In this contribution, I investigated the effects of end-groups in Noncovalently-fused backbone small molecule electron acceptors on crystallinity, optoelectrical properties and performance of organic solar cells. The small molecule electron acceptors were synthesized with different end-groups and called Triazole-IC, Triazole-ICBr and Triazole-IC2Cl whose end-groups were hydrogen, monobromine and dichlorine atom. Introducing halogen atoms were expected to develop dipole moment within molecular structure which increase intermolecular interaction between them and enhance optoelectrical properties. The Triazole-IC4Cl showed improved molecular properties among other acceptors and those directly influenced on the performance of the organic solar cell devices. As a result, the device fabricated with Triazole-IC4Cl acceptor enable the maximum power conversion efficiency (PCE) of 9.22%. Thus, noncovalent interaction strategy can be effective approach to design small molecule acceptors.
본 연구에서는 비공유결합으로 연결된 주쇄를 갖는 단분자 전자 받개에 다른 종류의 말단기가 도입되었을 때 결정성, 광학적 및 전기적 특성 그리고 유기태양전지의 성능에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 말단기에 수소, 1개의 브롬 그리고 2개의 염소 할로겐 원소가 도입된 유도체를 이용하여 합성된 단분자 전자 받개를 Triazole-IC, Triazole-ICBr 그리고 Triazole-IC4Cl로 명명하였다. 할로겐 원소의 도입은 분자 내 강한 Dipole 모멘트를 형성하여 분자간 상호작용을 향상시키고, 광활성층에 도입되었을 때 광학적 그리고 전기적 성능 또한 향상시킬 것으로 예상된다. 합성된 단분자 전자 받개 중 Triazole-IC4Cl에서 발현되는 분자 특성이 태양전지 소자 성능에 직접적으로 영향을 미치는 것으로 확인하였다. 결과적으로, Triazole-IC4Cl 단분자 전자 받개가 적용된 유기태양전지 소자에서 9.22%의 효율을 구현할 수 있었다. 그러므로, 비공유결합 상호작용을 이용한 전략은 단분자 전자 받개의 분자 구조를 고안하는데 좋은 접근법이 될 수 있다.
