초록 ▼

ㅇ 연구개요
본 연구에서는 유기태양전지의 핵심 구성 요소인 반도체성 고분자가 다양한 환경에서 산화되는 메커니즘을 규명하고, 또한 반도체성 고분자의 산화에 의한 전자 구조 및 광학적 성질의 변화를 연구하여, 산화 정도와 실제 유기태양전지 효율과의 관계를 정립하고자 하였음.

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
세부적으로는 아래와 같은 연구 목표 대비 연구 성과를 본 과제에서 도출함.
연구목표 1 : P3HT의 산화물 박막 표면에서의 산화 거동 고찰
연구결과 : 반도체성 고분자 (P3HT) 층을 산화물 박막위

ㅇ 연구개요
본 연구에서는 유기태양전지의 핵심 구성 요소인 반도체성 고분자가 다양한 환경에서 산화되는 메커니즘을 규명하고, 또한 반도체성 고분자의 산화에 의한 전자 구조 및 광학적 성질의 변화를 연구하여, 산화 정도와 실제 유기태양전지 효율과의 관계를 정립하고자 하였음.

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
세부적으로는 아래와 같은 연구 목표 대비 연구 성과를 본 과제에서 도출함.
연구목표 1 : P3HT의 산화물 박막 표면에서의 산화 거동 고찰
연구결과 : 반도체성 고분자 (P3HT) 층을 산화물 박막위에 증착 시킨 뒤. 가시광선을 조사하는 조건에서 산화 거동에 대해서 in-situ 광전자 분광법을 이용하여 연구함. 가시광선의 파장을 제어해가며 산화 거동을 연구함. 또한 소수성 고분자 박막의 산화 거동 및 안정성에 대한 연구를 진행함.
연구목표 2 : P3HT의 산화와 전자 다이나믹스의 관계 규명
연구결과 : P3HT의 산화에 대한 연구에서 가시광선을 흡수하여 광학적으로 들뜬 고분자에 형성된 전자-정공쌍이 고분자의 산화를 개시하는 메커니즘을 제시함. 또한 산화과정을 통한 P3HT의 전자적, 광학적 성질 변화를 규명함.
연구목표 3 : PTB7의 산화물 박막 표면에서의 산화거동 고찰
연구 결과 : 1차년도 연구 결과와 이전의 선행 연구 결과들을 바탕으로 새로운 연구 방향을 설정함. 반도체성 고분자층을 산화물 표면위에 증착시킴에 있어서 산화물 기하학적 구조의 변화를 주며, 고분자의 산화 거동에 대해서 in-situ 광전자 분광법을 이용하여 연구함. 특히 광전자 분광법은 각도 분해능 기법을 이용하였으며, 이외에 ex-situ UV/VIS 흡수 분광법을 이용하여 연구를 수행하여, 반도체성 고분자층의 표면과 내부의 상이한 산화 정도를 규명하고, 그 원인을 밝혀냄.
연구목표 4 : PTB7의 산화와 전자 다이나믹스의 관계 규명
연구결과 : 위의 실험 데이터를 분석하여 반도체성 고분자의 산화 메커니즘을 체계적으로 규명하고, 가시광선을 흡수한 전도성 고분자에 형성된 전자-정공 쌍에 의해 전도성 고분자의 산화가 개시 및 진행되는 메커니즘을 규명함. 이러한 산화 과정에서 유기물/무기물 계면의 구조 변화가 산화에 미치는 영향을 연구하고, 그 원인에 대한 메커니즘을 제시함.
연구목표 5 : 전도성 고분자와 PCBM 과의 혼합층 형성후의 고분자의 산화거동 고찰
연구결과: Electron Donor/Acceptor 혼합층을 유리기판 위에 형성시킨 뒤 이의 가시광선 조사 조건에서의 산화 거동을 donor 고분자만 있는 경우와 비교 연구함.
연구목표 6: PCBM 과의 혼합층 형성후의 고분자의 산화와 전자다이나믹스의 관계 규명.
연구결과: P3HT와 P3HT/PCBM의 산화거동의 비교 연구를 통하여, 가시광선을 흡수하여 형성된 전자/정공쌍이 P3HT의 산화반응을 개시하는 속도가 PCBM 의 존재 유무에 따라서 차이가 나는 원인이 전자 동력학적인 원인에 기인한 것으로 제안함.

ㅇ 연구개발결과의 중요성
본 연구 결과는 유기 태양전지의 고분자 산화거동과 에너지 전환과정에 대한 핵심적인 이해를 제공함. 유기태양 전지의 광활성 물질의 초기 산화 메커니즘을 규명함으로써, 산화를 막을 수 있는 방법을 제시하는데, 중요한 정보를 제공함.
광활성 전도성 고분자의 산화거동 및 그 표면전자구조에 대한 원천 지식을 제공함으로써 향후 유기태양전지 뿐만 아니라 전도성 고분자를 기반으로 하는 유기전자기기 성능 및 수명 거동에 대한 이해도를 크게 증진시켰음.


(출처 : 연구결과 요약문 3P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 11
• 1차년도 핵심 결과 ... 11
• 2차년도 핵심 결과 ... 15
• 3차년도 핵심 결과 ... 19
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 21
• 4. 참고문헌 ... 22
• 5. 연구성과 ... 23
• 대표적 연구실적 ... 28
• 끝페이지 ... 45