[섬유공학실험]유기 태양전지의 제작 및 측정

소개글

"[섬유공학실험]유기 태양전지의 제작 및 측정"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
1) 유기태양전지의 구조
2) 유기 태양전지의 작동원리
3) 광여기 전하이동 현상 (Photo-Induced Charge Transfer effect, PICT)
4) 유기태양전지의 전류-전압 그래프 및 전기적 성능지수

3. 실험 기구 및 시약
1) 실험 도구
2) 실험 장비
3) 실험 시약

4. 실험 방법
1) 실험 과정

5. 실험 결과
1) I-V 곡선의 분석방법

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 대표적인 유기반도체 소재인 p-형 폴리(3-헥실)티오펜, poly(3-hexyl thiophene)과 n-형 플러렌 유도체, phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PCBM)를 이용한 유기태양전지의 소개, π-공액구조 및 전하이동 메커니즘, 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이해한다.
1.2. 유기태양전지 효율에 있어 벌크 이종접합(bulk heterojunction, BHJ)와 2층(bi-layer)구조의 차이점을 이해한다.
1.3. 유기 태양전지를 제작하고, 전류-전압 측정을 통하여 구동원리 및 특성을 이해한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 유기태양전지의 구조
유기 태양전지의 기본구조는 금속 / 유기반도체 (광활성층) / 금속(metal / semi-conductor or isulator / metal, MIM)구조로 간단히 표시할 수 있는데, 높은 일함수를 가진 투명 전극인 Indium Tin Oxide(ITO)를 양극으로, 낮은 일함수를 가진 Al 이나 Ca 등을 음극 물질로 사용한다.

그리고 광활성층은 전자주개 물질(electron donor, D)과 전자받개 물질(electron acceptor, A)의 2층 구조(D/A bi-layer structure) 혹은 복합박막 ((D＋A) blend) 구조를 이용한다(각각 그림 1(a) 및 1(b)).
또한 buffer 층으로 양극인 ITO전극과 광활성층 사이에는 정공 이송층(hole transport layer)을, 음극과 광활성층 사이에는 전자 이송층(electron transport layer)을 끼워 넣기도 한다.
한편, 광활성층으로 사용되는 유기 고분자의 경우는 donor와 acceptor 물질이 함께 녹아있는 용액을 spin cast법이나 ink-jet printing법 또는 screen printing법 등과 같은 wet process를 이용하여 박막을 형성시킨다.

참고 자료

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신원석, 윤성철, 문상진, 유기박막 태양전지 개발 동향, 고분자과학과 기술, 2008, 19(3), 212.
문상진, 김희주, 나노박막형 유기 태양전지의 기술 동향, 고분자과학과 기술, 2006, 17(4), 407.
신원석, 진성호, 고분자 태양전지의 최근 개발 경향, 고분자과학과 기술, 2006, 17(4), 416.
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