2014년 4월 2일 수요일

유기 박막 태양전지를 위한 물질의 새로운 합성 방법이 개발되다

일본의 연구자들은 새로운 방법으로 합성된 고순도 물질이 유기 박막 태양전지의 효율 증가와 수명을 연장할 수 있다는 것을 발견했다.

일반적으로 유기 박막 태양전지를 구성하는 𝛑-공액 폴리머는 교차 결합(cross- coupling)반응을 거쳐 합성된다. 이 반응은 다양한 폴리머들을 합성시키는 것이 가능하지만 Sn, B, P와 같은 원소의 화합물이 반응에 사용되기 때문에 반응 후 이들 화합물로 부터 파생된 부산물을 제거하는 것이 필요하다. 



(기존과 새롭게 개발된 합성 방법. 기존 방법에서는 방응물질로 B를 주입하고 촉매제로써 인(P) 화합물을 첨가하는 것이 필요하다. 이들 물질은 합성물 내에 불순물로써 남을 수 있다는 우려가 있다. 반면, 새로운 합성 방법은 C-H 결합(coupling)이 활성 사이트를 주기 때문에 B 또는 다른 화합물이 필요치 않는다.  그리하여 폴리머 생산물에 남아 있는 불순물의 양은 감소될 수 있다. 새로운 방법은 또한 반응 효율면에서 우수한데 30 분 반응 시간 보다 짧은 시간안에 140,000보다 큰 분자량을 갖는 폴리머를 얻을 수 있다.)


이 문제를 해결하기 위해, 연구 그룹은 Sn, B, P, etc.을 사용하지 않고 효율적인 coupling reaction을 적용하여 𝛑-공액 고분자를 합성하는 새로운 방법을 개발했다. 

이 새로운 방법은 결과물 내의 잔류물(Sn, B, P, etc.)에 대한 우려를 완벽하게 없앴고 정제 공정 단순화를 가능하게 했다. 

새로운 방법으로 합성된 폴리머 물질과 종래 방법으로 합성된 폴리머 물질로 각각 태양전지를 제조했을 때 효율은 각각 4%와 0.5%였다. 

그들은 또한 고순도 물질의 사용하면 태양전지의 수명이 연장된다는 것을 알았다. 


참고: http://www.nanowerk.com/nanotechnology_news/newsid=35048.php 

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