 광 흡수 업셉터이다. AM1.5 광조사하에서 광흡수와 엑시톤 확산이 두 상 모두에서 발생하고 홀과 전자 이동 과정이 모두 도너/업셉터 계면에서 일어난다. 

태양전지 활성층 내에서 플러렌들과 그들의 용액 공정이 가능한 파생품들의 핵심 특성은 그들관 연관된 모든 공정에서 낮은 내부 재구성(reorganization) 에너지이다. 

이 낮은 재구성 에너지, 높은 분자의 분극률(polarizability), 그리고 고체의 비교적 높은 유전상수(εr=4)는 구체 모양과 π-공액 시스템으로 부터 기인하는 밀접한 관계가 있는 특성들이다. 



참고: modern plastic solar cells: materials, mechanisms and modeling, Ryan C. Chiechi, et al, Materials Today-Volume 16, Numbers 7/8* July/August 2013. 

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