본 논문에서는 유기태양전지의 광활성층 물질로 일반적으로 사용 중인 전자주개물질인 P3HT와 전자받개물질인 PCBM, ICBA를 사용하여 P3HT:PCBM, P3HT:ICBA 용액을 이용하였다. 광활성층의 두께는 무게 분율에 따른 용액의 점도를 다르다는 것을 착안하고, 스핀코터의 회전속도를 다르게 하여 용액 공정을 통해 박막의 두께가 변화시켰다. Glass/ITO/PEDOT:PSS/Active layer/LiF/Al 구조로 소자를 제작하였고, 제작한 소자를 ...
본 논문에서는 유기태양전지의 광활성층 물질로 일반적으로 사용 중인 전자주개물질인 P3HT와 전자받개물질인 PCBM, ICBA를 사용하여 P3HT:PCBM, P3HT:ICBA 용액을 이용하였다. 광활성층의 두께는 무게 분율에 따른 용액의 점도를 다르다는 것을 착안하고, 스핀코터의 회전속도를 다르게 하여 용액 공정을 통해 박막의 두께가 변화시켰다. Glass/ITO/PEDOT:PSS/Active layer/LiF/Al 구조로 소자를 제작하였고, 제작한 소자를 조광 상태에서 전류-전압을 측정하여 각각 파라미터들을 비교 분석하였다. UV-Visible spectrometer를 이용하여 광활성층에 필름상태의 흡광도를 확인 하였고 두께가 내부 morphology에 영향을 미친다는 것을 볼 수 있었다. 또한 외부양자효율을 측정하여 흡광 스펙트럼과의 상관관계를 분석한 결과, 흡광 스펙트럼은 두께가 증가 할수록 흡수량이 선형적으로 증가하는 것을 볼 수 있지만 실제로 제작한 소자의 외부양자효율은 광활성층을 포함한 소자의 각 층의 계면에서 흡수되는 빛의 파장과 계면에서 입사, 반사가 이루어져 광전기장 간섭이 일어나 흡광 스펙트럼과 다른 결과를 확인 하였다. 본 실험을 통해 유기태양전지에서 광활성층의 두께로 인한 연구로 내부적인 작동원리 이해와 광 모델링을 통한 최적화된 조건으로 유기태양전지 발전에 기여 할 것이다.
본 논문에서는 유기태양전지의 광활성층 물질로 일반적으로 사용 중인 전자주개물질인 P3HT와 전자받개물질인 PCBM, ICBA를 사용하여 P3HT:PCBM, P3HT:ICBA 용액을 이용하였다. 광활성층의 두께는 무게 분율에 따른 용액의 점도를 다르다는 것을 착안하고, 스핀코터의 회전속도를 다르게 하여 용액 공정을 통해 박막의 두께가 변화시켰다. Glass/ITO/PEDOT:PSS/Active layer/LiF/Al 구조로 소자를 제작하였고, 제작한 소자를 조광 상태에서 전류-전압을 측정하여 각각 파라미터들을 비교 분석하였다. UV-Visible spectrometer를 이용하여 광활성층에 필름상태의 흡광도를 확인 하였고 두께가 내부 morphology에 영향을 미친다는 것을 볼 수 있었다. 또한 외부양자효율을 측정하여 흡광 스펙트럼과의 상관관계를 분석한 결과, 흡광 스펙트럼은 두께가 증가 할수록 흡수량이 선형적으로 증가하는 것을 볼 수 있지만 실제로 제작한 소자의 외부양자효율은 광활성층을 포함한 소자의 각 층의 계면에서 흡수되는 빛의 파장과 계면에서 입사, 반사가 이루어져 광전기장 간섭이 일어나 흡광 스펙트럼과 다른 결과를 확인 하였다. 본 실험을 통해 유기태양전지에서 광활성층의 두께로 인한 연구로 내부적인 작동원리 이해와 광 모델링을 통한 최적화된 조건으로 유기태양전지 발전에 기여 할 것이다.
In this work, the effect of photoactive layer’s thickness on organic solar cell made from P3HT as an electron donor material and from PCBM or ICBA as an acceptor material was studied. The active layer’s thickness is controlled by adjusting the concentration of the blended donor/acceptor solution and...
In this work, the effect of photoactive layer’s thickness on organic solar cell made from P3HT as an electron donor material and from PCBM or ICBA as an acceptor material was studied. The active layer’s thickness is controlled by adjusting the concentration of the blended donor/acceptor solution and rotation speed of spin coating process. The structure of the studied organic solar cells is Glass/ITO/PEDOT:PSS/Active layer/LiF/Al. The current-voltage measurement of as-fabricated devices with a light irradiation was carried out and the device performance was compared and analyzed by means of typical solar cell parameters. Thickness of active layer affects internal morphology being confirmed by UV-Visible absorption spectra estimated with an UV-Visible spectrometer. Moreover, the external quantum efficiency was used to clarify the correlation between the absorption spectra and device performances. Absorption of thin films increases linearly with the increase of active later thickness while the External Quantum Efficiency(EQE) as well as device’s current density does not increase linearly with the thickness of active layer. This could be explained by the optical effect, e.g. reflection and interference caused by the layer-by-layer structure of the device. In this study, a series of organic solar cells with various thickness values were prepared and characterized optically and electronically for understanding of internal effect on the device performance upon varying of active layer thickness in order to optimize the optical property of organic solar cell and contribute for higher power generation efficiency of devices.
In this work, the effect of photoactive layer’s thickness on organic solar cell made from P3HT as an electron donor material and from PCBM or ICBA as an acceptor material was studied. The active layer’s thickness is controlled by adjusting the concentration of the blended donor/acceptor solution and rotation speed of spin coating process. The structure of the studied organic solar cells is Glass/ITO/PEDOT:PSS/Active layer/LiF/Al. The current-voltage measurement of as-fabricated devices with a light irradiation was carried out and the device performance was compared and analyzed by means of typical solar cell parameters. Thickness of active layer affects internal morphology being confirmed by UV-Visible absorption spectra estimated with an UV-Visible spectrometer. Moreover, the external quantum efficiency was used to clarify the correlation between the absorption spectra and device performances. Absorption of thin films increases linearly with the increase of active later thickness while the External Quantum Efficiency(EQE) as well as device’s current density does not increase linearly with the thickness of active layer. This could be explained by the optical effect, e.g. reflection and interference caused by the layer-by-layer structure of the device. In this study, a series of organic solar cells with various thickness values were prepared and characterized optically and electronically for understanding of internal effect on the device performance upon varying of active layer thickness in order to optimize the optical property of organic solar cell and contribute for higher power generation efficiency of devices.
주제어
#Organic photovoltaic active layer thickness optical modeling P3HT:PCBM P3HT:ICBA
학위논문 정보
저자
안재학
학위수여기관
건국대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
화학과 물리화학
지도교수
임찬
발행연도
2014
총페이지
vii, 59 p.
키워드
Organic photovoltaic active layer thickness optical modeling P3HT:PCBM P3HT:ICBA
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