유기태양전지 효율 개선을 위한 새로운 전자활성물질의 제조

Title
유기태양전지 효율 개선을 위한 새로운 전자활성물질의 제조
Authors
차경진
Keywords
유기태양전지효율개선을위한새로운전자활성물질의제조
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
π-공액형 시스템은 전자가 비편재와, 높은 전기전도도를 가지고 있다. 이러한 전기적 특징에 의해 photoluminescence (PL), electroluminescence(EL), conductivity, oxidative stability 현상이 나타난다. 본 연구에서는 고효율의 유기태양전지를 제조하기 위하여 새로운 π-공액형 p-type고분자를 합성하였다. 효율에 영향을 미치는 요인들 중 가장 큰 2가지의 요인을 고려하여 고분자를 디자인 하였다. 첫 번째는 가시광선 영역과 근적외선 영역까지의 빛을 효과적으로 이용하고자 하였고, 두 번째로는 charge carrier의 이동을 효율적으로 높이고자 하였다. 3, 4-dibromothiophene을 시작물질로 dithianothiophene을 합성하고, 2개의 dithianothiophene을 연결시킨 후에 dichlorodiethylsilane과의 연결을 통해 5개의 ring을 가진 monomer를 합성하였다. 이 monomer의 양 말단을 bromine으로 치환시킨 후에 2,1,3-Benzothiadiazole-4,7-bis(boronic acid pinacol ester)과의 suzuki coupling을 통해 새로운 p-type의 고분자를 합성하였다. 디바이스의 제작은 먼저 투명전극인 ITO위에 hole transport 물질인 PEDOT:PSS를 스핀코팅 해준다. 그 위에 새로운 p-type고분자인 poly[(3, 6-Didecanyl-9, 9’ bis(ethyl)-bis(dithieno[3, 2-b:2’, 3’-d])silole)-2,6-diyl-alt-(2,1,3-benzothiadiazole)-4,7-diyl]와 PCBM([6,6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester)을 다양한 비율로 blend시켜 스핀코팅을 해준다. 마지막으로 aluminum을 열증착 방법을 통해 증착 시키고 solar simulater로 디바이스의 효율을 측정하였다. 다양한 합성단계는 NMR과 mass를 이용해 측정하였다.
Description
Abstract………………………………………………………………. i Abstract (Korean)............................................................................... iii List of Contents.................................................................................... v List of Tables………………………………………………….…….. vii List of Figures……………………………………………………… viii List of Schemes……………………………………………………….. x Chapter 1. Introduction………..…………...…..………… 1 1.1. Organic Photovoltaics……………………..……………………...2 1.2. Materials for Organic Photovoltaics.………..………………..…4 1.3 Bulk Heterojunction Devices……………………………………5 1.4 References………………………………………………………7 Chapter 2. Synthesis of novel p-type polymer for high performance organic photovoltaics…….......10 2.1. Introduction……………..……………………………………….11 2.2. Experimental………………………...…………………………..14 2.2.1. Materials and Characterization……..……………………..14 2.2.2. Synthesis of 3, 4-Dibromothienyl-2-decyl ketone (2).…….15 2.2.3. Synthesis of 3-Decyl-6-bromo-ethylthieno[3,2-b]thiophene -2-carboxylate (3)…………………………………...……..…...15 2.2.4. Synthesis of 3-Decyl-thieno[3,2-b]thiophene-2-carboxylic acid (4) …………………………………………...……..…...16 2.2.5. Synthesis of 3-Bromo-6-decanylthieno[3,2-b]thiophene (5) ………………………………………………………………..17 2.2.6. Synthesis of Bis{2,2’-(3-bromo-6-decanylthieno[3,2-b] thienyl)} (6) …………...……………………………………..17 2.2.7. Synthesis of 3, 6-Didecanyl-9, 9’bis(ethyl)-bis(dithieno)silole (7)…………………………………………………………….18 2.2.8. Synthesis of 2, 7-dibromo-3, 6-Didecanyl-9, 9’ bis(ethyl)-bis(dithieno[3, 2-b:2’, 3’-d])silole (8)………………………19 2.3. Result and Discussion…………………………………………...20 2.3.1. Synthsis of poly[(3, 6-Didecanyl-9, 9’ bis(ethyl) bis(dithieno [3, 2-b:2’, 3’-d])silole)-2,6-diyl-alt-(2,1,3-benzothiadiazole)-4,7-diyl] (9) ………………………………………..………...20 2.3.2. Device fabrication…………………………………………...20 2.3.3. UV- Light Absorbance……………………………………...21 2.4. Conclusions………………………………………………………22 2.5. Reference………………………………………………………....33
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22039
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College of Engineering(공과대학) > Polymer Science and Engineering (고분자공학) > Theses(고분자공학 석박사 학위논문)
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