IAAL로 제작된 3차원 나노 입자 구조물을 통한 유기 태양 전지의 성능 개선

Abstract

본 연구는 ion-assisted aerosol lithography를 통해 구현한 3차원 나노 입자 구조물을 유기 태양 전지에 적용시켜 유기 태양 전지의 성능 향상을 도모하고자 한다. 3차원 나노 입자 구조물은 polymer 기반 유기 태양 전지의 후면 전극 아래에 놓인다. 사용하는 polymer의 종류는 P3HT 와 DT-PDPP2T-TT이다. 3차원 나노 입자 구조물은 후면 전극 아래에 놓임에 따라 후면 전극과 active layer 사이의 계면 면적을 증가시켜 전하 수집 효율을 증가시키며 series resistance를 감소시킨다. 그리고 유기 태양 전지에 입사한 빛이 3차원 나노 입자 구조물에 의해 난반사되어 빛의 optical path lengths를 증가시키며, 결과적으로 active layer 안에서의 전하 발생률을 증가시킨다. 결과적으로 3차원 나노 입자 구조물을 적용한 유기 태양 전지는 기존 reference 유기 태양 전지 대비 광전류 발생이 증가했으며, 이는 3차원 나노 입자 구조물을 적용한 유기 태양 전지의 성능 개선을 가져왔다. 추가적으로 3차원 나노 구조물의 크기 차이에 따른 유기 태양 전지의 성능 변화도 확인하였다.