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고분자 태양전지 및 이의 제조방법
Polymer Solar Cell and Method of forming the same
출원번호 : 1020130013834 / 20130207
등록번호 : 1014716130000 / 20141204
광주과학기술원 박지웅,한민구,김형수


초록

네크워크 구조를 가지는 전자주게영역과 전자주게영역 외곽을 감싸는 실리카 박막영역을 가지는 광활성층이 포함된 고분자 태양전지가 개시된다. 전자주게 고분자, 전자받게 고분자 및 블록공중합체의 혼합에 의해 전자주게 고분자들은 자기조립 현상에 의해 고분자 결정립들로 형성된다. 또한, 열처리 공정에서 블록공중합체에 포함된 실리카 전구체는 상호간에 가교반응을 일으키고, 가교반응에 의해 실리카 박막으로 형성된다. 실리카 박막을 통해 전자주게영역에서 발생된 전자는 터널링되고, 정공은 터널링이 차단된다. 따라서, 전자받게영역에서의 전자와 정공의 재결합은 방지된다.


대표청구항
하부 전극;
상기 하부 전극 상에 형성된 정공전달층;
상기 정공전달층 상에 형성되는 광활성층; 및
상기 광활성층 상에 형성되는 상부 전극을 포함하며,
상기 광활성층은,
전자주게 고분자들의 결정립들로 이루어진 전자주게영역;
상기 전자주게 고분자들의 결정립들의 가장자리에 위치한 실리카 전구체들의 가교결합에 의해 형성되어 상기 전자주게영역의 외곽에 형성된 실리카 박막영역; 및
상기 실리카 박막영역에 접하는 전자받게영역을 포함하고,
상기 실리카 전구체들은 하기의 화학식들로 표시되는 고분자들 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고분자 태양전지.
[화학식 1]

상기 화학식 1에서 n은 1 내지 3의 자연수이고, Si 원소에 결합된 methoxy 그룹의 수가 3미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 2]

상기 화학식 2에서 n은 1 내지 3인 자연수이며, Si 원소에 결합된 ethoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 3]

상기 화학식 3에서 n은 1 내지 3인 자연수이고, Si 원소에 결합된 isopropoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 4]

상기 화학식 4에서 n은 1 내지 3의 자연수이고, Si 원소에 결합된 methoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 5]

상기 화학식 5에서 n은 1 내지 3의 자연수이며, Si 원소에 결합된 ethoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 6]

상기 화학식 6에서 n은 1 내지 3의 자연수이며, Si 원소에 결합된 isopropoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 7]

상기 화학식 7에서 n은 1 내지 3의 자연수이다.
[화학식 8]

상기 화학식 8에서 n은 1 내지 3의 자연수이다.
실리카 전구체로 사용되는 Allyl 계열은 하기의 화학식에 따른다.
[화학식 9]

상기 화학식 9에서 n은 1 내지 12의 자연수이고, Si 원소에 결합된 methoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 10]

상기 화학식 10에서 n은 1 내지 12인 자연수이며, Si 원소에 결합된 ethoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 11]

상기 화학식 11에서 n은 1 내지 12의 자연수이고, Si 원소에 결합된 methoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 12]

상기 화학식 12에서 n은 1 내지 12인 자연수이며, Si 원소에 결합된 ethoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
실리카 전구체로 사용되는 Isocyanate 계열은 하기의 화학식에 따른다.
[화학식 13]

상기 화학식 13에서 n은 1 내지 12의 자연수이고, Si 원소에 결합된 methoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.
[화학식 14]

상기 화학식 12에서 n은 1 내지 12인 자연수이며, Si 원소에 결합된 ethoxy 그룹의 수가 3 미만이면, Si 원소에 결합되는 나머지 그룹은 methyl 그룹이다.

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