유기 태양 전지는 유기 물질을 활성 층으로 사용하여 햇빛을 흡수하고 전기를 생성하는 박막 광전지 (PV) 장치입니다. 용매 공정은 유기 태양 전지의 제조에서 중요한 단계이다. 용매의 선택은 활성 층의 형태 및 특성에 크게 영향을 줄 수 있기 때문이다.
이 연구에서 OIST 연구자들은 폴리 (3- 헥실 티오펜) (P3HT) 및 [6,6]-페닐 -C61- 부티르산 메틸 에스테르 (PCBM)의 혼합에 기초하여 유기 태양 전지의 구조 및 성능에 대한 상이한 용매 혼합물의 효과를 조사했다. 그들은 활성 층의 형태 및 특성을 특성화하기 위해 방목 연구 기술 소형 X- 선 산란 (GISAX), 원자력 현미경 (AFM) 및 광 발광 (PL) 분광기를 포함한 실험 기술의 조합을 사용했습니다.
연구자들은 용매 혼합물의 선택이 P3HT :PCBM 블렌드의 상 분리 및 결정도에 상당한 영향을 미친다는 것을 발견했다. 그들은 클로로 벤젠과 1,8- 디오 오 옥탄 (DIO)의 혼합물을 사용하여 클로로 벤젠 단독을 사용하는 것과 비교하여보다 현저한 상 분리 및 더 높은 결정도를 초래한다는 것을 관찰했다. 이 개선 된 형태는 충전 캐리어 전송 향상 및 더 나은 장치 성능을 초래하여 5%이상의 PCE (Power Converial Efficiency)를 초래했으며, 이는 솔루션 처리 P3HT :PCBM 태양 전지에 대해 가장 높은 것으로보고되었습니다.
이 연구는 유기 태양 전지의 제조에서 용매 선택의 중요성을 강조하고 용매 유발 형태와 장치 성능 사이의 관계에 대한 통찰력을 제공합니다. 용매 혼합물을 제어함으로써, 활성 층의 위상 분리 및 결정도를 최적화하여 유기 태양 전지에서 전하 수송 및 더 높은 전력 전환 효율을 초래할 수있다.
이 연구의 주요 저자 인 Masaki Taniguchi 박사는“우리의 연구 결과는 용매 혼합물, 활성 층 형태 및 유기 태양 전지의 장치 성능 사이의 복잡한 상호 작용에 대해 밝혔다. "이 지식은 맞춤형 형태로 고성능 유기농 세포를 설계하고 제조하여 차세대 태양 광 기술에 대한 광범위한 채택을 가능하게 할 수 있습니다."
