• 제목/요약/키워드: Regioregular polymer

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Effects of Carrier Mobility on Photocurrent Generation in $TiO_2/Poly$(alkylthiophene) Photovoltaic Devices

  • Song, Mi-Yeon;Kim, Kang-Jin;Kim, Dong-Young
    • Macromolecular Research
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    • 제14권6호
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    • pp.630-633
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    • 2006
  • In heterojunction photovoltaic devices of $ITO/TiO_2/poly$(3-alkylthiophene)/Au, the photo current was characterized at different temperatures for different alkyl chain lengths and regioregularities: regiorandom, regioregular poly(3-hexylthiophene), and regioregular poly(3-dodecylthiophene). The regioregularity and alkyl chain length affected the photovoltaic characteristics due to differences in hole-carrier transportation. The drift charge mobilities of these devices were analyzed by the space-charge-limited current theory using the relation between the dark current and the bias voltage. The photocurrent in the devices based on poly(3-alkylthiophene)s decreased rapidly below the temperature at which the drift charge mobility was $10^{-5}\;cm^2/V{\cdot}s$.

Magnetic and Magneto-Optical Properties of Conjugated Polymers: A New Frontier

  • Gangopandhyay, Palash;Foerier, Stijn;Vangheluwe, M.;Koeckelberghs, Guy;Verbiest, Thiery;Persoons, Andr
    • 한국고분자학회:학술대회논문집
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    • 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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    • pp.23-24
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    • 2006
  • Magnetic and magneto-optical properties of regioregular (>99%) poly(3-dodecylthiopenes are investigated. Faraday rotation of spin-coated films show extremely large Verdet constants, falling strongly with decreasing regioregularity. EPR spectroscopy at room temperature shows the presence of about 1 spin/190 monomers, indicative of delocalisation beyond a single polymer chain. SQUID measurements on the polymer give an effective magnetic moment of about 48900 mB, corrsponding to a S-value of 25.000. The Weiss-constant is 1.33 K indicating ferromagnetic coupling. Our experimental results show that organic polymer magnets can be prepared. Large MO effects allow the use of these materials in all-organic MO-sensors and devices.

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AAO 템플레이트을 이용한 균일한 공액고분자 나노와이어 (Fabrication and Characterization of Conjugated Polymer Nanowires with Uniformed Size)

  • 김동윤;김동유;노용영
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권2호
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    • pp.205-208
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    • 2014
  • 본 논문에서는 유기전자소자의 반도체 물질로 많이 사용되는 poly(9,9-dioctylflurorene) (PFO), poly(9,9-dioctylfluorene-co-benthiadiazole) (F8BT), (regioregular poly(3-hexylthiophene) (P3HT)를 기반으로 하는 균일한 크기와 특성을 가지는 고분자 나노와이어를 AAO 템플레이트를 이용하여 대량으로 제작하였다. 제작된 나노와이어는 결점이 없이 깨끗한 표면을 보였으며, 약 250~300 nm의 지름과 ${\sim}30{\mu}m$의 일정한 길이를 가지고 있었다. 나노와이어들은 스프레이 분사 방법을 통하여 유리 기판 위에 균일하게 분사할 수 있었으며, PFO와 F8BT 나노와이어의 경우 UV 빛의 조사하에 각각 나노와이어의 전체에 걸쳐서 왜곡없이 밝은 yellow와 blue luminescence를 보였다.

$TiO_2$ 나노 입자의 중간 전극을 이용한 직렬 적층형 유기 태양 전지 (Solution-processed Polymer Tandem Cells Using Nano Crystalline $TiO_2$ Interlayer)

  • 정원석;주병권;고민재;박남규;김경곤
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.444-444
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    • 2008
  • For the polymer tandem cell, simple and advantaged solution-based method to electron transport intermediate layer is presented which are composed $TiO_2$ nanoparticles. Device were based on a regioregular Poly(3-hexylthiophene)(P3HT) and [6,6]-phenyl $C_{61}$ butyric acid methyl ester($PC_{60}BM$) blend as a donor and acceptor bulk-heterojunction. For the middle electrode interlayer, the $TiO_2$ nanoparticles were well dispersed in ethanol solution and formed thin layer on the P3HT:PCBM charge separation layer by spin coating. The layer serves as the electron transport layer and divides the polymer tandem solar cell. The open-circuit voltage (Voc) for the polymer tandem solar cells was closed to the sum of those of individual cells.

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고분자 태양전지의 결정구조와 특성의 상관성 (Correlation Between Crystal Structure and Properties in Polymer Solar Cells)

  • 김정용
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권1호
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    • pp.88-93
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    • 2008
  • 지역규칙성 폴리3핵실티오펜과 용해성 플러렌 블렌드로 이루어진 벌크이종접합 고분자 태양전지를 제작하였다. 고분자 블렌드 필름에 대한 열처리 효과가 필름의 결정 구조와 자외선/가시광선 흡수스펙트럼에 주는 영향을 조사하였다. 그 후, 열처리에 의한 필름의 결정구조와 태양전지 효율의 상관관계를 연구하였다. 그 결과, $150^{\circ}C$에서 열처리한 필름이 분자간 상호작용 및 결정성측면에서 최적이었으며, 이 때, 고분자 태양전지의 에너지 전환 효율은 3.2 %이었다.

서로 다른 위치 규칙성을 가지는 두 개의 Poly(3-hexylthiophene) 공액 고분자를 기반으로 한 고분자 복합 박막의 구조와 전기적 특성에 대한 연구 (Study on the Morphologies and Electrical Properties in Polymer Blend Thin-Films Based on Two Poly(3-hexylthiophene) Conjugated Polymers with Different Regio-regularities)

  • 정강훈;Nann Aye Mya Mya Phu;박래수;윤정우;고영운;장민철
    • Composites Research
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    • 제36권5호
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    • pp.349-354
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    • 2023
  • Poly(3-hexylthiophene) (P3HT)는 유기 용매에서 높은 용해도를 가지고 있으면서 상대적으로 쉽게 구할 수 있는 공액 고분자 중 하나이다. 그러나, 전자소자의 활성 소재로써 전기적 특성은 실제로 응용하기에는 부족하므로 추가 개선이 필요하다. 본 연구에서는, 서로 다른 위치 규칙성 (regio-regularity)을 가지는 두 P3HT 고분자 (즉, regioregular (RR) P3HT 및 regio-random (RRa) P3HT)를 혼합하여 혼합 박막의 전하 전달 특성을 크게 향상시킬 수 있음을 보여준다. 두 P3HT 고분자 간 비율을 변화시킴으로써 혼합 박막의 구조적 및 전기적 특성을 체계적으로 조사하였으며, 원자 힘 현미경(AFM), X선 회절(XRD) 및 UV-vis 흡수분광법을 사용하여 혼합 필름의 구조 및 광전자적 특성을 평가하였다. 혼합 박막의 결정성은 RRa-P3HT 함량이 20 wt%로 증가함에 따라 증가하였으며, 이후 80%까지 증가함에 따라 감소하였다. 전하 이동도의 경향성 또한 이와 같았으며, 20 wt%의 RRa-P3HT를 포함하는 혼합 박막의 전하 이동도는 가장 높은 0.029 cm2/V·s로 측정되었고 함량이 80 wt%까지증가함에따라 0.0007 cm2/V·s 로감소하였다.

P3HT:PCBM의 고분자 유기박막태양전지의 특성연구 (Properties of bulk-hetro junction polymer solar cells with P3HT:PCBM active layer)

  • 장성규;최재영;김근호;공수철;장호정
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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    • pp.488-490
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    • 2010
  • 최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정 에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그중에서 태양정지는 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반 영구적인 수명을 가지고 있어 미래에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 P3HT(regioregular poly(3-hexylthiophene))와 PCBM(fullerene derivative [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)을 전자 도너와 억셉터 물질을 하나의 브랜드로 광 활성층을 형성하는 BHJ(bulk hetero junction)구조를 갖는 고분자 유기 박막 태양전지를 각각 Toluene, Mono-Chlorobenzene, Dichlorobenzene에 $60^{\circ}C$, 200rpm으로 약 12시간동안 1wt%로 교반(Stirring)한 후에 중량비(1:1 wt%)로 혼합하여 스핀코팅(Spin-coating)으로 제작하였고, 완성된 소자의 광활성층 면적은 0.04cm2이며, $150^{\circ}C$에서 후속 열처리 공정을 통해 특성 향상이 측정 되었다. 태양전지 소자 구조는 Glass / ITO / PEDOT:PSS / P3HT : PCBM / Al이다. 전류-전압, FF(Fill Factor), 변환효율 측정을 위해 solar simulator를 AM1.5 조건(100 mW/cm2)으로 이용하였으며, 소자의 최대 전류밀도는 12mA/$cm^2$, 개방전압은 0.566V이고 F.F(Fill Factor)는 55.2%이고 변환효율은 3.7%이다. 후속 열처리후 더욱 좋은 성능을 갖게 되었고, 최대 효율은 Dichl orobenzene일 때 이다.

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P3HT:PCBM 활성층을 갖는 유기 박막태양전지의 후속 열처리 효과 (The Post Annealing Effect of Organic Thin Film Solar Cells with P3HT:PCBM Active Layer)

  • 장성규;공수철;장호정
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.63-67
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    • 2010
  • 본 연구에서는 P3HT와 PCBM 물질을 전자도너와 억셉터 광활성층 물질로 사용하여 벌크이종접합 구조를 갖는 Glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT-PCBM/Al 구조의 유기박막태양전지를 제작하였다. P3HT와 PCBM은 각각 0.5 wt%의 농도로 톨루엔 용액에 용해하였다. 광활성층 농도를 최적화하기 위하여 P3HT:PCBM= 3:4, 4:4, 4:3 wt%의 농도비로 소자를 제작하고, 농도비에 따른 전기적 특성을 조사하였다. 또한 활성층의 후속열처리 온도가 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. P3HT와 PCBM의 농도비가 4:4 wt%의 비율에서 가장 우수한 전기적 특성을 나타내었으며, 이때 단락전류밀도 ($J_{SC}$), 개방전압 ($V_{OC}$), 및 충실인자 (FF)는 4.7 $mA/cm^2$, 0.48 V 및 43.1%를 각각 나타내었다. 또한 전력변환효율(PCE)은 0.97%의 값을 얻었다. 최적화된 농도비를 갖는 태양전지 소자에 대해 $150^{\circ}C$에서 5분, 10분, 15분, 20분간 후속 열처리를 실시한 결과 P3HT 전자도너의 흡광계수가 증가하는 경향을 보였다. 후속 열처리 조건이 $150^{\circ}C$에서 15분인 경우 전기적 특성이 열처리 하지 않은 소자에 비해 특성이 개선되었다. 즉, 이때의 전기적 특성은 $J_{SC},\;V_{OC}$, FF, PCE의 값이 각각 7.8 $mA/cm^2$, 0.55 V, 47%, 2.0%를 나타내었다.