The morphology of polymer donor and acceptor is in charge of critical roles in the performance of all-polymer solar cells (All-PSCs). Thus post-treatments such as additive, annealing, and solvent annealing are used for optimizing film morphology. Nevertheless, these treatments are very sensitive methods, so forming optimizing morphology without treatment is essential. Herein, we suggest a simple solution by extending conjugation with well-transition of aggregate from solution to film. Specifically, we introduce PBDB-Bz which is derivatives from PBDB-T by enlarging conjugation region. In all-PSCs, PBDB-Bz : P(NDI2OD-T2) acheived 8.6% of power conversion efficiency (PCE) at room temperature and increment of 9.5% at 60℃ fabrication condition compared to 7.4% of PBDB-T : P(NDI2OD-T2). In particular, morphology of PBDB-Bz : P(NDI2OD-T2) can be improved by optimizing solution and coating temperature. Our work provides detailed design with charateristic analysis for revealing relation between aggregation and film morphology
유기태양전지 제작 시 용액 공정을 기반으로 하고, 용액 상태에서 필름 상태에서의 변환 과정에서의 중간 과정에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 필름 생성 이후에 결정성과 거동 향상을 위해서 첨가제, 공정 후 가열, 용매 증기 어닐링 등 후처리 공정이 이루어 지곤 한다. 하지만 이는 매우 세밀한 공정으로, 약간의 변이만으로 전기적 성능의 차이가 극심하기 때문에 상용화에 있어서 큰 제약이다. 이를 해결하고자 본 연구에서는 용액 상태에서 선행 고분자에 비해 분자간 상호작용이 우수한 전도성 고분자를 합성하였고, 용액 상태의 특성을 극대화 하기 위해 공정시 기판의 온도를 조절하였다. 합성된 Bz-BDD 고분자를 전-고분자 광활성층의 전자 주개로 사용하였을 때 선행 고분자인 T-BDD 고분자의 단순 공정 효율인 7.4%보다 우수한 8.5%라는 높은 광전변환효율을 구현하였다. 공정 과정 최적화 중 기판 온도를 조절하였을 시 9.4%라는 효율을 보임으로써 본 고분자의 우수성과 함께 용액 상태의 특성의 중요함을 확인하였다.
