Co-solvent 첨가에 의한 효율 증가 이유를 알다

Technische Universiteit Eindhoven(TU/e)의 연구팀은 유기 태양전지의 제조 과정에 co-solvent를 첨가하면 효율이 2~3배 증가되는 이유를 밝히는데 성공했다.

유기 태양전지에서 광활성 물질인 두 플라스틱 물질(폴리머와 플러렌)을 혼합할 때 co-solvent를 이용하는 것은 보편적이다. 

Co-solvent는 혼합된 두 플라스틱 물질의 미세한 구조인 모폴로지와 관계가 있다. 

이 혼합된 플라스틱 용액을 증발시키고 웅고시키면 광활성층이 만들어 진다.

Co-solvent를 첨가하지 않았을 때는 플라스틱 혼합물이 굳을 때 플러렌 덩어리가 생겼다. 이 방울은 전자 이동에 불리한 영향을 주어 셀 효율을 떨어뜨린다.  

Co-solvent를 많이 첨가 시킬수록 플러렌 덩어리는 작아지고 특정한 첨가량에서 이 덩어리는 완전히 사라졌다. 꼭 베이킹 파우더 효과가 나타났다.

혼합물 경화 과정 동안 두 효과가 일어난다. 용액 증발과 폴리머의 “접힌” 구조 생성이다. Co-solvent는 이 접힌 현상을 경화 단계 보다 훨씬 이전 단계에서 일으켜서 폴러렌 덩어리가 경화 과정에서 발생하지 않게 한다. 

참고: http://www.azom.com/news.aspx?newsID=43269