Synthesis and Characterization of New Organic Hole Transporting Material for Efficient Perovskite and Organic Solar Cells with Long-Term Stability :높은 효율과 안정성을 갖는 페로브스카이트 및 유기 태양전지용 전공수송 물질의 합성 및 평가

신성민

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자료유형: 학위논문

저자정보: 신성민 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: 진성호

발행연도: 2017

저작권: 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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2017

Novel Organic Small Molecule Hole Transporting Material for High Performance Flexible Inverted-type Planar Perovskite and Organic Solar Cells

신성민 , 제갈영순 , 진성호 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2017.04 학술대회자료

Synthesis and Characterization of New Organic Hole Transporting Material for Efficient Perovskite and Organic Solar Cells with Long-Term Stability

신성민 화학소재학과 2017.01 학위논문

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페로브스카이트 태양전지는 높은 흡광 계수, 넓은 흡수 스펙트럼, 높은 전하 이동성 및 우수한 반도체 특성으로 인해 매우 각광받는 태양광 수집 물질로서 태양전지 분야에서 빠르게 성장해 왔습니다. 이러한 페로브스카이트를 이용한 태양전지는 무기 태양전지와 비교했을 때 플랙시블, 웨어러블 한 디바이스를 구현이 가능하고, 대면적, 낮은 제조 단가의 장점을 가지고 있어 기존의 값비싼 무기 태양전지를 대체할 만한 것으로 평가되고 있습니다. 하지만 아직 에너지 변환 효율은 무기 태양전지에 비해 많이 낮습니다. 또한 공기 중 수분에 의한 손상 역시 문제가 되고 있어 이를 해결하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있습니다.
본 연구에서는 우리는 고효율 용액 처리 된 i-PSC와 BHJ IOSCs에 대해 새로운 저분자 유기 정공 수송 물질로 N-(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-7-(4-(bis(4-methoxyphenyl)amino)phenyl)-N-(7-(4-(bis(4-methoxyphenyl)amino)phenyl)-9,9-dioctyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9-dioctyl-9H-fluoren-2-amine (CzPAF-TPA)를 디자인하였고 합성하였습니다. 합성한 물질은 1H NMR, UV-visible spectroscopy, Thermogravimetric Analysis (TGA), Cyclic Voltammetry (CV) 등으로 물성을 평가하였습니다. CzPAF-TPA를 용액 공정 처리하여 i-PSC 및 BHJ IOSC 태양전지를 제작, 평가하였고 i-PSC에서 Voc = 0.90 V, Jsc = 18.97 mA/cm2, FF = 72.83 %로 PCE = 12.46 %의 전력 변환 효율을 나타냈고 BHJ IOSCs에서 Voc = 0.79 V, Jsc = 17.32 mA/cm2, FF = 56.70 %로 PCE = 7.52 %의 전력 변환 효율을 보여 주었으며 벤치 마크 물질인 PEDOT:PSS 보다 뛰어난 안정성을 나타냈습니다.

#태양전지 #유기태양전지

I. Introduction 1
II. Theory 6
2.1. Organic Solar cells 6
2.1.1. Importance of Solar cells 6
2.1.2. Principle of Organic Solar cells 6
2.1.3. Characteristics of Organic Photovoltaic Cells 9
2.2. Perovskite Solar Cells 13
2.2.1. History of Perovskite solar cells 13
2.2.2. Basis of Perovskite 15
2.2.3. Structure and working principle of Perovskite solar cells 17
III. Experimental 20
3.1 Materials and Methods 20
3.2 Synthesis of CzPAF-TPA 21
3.3 Fabrication of flexible Solar Cells 24
3.3.1 Fabrication of flexible i-PSCs 24
3.3.2 Fabrication of flexible BHJ IOSCs 25
IV. Results and Discussion 26
4.1 Synthesis and Characterization 26
4.2 Photophysical Properties 28
4.3 Electrochemical Properties and Theoretical Study 30
4.4 Charge transporting Properties 31
4.5 Photovoltaic Performances of flexible PSCs 32
4.6 Photovoltaic Performances of flexible BHJ IOSCs 38
4.7 Stability study of PSCs and BHJ IOSCs 42
V. Conclusions 44
VI. References 45
Abstract 47

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