Recently, the problem of device stability has become an important issue for the commercialization of organic solar cells. The stability problems arise from the reduction of device performance due to various causes such as heat, light, moisture, and oxygen under the condition that the device is driven, and the all-polymer solar cells (all-PSCs) show excellent characteristics in terms of stability. Especially, the mechanical stability of the active layer is very important for the application to the flexible device, and unlike the fullerene-based organic solar cells which is occurred crack even at a low tensile strain, the all-PSCs have excellent mechanical properties. However, all-PSCs show relatively low power conversion efficiency (PCE) of 6 to 8% compared with the fullerene-based organic solar cells showing more than 10% PCE. In this thesis, we introduced a new small molecule additive into all-PSCs, and investigated the electrical properties, morphological properties, and optical properties of the all-PSCs. Finally, based on the results, we successfully enhanced performance of all-PSCs by control of the crystalline packing structure of polymer blends.
최근 유기태양전지의 상용화를 위한 과제로써 소자의 안정성 문제가 중요한 이슈로 대두되고 있다. 안정성 문제는 소자가 구동하는 조건하에서 열, 빛, 수분, 산소 등 여러가지 원인들로 인한 소자 효율의 감소에서 기인하는데, 전-고분자 태양전지는 이러한 안정성 측면에서 우수한 특성을 보인다. 특히, 유연성 소자로의 응용을 위해서 활성화 층의 기계적 안정성이 매우 중요한데, 낮은 신장력에도 균열이 발생하는 풀러렌 기반 유기태양전지와 달리, 전-고분자 태양전지는 우수한 기계적 특성을 보이고 있다. 다만 풀러렌 기반 유기태양전지가 10% 이상의 높은 광전환 효율을 보이는데 비해, 전-고분자 태양전지는 6~8% 수준의 광전환 효율을 보이고 있어서 이를 극복하기 위한 연구가 필요하다. 본 학위논문에서는 새로운 저분자 첨가제를 도입하여 전-고분자 태양전지의 전기적 특성과 나노구조 및 광학적특성 변화를 관찰하고, 고분자의 결정성 조절을 통해 다양한 전-고분자 태양전지의 성능을 성공적으로 향상시켰다.
