메뉴 건너뛰기
.. 내서재 .. 알림
소속 기관/학교 인증
인증하면 논문, 학술자료 등을  무료로 열람할 수 있어요.
한국대학교, 누리자동차, 시립도서관 등 나의 기관을 확인해보세요
(국내 대학 90% 이상 구독 중)
로그인 회원가입 고객센터 ENG
주제분류
인문학
인문학 일반 역사학 철학 종교학 어문학 기타 인문학
사회과학
사회과학 일반 경영학 관광학 교육학 군사학 문헌정보학 법학 사회학 신문방송학 심리과학 정치외교학 지리학 행정학 경제학 무역학 인류학 기타 사회과학
자연과학
자연과학 일반 물리학 생물학 생활과학 수학·통계학 천문학 지구과학 화학 기타 자연과학
공학
공학 일반 건축공학 기계공학 산업공학 재료·에너지공학 전기전자공학 조선해양공학 화학공학 컴퓨터학 기타공학
의약학
의학 일반 간호학 수의학 약학 한의학 기초의학 임상의학 기타 의약학
농수해양학
농수해양학 일반 농학 수산학 식품과학 임학 축산학 해상운송학 기타 농수해양학
예술체육학
예술 일반 디자인 미술 미용 사진 음악학 의상 체육 공연매체예술 기타 예술체육학
복합학
학제간연구 과학기술학 뇌인지과학 기술정책 기타 복합학

ENG

추천
검색

논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

김정현 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수
진성호
발행연도
2023
저작권
부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수1

표지
AI에게 요청하기
추천
검색

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2023

Synthesis and Characterization of New Non-Fullerene Acceptors with Inner Chain Engineering for High Performance Organic Solar Cells
김정현 화학소재학과 2023.01 학위논문

2022

Rhodanine End-groups on Non-Fullerene Acceptor for Highly Efficient Organic Solar Cells
김정현 ,  타바마니 구굴라한트 ,  박정현 외 3명 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2022.10 학술대회자료
Benzotriazole based Non-fullerene Acceptors with Rhodanine End-group for Non-fullerene Organic Solar Cells
김정현 ,  진성호 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2022.04 학술대회자료

초록· 키워드

오류제보하기
유기태양전지는 가볍고 유연한 소자 제작과 저비용 대량생산 공정이 가능해 재생에 너지 자원으로서 주목을 받고 있다. 지난 몇 년 전부터 비풀러렌 전자수용체의 소자 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 벤조트리아졸 부분에 n-헥 실 체인이 치환된 골격을 기반으로, 말단그룹에는 강한 전자받개인 에틸-로다닌이 도 입되어 있는 이너체인의 길이가 다른 비풀러렌 수용체 BTUDR, BTUD-HD-R를 설계하고 합성하였다. 각 합성 단계별 단량체의 확인은 1H NMR과 13C NMR을 통해 이루어졌다. 합성된 전자수용체의 열적, 광학적 및 전기화학적 특성을 평가하여 태양전지 물질로서 활용 가능성을 확인하였다. 우리의 연구에 따르면 두가지의 비풀러렌 수용체 모두 좋 은 전하 이동성과 표면 형태를 나타낸다. 흥미롭게도 PM6:Y7 기반의 삼성분계 유기태 양전지로 측정해 보았을 때, BTUDR은 0.84 V 개방 회로 전압, 27.23 mA/cm2 단락 전류 밀도, 73.85%의 충진 계수를 포함한 17.15%의 우수한 전력 변환 효율을 보여주었고, BTUD-HD-R의 경우 0.85 V의 개방 회로 전압, 26.82 mA/cm2의 단락 전류 밀도 그리고 72.01%의 충진 계수를 포함한 16.60%의 전력 변환 효율을 보여주었다. 더 나아가 대 면적에서의 유기태양전지효율을 측정해보았다. BTUDR의 경우 7.13%, BTUD-HD-R의 경 우 7.89%로 우수한 전력 변환 효율을 보였다. 이를 통해 비풀러렌 전자수용체의 이너 체인 조절은 미래의 태양전지 응용 분야에 대한 잠재성을 보이며, 전력 변환 효율을 개선하기 위한 중요한 전략으로 간주된다.
#태양 전지[太陽電池] #전기 화학[電氣化學] #수용체[受容體]

목차

1. Introduction 1
2. Theory 4
2.1. Organic solar cells 4
2.2. Ternary organic solar cells 7
2.2.1. Energy transfer model 7
2.2.2. Charge transfer model 8
2.2.3. Parallel model 8
2.2.4. Alloy model 8
2.3. Working principle of organic solar cells 11
2.3.1. Light absorption and exciton generation 11
2.3.2. Exciton diffusion 12
2.3.3. Excition dissociation 12
2.3.4. Charge transport and collection 13
2.4. Performance parameters of organic solar cells 15
2.4.1. Open-circuit voltage (Voc) 15
2.4.2. Short-circuit current density (Jsc) 15
2.4.3. Fill factor (FF) 16
2.4.4. Power conversion efficiency (PCE) 17
2.5. Non-fullerene acceptors 18
3. Experimental. 23
3.1. Materials and instruments 23
3.2. Synthetic route of non-fullerene acceptors 24
3.2.1. Synthesis of 2H-benzo[d][1,2,3]triazole (1) 24
3.2.2. Synthesis of 2-hexyl-2H-benzo[d][1,2,3]triazole (2) 24
3.2.3. Synthesis of 4,7-dibromo-2-hexyl-2H-benzo[d][1,2,3]triazole (3) 24
3.2.4. Synthesis of 4,7-dibromo-2-hexyl-5,6-dinitro-2H-benzo[d][1,2,3]triazole (4) 25
3.2.5. Synthesis of tributyl(6-undecylthieno[3,2-b]thiophen-2-yl)stannane (5) 25
3.2.6. Synthesis of 2-hexyl-5,6-dinitro-4,7-bis(6-undecylthieno[3,2-b]thiophene-2-yl)-2H-benzo[d][1,2,3]triazole (6) 26
3.2.7. Synthesis of 6-hexyl-3,9-diundecyl-12,13-dihydro-6H-thieno[2'''',3'''':4'',5'']thieno [2'',3'':4,5] pyrrolo[3,2-g]thieno[2'',3'':4,5]thieno[3,2-b][1,2,3]triazolo[4,5-e]indole (7) 27
3.2.8. Synthesis of 12,13-bis(2-ethylhexyl)-6-hexyl-3,9-diundecyl-12,13-dihydro-6H-thieno [2'''',3'''':4'',5'']thieno[2'',3'':4,5]pyrrolo[3,2-g]thieno[2'',3'':4,5]thieno[3,2-b][1,2,3]triazolo[4,5-e]indole (8a) 27
3.2.9. Synthesis of 6-hexyl-12,13-bis(2-hexyldecyl)-3,9-diundecyl-12,13-dihydro-6H-thieno [2'''',3'''':4'',5'']thieno[2'',3'':4,5]pyrrolo[3,2-g]thieno[2'',3'':4,5]thieno[3,2-b][1,2,3]triazolo[4,5-e]indole (8b) 28
3.2.10. Synthesis of 12,13-bis(2-ethylhexyl)-6-hexyl-3,9-diundecyl-12,13-dihydro-6H-thieno [2'''',3'''':4'',5'']thieno[2'',3'':4,5]pyrrolo[3,2-g]thieno[2'',3'':4,5]thieno[3,2-b][1,2,3]triazolo[4,5-e]indole-2,10-dicarbaldehyde (9a) 28
3.2.11. Synthesis of 6-hexyl-12,13-bis(2-hexyldecyl)-3,9-diundecyl-12,13-dihydro-6H-thieno [2'''',3'''':4'',5'']thieno[2'',3'':4,5]pyrrolo[3,2-g]thieno[2'',3'':4,5]thieno[3,2-b][1,2,3]triazolo[4,5-e]indole-2,10-dicarbaldehyde (9b) 29
3.2.12. Synthesis of (5E,5''E)-5,5''-((12,13-bis(2-ethylhexyl)-6-hexyl-3,9-diundecyl-12,13-dihy dro-6H-thieno[2'''',3'''':4'',5'']thieno[2'',3'':4,5]pyrrolo[3,2-g]thieno[2'',3'':4,5]thieno[3,2-b][1,2,3] triazolo[4,5-e]indole-2,10-diyl)bis(methanylylidene))bis(3-ethyl-2-thioxothiazolidin-4-one)(BTUDR) 29
3.2.13. Synthesis of (5E,5''E)-5,5''-((6-hexyl-12,13-bis(2-hexyldecyl)-3,9-diundecyl-12,13-dihy dro-6H-thieno[2'''',3'''':4'',5'']thieno[2'',3'':4,5]pyrrolo[3,2-g]thieno[2'',3'':4,5]thieno[3,2-b][1,2,3] triazolo[4,5-e]indole-2,10-diyl)bis(methanylylidene))bis(3-ethyl-2-thioxothiazolidin-4-one)(BTUD-HD-R) 30
3.3. Fabrication of non-fullerene organic solar cells 32
3.4. Measurement and characterization of non-fullerene organic solar cells 33
4. Results and Discussion 34
4.1. Synthesis and characterization 34
4.2. Thermal properties 37
4.3. Optical properties 39
4.4. Electrochemical properties and DFT analysis 42
4.5. Photovoltaic properties of non-fullerene organic solar cells 46
4.6. Hole and electron mobility studies 53
4.7. Surface morphology of non-fullerene organic solar cells 56
4.8. Contact angle studies 58
5. Conclusion 60
Reference 61
요약 67

최근 본 자료

전체보기

댓글(0)

0