목차

제 1 장 서 론 1
제 2 장 이론적 배경 2
2. 1. 태양 에너지 2
2. 2. 고분자 태양전지 역사 4
2. 3. 고분자 태양전지의 구조 5
2. 4. 고분자 태양전지의 동작 원리 6
2. 5. 고분자 태양전지의 특성평가 10
2. 6. 표면 플라즈몬 공명 현상
(Surface Plasmon Resonance) 14
제 3 장 실험방법
3. 1. P3HT:PCBM 층 내 분산 가능한 금속 나노입자의 제조 및 이를 포함한 고분자 태양전지 소자의 특성에 관한 연구 19
3. 1. 1 Ag 나노 입자 합성 20
3. 1. 2. 고분자 태양전지 소자 제작 22
3. 2. Ag@SiO2@Au 삼중 코어-쉘 금속 나노입자의 제조 및
이를 포함한 고분자 태양전지 소자의 특성에 관한 연구 23
3. 2. 1. Ag@SiO2@Au 나노 입자 합성 24
3. 2. 2. 고분자 태양전지 소자 제작 27
3. 3. 분석방법 28
제 4 장 실험결과
4. 1. P3HT:PCBM 층 내 분산 가능한 금속 나노입자의 제조 및 이를 포함한 고분자 태양전지 소자의 특성에 관한 연구 29
4. 1. 1. Ag 나노입자 크기 및 흡광도 분석 29
4. 1. 2. FT-IR을 이용한 리간드 분석 31
4. 1. 3. 고분자 층의 Ag 나노입자 분산도 확인 33
4. 1. 4. 소자의 특성 확인 35
4. 1. 5. 고분자 층의 모폴로지 특성 39
4. 2. Ag@SiO2@Au 삼중 코어-쉘 금속 나노입자의 제조 및
이를 포함한 고분자 태양전지 소자의 특성에 관한 연구 42
4. 2. 1. Ag@SiO2@Au 나노입자의 구조 분석 42
4. 2. 2. 광 흡수도 분석 45
4. 2. 3. 고분자 층의 라만 스펙트럼 분석 47
4. 2. 4. 소자의 특성 확인 49
제 5 장 결론 54
참고문헌 57
Abstract 59
List of Tables
Table 1. Photovoltaic performance of P3HT:PCBM solar cells incorporating AgNPs at different concentrations
Table 2. Condition of reduction of Au nanoparticles of Ag@SiO2@Au core-shell nanoparticles
Table 3. Photovoltaic performance of polymer solar cells incorporating plasmonic nanoparticles
List of figures
Fig. 1. Scheme to show how the solar energy intercepted by the earth is redistributed.
Fig. 2. Schematic device structures of typical organic photo-voltaic cells (a) bi-layer structure and (b) bulk hetero-junction Structure.
Fig. 3. Illustration of the photovoltaic effect.
Fig. 4. A schematic representation of photon absorption, exciton generation and diffusion, and charge separation in three device structures of organic solar cell.
Fig. 5 . Process of photocurrent generation.
Fig. 6. I-V curve of a solar cell.
Fig. 7. Schematic representation of an electron density wave propagating along a metal ? dielectric interface.
Fig. 8. Schematic representation of (a) propagating plasmons and (b) localized surface plasmon resonance.
Fig. 9. Recent studies on plasmonic particles embedded in polymer photovoltaics.
Fig. 10. (a) A TEM image and (b) UV?isible absorption spectrum of organic ligands-decorated Ag nanoparticles (O-AgNP) (c) A TEM image and (d) UV?isible absorption spectrum of Ag nanoparticles stabilized by PVP (W-AgNP).
Fig. 11. FT-IR spectra of (a) O-AgNP and (b) W-AgNP.
Fig. 12. (a) Schematic illustration of an polymer solar cell structure incorporating Ag nanoparticles, TEM images of P3HT:PCBM films blended with (b) 1 wt% W-AgNP and O-AgNP at different concentration conditions; (c) 0.5 wt%, (d) 1 wt%, (e) 2 wt% and (f)5 wt%.
Fig. 13. (a) UV-vis spectra, (b) J-V characteristics, (c) EQE and (d) IQE spectra of organic solar cells blended with W-AgNPs and O-AgNPs at different concentrations.
Fig. 14. AFM images of P3HT:PCBM layers blended with (a) 0 % (reference) (b) 0.5 wt% (c) 1 wt%, (d) 2 wt% (e) 5 wt% O-AgNPs and (f) 1 wt% W-AgNPs.
Fig. 15. The schematic of preparation of Ag@SiO2@Au nanoparticles.
Fig. 16. (a) TEM images of (a) AgNP (b) Ag@SiO2 (C) Ag@SiO2@Au (d) Ag@SiO2@Au-1R (e) Ag@SiO2@Au-2R (f)Ag@SiO2@Au-3R.
Fig. 17. UV-vis spectra of plasmonic nanoparticles.
Fig. 18. Raman intensity of polymer incorporating plasmonic nanoparticles.
Fig. 19. Schematic illustration of inverted solar cell incorporating plasmonic nanoparticles.
Fig. 20. (a) J-V characteristics, (b) EQE, (b) IQE spectra and (c) Reflectance of organic solar cells incorporated with plasmonic nanoparticles.