To enhance the efficiency and stability of polymer solar cells, the research to modify and observe the characteristics of various acceptors has been conducted consistently. However, there is a few research for polymer donors ($P_Ds$) which needs more attention to utilize the adequate $P_D$ for various type of acceptors including polymer acceptor ($P_A$), non-fullerene small molecule acceptor (NFSMA), and fullerene. Here, the aggregation behaviors of $P_Ds$ were investigated according to two different system with $P_A$ and NFSMA. The strong aggregation behavior could affect the blend morphology and electrical properties as photovoltaic devices. For all-PSCs, the hugely aggregated $P_D$ led to severe phase separation and low short-circuit current density ($J_{sc}$) of device performance. In contrast, well-mixed but adequate charge pathway was obtained with aggregated $P_D$ blended with NFSMA, which induced the high $J_{sc}$ and charge mobility. The comprehensive understanding the effect of aggregated $P_D$ could shorten the cost to design the best system of polymer solar cells.
고분자 태양 전지의 효율과 안정성을 높이기 위해 다양한 수용체의 특성을 수정하고 관찰하는 연구가 일관되게 수행되어 왔습니다. 그러나, 많은 연구가 이루어진 플러렌 수용체와 고분자 공여체의 모폴로지에 대한 연구에 비해, 고분자 수용체와 논풀러렌 단분자 수용체에 대한 적절한 고분자 공여체를 활용하는 연구는 아직 확실한 결론을 도출하지 못한 상황입니다. 해당 논문에서는, 고분자 수용체 및 논풀러렌 수용체를 갖는 2개의 상이한 시스템에 따라 고분자 공여체의 응집 거동을 연구하였습니다. 고분자 공여체의 강한 응집 거동은 광변환 소자가 작동하기에 매우 중요한 역할을 하는 광활성층의 블렌드 형성 및 소자의 전기적 특성에 매우 큰 영향을 줄 수 있습니다. 고분자 수용체를 이용하는 전고분자 태양전지의 경우, 과한 응집력을 보이는 고분자 공여체는 수용체와의 블렌드에서 심각한 상 분리 및 낮은 단락 전류 밀도로 인한 저조한 소자 성능을 초래했습니다. 대조적으로, 논풀러렌 단분자 수용체와 블렌딩된 고분자 공여체는 균일하게 혼합되었으며 충분한 전하 경로가 얻어졌고, 이는 높은 전류와 전하 이동성을 가져왔습니다. 응집력이 강한 고분자 공여체의 효과에 대한 포괄적인 이해는 최상의 태양 전지 시스템을 설계하는 데 많은 발전을 야기할 수 있습니다.
