발명의명칭:정공수송재료및이를포함하는광� �소자 기술분야

[1] 정공수송재료및이를포함하는광전소자에관한 것이다.

배경기술

[2] 태양전지는광에너지를이용하여 전기에너지로변환시켜주는대표적인

광전소자이다.태양전지는결정질및다결정질� �리콘계를포함하는 1세대 태양전지，유기태양전지，염료감웅태양전지 및화합물반도체박막태양전지를 포함하는 2세대태양전지，그리고양자점을포함하는 3세대태양전지로구분될 수있다ᅳ

[3] 이중,양자점태양전지는양자점의소재특성으� �인해최근많은연구가

이루어지고있다.양자점 (quantum dot)은단일물질이밴드갭이상의파장을 전영역에서흡수하는특징을가지고있으며，보 어반지름 (bohr radius)이하의 크기로양자구속화 (quantum confinement)를통해낮은밴드갭을가지는벌크 물질의 밴드갭을쉽게제어할수있다.또한，양자점은� �은유전상수로인해 생성된액시톤이쉽게전자와정공으로분리될수 있으며，하나의광자 (photon)가 다수의 엑시톤을생성하는다증여기자 (MEG, multiple exciton generation)의 생성이가능할뿐더러，용액공정올통해저가공 정으로구현가능하다.

[4] 그러나현재까지개시된양자점 태양전지의경우에는양자점간의결정립계 문제등으로인하여발생되는전하들이손실및왜 곡되는현상때문에

광전변환효율이상대적으로낮다는문제점이 있었다.이에，양자점 태양전지의 광전변환효율을높이기위한연구가지속적으로 이루어지고있는실정이다. 발명의상세한설명

기술적과제

[5] 본발명의 일구현예는,태양전지등광전소자의광전변환� �율 (PCE)를

향상시킬수있는정공수송재료및이를포함하는 광전소자를제공하고자한다.

[6] 나아가，본발명의 일구현예의정공수송재료를포함하는광전소자 는안정성이 향상될수있다.

과제해결수단

[7] 본발명의 일구현예는,비전도성고분자매트릭스;및상기 비전도성고분자 매트릭스내위치하는탄소나노류브와정공수송 물질의복합체；를포함하는 것인정공수송재료를제공한다.

[8] 상기 비전도성고분자는，폴리 (메틸메타크릴레이트) (poly(methyl methacrylate),

PMMA),에틸렌 -비닐아세테이트 (ethylene-vinyl acetate, EVA),폴리비닐 클로라이드 (polyvinyl chloride, PVC),폴리에틸렌 (polyethylene, PE),

폴리카보네이트 (polycarbonate, PC),폴리부틸렌 (Polybutylene, PB),또는이들의 혼합물인것일수있다.

[9] 상기정공수송물질은, P3HT(poly(3-hexylthiophene)),

P3AT(poly(3-alkylthiophene)), P30T(poly(3-octylthiophene), PEDOT:PSS

(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)poly(styrenesulfonate)),또 는이들의혼합물인 것일수있다.

[10] 상기탄소나노류브는，단일벽탄소나노튜브 (single wall carbon nanotube,

SWCNT)인것일수있다.

[11] 본발명의다른일구현예는,투명전극;상기투명� ��극상에위치하는

전자수송층;상기전자수송층상에위치하는광� �성층;상기광활성층상에 위치하는정공수송층;및상기정공수송층상에� �치하는대향전극을포함하고， 상기정공수송층은，비전도성고분자매트릭스 ;및상기비전도성고분자 매트릭스내위치하는탄소나노튜브와정공수송 물질의복합체；를포함하는 것인광전소자를제공한다.

[12] 상기비전도성고분자는，폴리 (메틸메타크릴레이트) (poly(methyl methacrylate), PMMA),에틸렌-비닐아세테이트 (ethylene-vinyl acetate, EVA),폴리비닐 클로라이드 (polyvinyl chloride, PVC),폴리에틸렌 (polyethylene, PE),

폴리카보네이트 (polycarbonate, PC),폴리부틸렌 (Polybutylene, PB),또는이들의 흔합물인것일수있다.

[13] 상기정공수송물질은， P3HT(poly(3-hexylthiophene)),

P3AT(poly(3-alkylthiophene)), P30T(poly(3-octylthiophene), PEDOT:PSS

(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)poly(styrenesulfonate)),또 는이들의혼합물인 것일수있다.

[14] 상기탄소나노튜브는,단일벽탄소나노류브 (single wall carbon nanotube,

SWCNT)인것일수있다.

[15] 상기광활성층은，양자점층인것일수있다.

[16] 상기양자점은， CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe, PbS _x S _ei . _x (0<x<l), Bi ₂ S ₃ , Bi ₂ Se ₃ , InP, InCuS ₂ , In(CuGa)Se ₂ , Sb ₂ S ₃ , Sb ₂ Se ₃ , SnS _x (l<x<2), NiS, CoS, FeS _x (l<x<2), In ₂ S ₃ , MoS , MoSe,또는이들의흔합물을포함하는것일수있다.

[17] 상기양자점은,표면에무기리간드를포함하는� �일수있다.

[18] 상기무기리간드는， Iodide인것일수있다.

[19] 상기 전자수송층은， Ti0 ₂ , Sn0 ₂ , ZnO, W0 ₃ , Nb ₂ 0 ₅ , TiSr0 ₃ , ln ₂ 0 ₃ ,또는이들의 흔합물을포함하는것일수있다.

[20] 상기정공수송층의두께는， 40nm이상및 200nm이하인것일수있다.

[21] 상기광활성층의두께는， 150nm이상및 300nm이하인것일수있다.

발명의효과

[22] 본발명의일구현예의정공수송재료는,태양전� �둥광전소자의광활성층에서 형성된정공에대한선택적수송능력이뛰어나， 광전소자의광전변환효율을 향상시킬수있다.

[23] 또한,본발명의일구현예의정공수송재료의독� �한형태에의하여，빛의

흡수능이향상될수있으며,이를포함하는광전� �자의안정성이향상될수 있다.

도면의간단한설명

[24] 도 1은본발명의일구현예의 태양전지의모식도이다.

[25] 도 2는실시예에서제조된태양전지의주사전자현� �경사진이다.

[26] 도 3는실시예의제조과정중 SWNT/P3HT용액이드랍코팅된표면의

투과전자현미경사진이다.

[27] 도 4는실시예및비교예의 태양전지의 전기적특성측정데이터이다.

[28] 도 5는실시예및비교예의 태양전지의빛흡수율측정 데이터이다.

[29] 도 6은실시예및비교예의태양전지의안정성평가� �이터이다.

발명의실시를위한형태

[30] 다른정의가없다면본명세서에서사용되는모든 용어 (기술및과학적용어를 포함)는본발명이속하는기술분야에서통상의� �식을가진자에게공통적으로 이해될수있는의미로사용될수있을것이다.명� �서 전체에서어떤부분이 어떤구성요소를 "포함"한다고할때，이는특별히반대되는기재� ��없는한다른 구성요소를제외하는것이아니라다른구성요소 를더포함할수있는것을 의미한다.또한단수형은문구에서특별히언급� �지않는한복수형도포함한다.

[31] 본명세서에서소개되는도면들은당업자에게본 발명의사상이충분히 전달될 수있도록하기위해예로서제공되는것이다.따� �서，본발명은이하제시되는 도면들에한정되지않고다른형태로구체화될수 도있으며，이하제시되는 도면들은본발명의사상을명확히하기위해과장 되어도시될수있다.또한 명세서전체에걸쳐서동일한참조번호들은동일 한구성요소들을나타낸다.

[32] 본명세서에서층，막,영역，판등의부분이다� �부분 "위에"또는 "상에"

있다고할때，이는다른부분 "바로위에"있는경우뿐아니라그중간에또다른 부분이 있는경우도포함한다.

[33]

[34] 본발명의 일구현예는，비전도성고분자매트릭스;및상� � 비전도성고분자 매트릭스내위치하는탄소나노류브와정공수송 물질의복합체；를포함하는 것인정공수송재료를제공하며，본발명의다른 일구현예로，이를포함하는 광전소자를제공한다.상기광전소자 (100)는구체적으로，도 1에 예시된바와 같이투명전극 (20);상기투명전극 (20)상에위치하는전자수송층 (30);상기 전자수송층 (30)상에위치하는광활성층 (40);상기광활성층 (40)상에위치하는 정공수송층 (50);및상기정공수송층 (50)상에위치하는대향전극 (60);을 포함하고，상기정공수송층 (50)이상기정공수송재료를포함하는것일수있� �.

[35] 상기광전소자 (100)는,태양전지일수있으나，이에한정하는것 은아니고태양 전지 이외의다양한광전소자 (100)일수있다.이하,상기광전소자 (100)가 태양전지인경우를예로들어설명한다.

[36] 상기탄소나노튜브와정공수송물질의복합체는 ，탄소나노튜브및

정공수송물질이상기비전도성고분자매트릭스 에균일하게분산된

형태이거나，구체적으로상기정공수송물질이 탄소나노류브를감싸고 (wrapped) 있는형태일수있다.다만，이러한형태에한정� �는것은아니다.이와같이 탄소나노류브및정공수송물질이복합체를이루 면서,복합체들이매트릭스 내에분산됨에따라정공수송경로가형성될수있 고，탄소나노튜브가정공의 선택적인전달향상에기여하는것으로생각된다 .

[37] 전자기준에너지밴드다이어그램상태양전지를 구성하는각층 (투명 전극, 전자수송층,광활성층，정공수송층,대향전극) 의에너지 레벨은광전자및 광정공의자발적분리및자발적이동에영향을미 친다.이때상기

정공수송재료를정공수송층 (50)으로포함하는태양전지에서 ,이러한각층의 에너지 레벨의매칭성이향상되어，광활성층 (40)에서만들어진정공의선택적인 전달효율이향상될수있다.이에,태양전지의단� ��전류밀도가현저히 향상되어，광전변환효율 (PCE)이현저히향상될수있다.또한태양전지의 개방 전압이향상되고，전자및정공을포함하는캐리 어 (carrier)의수명 (life time)이 증가되어,전자와정공의재결합 (recombination)이감소하고，이는곧

단락전류밀도의향상으로이어질수있다.

[38] 또한,상기정공수송층 (50)은광활성층 (40)과의보강간섭을통해광흡수율을 향상시킬수있다.나아가，정공수송층 (50)이탄소나노튜브를포함함에따라 형성되는물리적인구조에의해,광흡수율이향� �되어광전변환효율이향상될 수있다.구체적으로，정공수송층 (50)내탄소나노류브는빛을산란 (scattering) 시켜태양전지내에서빛의이동경로를확장시킬 수있다.그결과，입사된광의 전지내이동경로가증가하고,전지밖으로반사� �는양이감소하며， 광흡수율이증가할수있다.

[39] 상기 정공수송층 (50)이비전도성고분자매트릭스를포함함에따� �,태양

전지의구동안정성이향상될수있다.태양전지� �의수분또는산소의유입은 양자점 태양전지의경우광활성층 (50)인양자점층내양자의

나노결정 (nanocrystal)표면및표면의 리간드에표면결함을일으킬수있다. 이러한표면결함에따라캐리어의재결합 (recombination)이유발되는등의 문제가발생하여，전지효율이 저하될수있다.그러나，비전도성고분자 매트릭스를정공수송층 (50)에포함함에따라,수분또는산소의유입이차� ��될 수있다.이에，전지의구동안정성이향상되어� �장기간높은효율을유지할수 있는고수명특성을나타낼수있다.

[40] 상기비전도성고분자는，전기절연성고분자로 서，폴리 (메틸메타크릴레이트) (poly(methyl methacrylate), PMMA),에틸렌-비닐아세테이트 (ethylene-vinyl acetate, EVA),폴리비닐클로라이드 (polyvinyl chloride, PVC),폴리에틸렌 (polyethylene, PE),폴리카보네이트 (polycarbonate, PC),폴리부틸렌 (Polybutylene, PB),또는이들의흔합물인것일수있다.보다구체� ��으로는 PMMA인것일수 있다.다만，이에한정하는것은아니고,탄소나� ��튜브및정공수송물질의 복합체를내부에분산시킬수있는매트릭스형태 의물성을가짐으로써상술한 효과를구현할수있다면，다른고분자매트릭스 의채용이가능하다.

[41] 상기정공수송물질은，유기정공수송물질일수 있으며，구체적으로는티오펜계 유기물일수있다.보다구체적으로는 P3HT(poly(3-hexylthiophene)),

P3AT(poly(3-alkylthiophene)), P30T(poly(3-octylthiophene), PEDOT:PSS

(Poly (3 ,4-ethylenedioxythiophene)poly (styrenesulfonate)), ΞΕ 이들의혼합물일수 있다.보다구체적으로는 P3HT(!K)ly(3-hexyUhiophene)일수있다.그러나，상기 정공수송물질은정공수송기능을수행할수있는 다른유기정공수송물질의 채용이가능할수있으며,이에한정하는것은아� �다.

[42] 상기탄소나노류브는,다증벽탄소나노류브 (multi wall carbon nanotube,

MWCNT),또는단일벽탄소나노류브 (single wall carbon nanotube, SWCNT)인 것일수있으나,이에한정하는것은아니다.다만, 단일벽탄소나노튜브인것인 바람직할수있는데，이는단일벽탄소나노튜브 는직경, 2차원탄소격자의 대칭성등의구조에의해금속성및 p-type반도체성질을갖기때문이다.

[43] 상기 정공수송층 (50)은상기광활성층 (40)상에 ,탄소나노튜브및

정공수송물질을포함하는전구체용액을도포한 뒤,곧이어비전도성고분자 용액을도포및건조함으로써형성할수있다.상� �전구체용액의용매는 사용되는정공수송물질의종류에따라적절히 채용될수있다.예를들면， 정공수송물질이 PEDOT:PSS인경우물을포함하는극성용매를이용할 수 있으며，정공수송물질이 P3AT인경우톨루엔，클로로벤젠，클로로폼과� �은 무극성용매를이용하여전구체용액을제조할수 있다.상기비전도성고분자 용액에서，비전도성고분자가 PMMA인경우예시적인용매로클로로벤젠을 사용할수있다.

[44] 상기전구체용액의코팅은,탄소나노튜브및정� �수송물질의복합체가

균일하게분산될수있도록드랍코팅 (drop coating)방식으로코팅할수있으나, 이에한정하는것은아니다.상기비전도성고분� �용액의도포는，통상적인

^' 도포방법에의할수있다.예를들어,스핀코팅 (spin coating),딥코팅 (dip coating), 스프레이코팅 (spray coating),드롭핑 (dropping),디스편！싱 (dispensing),

프린팅 (printing),닥터블레이드 (doctor blade),랭뮤어블로젯 (Langmuir Blodgett) 등의공정을이용할수있으나이에한정하는것은 아니다.

[45] 상기정공수송층 (50)의두께는,광활성층 (40)과대향전극 (60)이물리적으로 안전하게분리되며원활한정공의전달이 이루어지는두께일수있다.구체적 일 예로,정공수송층 (50)의두께는 40nm내지 200 nm일수있다.

[46] 상기 태양전지에서，상기광활성층 (40)은양자점층인것일수있다.이에,본 발명의 일구현예에따른정공수송재료를포함함으로써 ，양자점 태양전지의 광전변환효율을향상시킬수있다.

[47] 상기 양자점은， CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe, PbS _x Se,. _x (0<x<l), Bi ₂ S ₃ , Bi ₂ Se ₃ , InP, InCuS ₂ , In(CuGa)Se ₂ , Sb ₂ S ₃ , Sb ₂ Se ₃ , SnS _x (l<x<2), NiS, CoS, FeS _x (l≤x<2), In ₂ S ₃ , MoS , MoSe,또는이들의흔합물을포함하는것일수있으� ��，이에한정하는 것은아니다.또한,상기양자점은상기물질에주� ��율표상 13족에서선택되는 원소가도핑된물질일수있다.

[48] 또한，상기양자점은양자점의안정적인용매분 산상을확보하기위해표면에 계면활성제역할을하는올레산 (oleic acid),올레아민 (oleyamine)둥의리간드를 더포함할수있다.그러나，상기리간드는전도� �이 없기때문에전자와정공의 이동에대해저항으로작용할수있다.이를방지� �기위해，상기양자점은 길이가짧은리간드로리간드치환된것을사용할 수있다.이에,양자점간의 거리를좁혀，양자점사이의접촉저항을줄일수 있다.구체적으로，상기 양자점은표면에무기물질인요오드화물 (iodide)리간드를포함할수있다.상기 요오드화물 (iodide)리간드를포함함으로써,캐리어 (carrier)의이동도 (mobility)가 향상되어,태양전지의전지특성이향상될수있� �.다만,리간드의종류를이에 한정하는것은아니다.

[49] 상기양자점은보다구체적으로표면에 iodide리간드를포함하는 PbS

양자점일수있나,이에한정하는것은아니다.

[50] 상기 iodide리간드를포함하는 PbS양자점은,올레이트와같은유기 리간드가 형성된양자점을리간드교환반웅 (ligand exchange reaction)처리하여제조할수 있다.비한정적인예시로，표면에올레이트와� �은유기 리간드가형성된 PbS 양자점을메틸암모니움아이오다이드 (methylammonium iodide)용액과 흔합시키는방식에의해제조될수있다.이후，� �기표면처리된양자점을 포함하는용액을상기전자수송층 (30)상에도포및건조시켜 양자점층을 형성시킬수있다.도포는통상적인도포방법에� �할수있다.예를들어， 스핀코팅 (spin coating),딥코팅 (dip coating),스프레이코팅 (spray coating), 드롭핑 (dropping),디스펜싱 (dispensing),프린팅 (printing),닥터블레이드 (doctor blade),탱뮤어블로젯 (Langmuk Blodgett)등의공정을이용할수있으나이에 한정하는것은아니다.

[51] 상기광활성층 (40)의두께는， 150nm이상및 300nm이하인것일수있으나, 이에한정하는것은아니다.

[52] 상기전자수송층 (30)은, Ti0 ₂ , Sn0 ₂ , ZnO, W0 ₃ , Nb ₂ 0 ₅ , TiSr0 ₃ , ln ₂ 0 ₃ .또는

이들의흔합물이거나，상기물질들에주기율표 상 15족에서선택되는원소가 도핑된물질일수있다.다만，이에한정하는것� �아니다.

[53] 상기전자수송층 (30)은해당물질을포함하는전구체용액을상기� �명 전극 상에도포및건조시켜형성시킬수있다.도포는� �상적인도포방법에의할수 있다.예를들어，스핀코팅 (spin coating),딥코팅 (dip coating),스프레이코팅 (spray coating),드롭핑 (dropping),디스 싱 (dispensing),프린팅 (printing), 닥터블레이드 (doctor blade),랭뮤어블로젯 (Langmuir Blodgett)등의공정을 이용할수있으나이에한정하는것은아니다.

[54] 상기전자수송층 (30)의두께는태양전지의효율을고려하여 50nm내지 150nm 일수있으나，이에한정하는것은아니다.

[55] 상기본발명의 일구현예의 태양전지는상기투명전극 (20)의하부에

위치하는투명기판 (10)을더포함할수있다.투명기판 (10)은기판상부의 구조물을지지하기위한지지체의 역할을수행하며광이투과되는기판이면 사용가능하다.일예로,리지드기판으로유리기� ��을들수있으며,플렉시블 기판으로포함하는폴리에틸렌테레프탈레이트 ，폴리이미드,

폴리에틸렌나프탈레이트，폴리카보네이트， 폴리프로필렌，

트리아세틸셀를로오스，폴리에테르술폰기판 등을들수있다.다만이에 한정하는것은아니다.

[56] 상기투명기판상에위치하는투명전극 (20)은,인듐주석산화물 (indium tin oxide),불소 -도핑주석산화물 (fluorine doped tin oxide),알루미늄 -도핑 아연 산화물 (aluminum doped zinc oxide),인듐아연산화물 (indium zinc oxide)등을 포함할수있으나，이에한정하는것은아니다.

[57] 상기대향전극 (60)은，백금,금，알루미늄,은，티타늄，크름 ,니켈등을포함할 수있으며，동일금속의단일층，또는서로다른 금속을포함하는다층구조를 가질수있다.다만，이에한정하는것은아니다.

[58] 상기대향전극 (60)은,상기정공수송층 (50)상에증착방식을통해형성될수 있으며,예를들면，물리적증착또는화학적중� �방식에의해형성될수있으며， 열증착에의해형성될수있다.다만，이에한정� �는것은아니다.또한，전극의 목적하는형상에따라패터닝공정이부가될수있 다.

[59]

[60] 이하본발명의바람직한실시예및비교예를기재 한다.그러나하기실시예는 본발명의바람직한일실시예일뿐본발명이하기 실시예에한정되는것은 아니다.

[61]

[62] 제조예

[63]

[64] (1) PbS콜로이달양자점의합성

[65] 10g의 1-옥타데센 (1-octadecene)에 2.1mm이의 PbO와 5.7mm이의올레익산 (oleic add)를흔합한후，진공에서 90°C에서 2시간동안유지하였다.이후，흔합액의 온도를 105 ^o C로조절하고， 5g의 1-옥타데센에 1mm이의

비스 (트리메틸실릴)설파이드 (bis(trimethylsilyl)su de)가혼합된용액을 투입하여교반한후,상온에서 냉각하였다.이렇게제조된올레이트리간드가 형성된 PbS양자점을원심분리를통해회수하였으며 ,세척용액은순서대로 아세톤，핵산，두차례의메탄올을사용하였다 .최종적으로 50mg/ml의농도로 옥탄 (octane)에분산시켰다.

[66]

[67] (2) PbS콜로이달양자점의리간드교환 (ligand exchange)

[68] 상기 (1)에서제조된 PbS콜로이달양자점 0.8mL에용매인옥탄을가하여, lOmg/ml농도의 4mL용액으로희석하였다.이희석액을강한교반� �에 0.63M의 메틸암모니움아이오다이드 (methylammonium iodide)용액 (용매는

N,N-di methylformamide, DMF)과흔합하였다.옥탄에서 DMF로 PbS나노입자의 이동이완료된후,옥탄을이용해원심분리를통� � 3차례세척하였다.마지막 세척 이후옥탄을제거 한후, 0.2mL의를루엔으로용매를교체한후，원심분리� �� 재차수행한뒤,얻어진나노입자침전물을질소� �위기에서건조하였다.이후， 160uL의뷰틸아민 (butylamine)을투입하여용해시켰다.

[69]

[70] (3) ZnO나노입자의합성

[71] 125 ml메탄올에 13.4mmol의 Zinc acetate dihydrate이녹아있는용액과， 65ml의 메탄올에 26.9mm이의 potassium hydroxide가녹아있는용액을제조하고，각각 60°C에서교반하였다.이후,상기 potassium hydroxide용액을상기 Zinc acetate dehydrate용액에점적투입 (dropwise)하고, 2.5시간동안 60°C에서교반하였다.

[72] 이후,제조된 ΖιιΟ나노입자를메탄올을이용해 2차례원심분리로세척하고， 5ml의클로로폼 (chloroform)및 5ml의메탄올의흔합액에녹였다.

[73]

[74] (4)단일벽탄소나노류브P3HT용액의제조

[75] Chlorobenzene에 P3HT를첨가하여 0.6jng/ml의농도의용액으로제조하고, SWCNT 2.5mg을첨가하였다.이용액을냉각하면서 Ultra-sonication을 10분간 실시하였다.이후, Chlorobenzene 5ml를첨가하였다. 10000g로 8분간

원심분리기를이용해상층액을회수하였다.회� �한용액에 Toluene 10ml를 첨가하고， 70°C에서 30분간방치하였다.용액을꺼내 16000g로 4분간원심분리를 하고，침전물을회수하였다.위과정을 5번반복하였다.최종침전물의무게에 맞춰 1:8의비율로 Chloroform에분산한다.만들어진용액을 10%의 power로 2분간 Ultra-sonication과정을거친후사용하였다.

[76]

[77] 실시예

[78] ITO코팅된유리기관상에상기제조예의 (3)에서제조된 ZnO용액을

2000rpm으로 30초동안스핀코팅한후, 100°C에서 10분간건조하여 lOOnm의 전자수송층을형성하였다.

[79] 이후，상기제조예의 (2)에서제조된 PbS흔합액을그위에 2500rpm으로 90초 동안스핀코팅한후, 100 ^o C에서 10분간건조하여 220nm의양자점층을 형성하였다.

[80] 다음으로，상기제조예의 (4)에서제조된 SWNT/P3HT용액 200uL를상기 양자점층상에 3000rpm으로 90초간드랍코팅 (drop coating)하고，바로이어서 0.65mg/tnl의 PMMA용액 (용매는클로로벤젠)을 2000rpm으로 45초간스핀 코팅한뒤, 100°C에서 10분간건조하여 70nm두께의 정공수송층을형성하였다ᅳ

[81] 이후,열증착을이용하여 lOOnm두께의 Au전극을형성하였다.

[82]

[83] 비교예

[84] SWNT P3HT용액을사용하지않고정공수송층을형성한� �을제외하고는， 상기실시예와같은방법으로태양전지를제조하 였다.

[85]

[86] 실험예

[87]

[88] (1)주사전자현미경 (Scanning Electron Microscope, SEM)및

투과전자현미경 (transmission electron microscope, TEM)사진

[89] 도 2는실시예에서제조된태양전지의주사전자현� �경 (SEM)사진이다.

[90] 투명전극상에， ZnO전자수송층， Iodide리간드치환된 PbS양자점층및

SWNT/P3HT-PMMA정공수송층이 형성된모습을확인할수있다.

[91] 도 3은실시예의제조과정중， SWNT/P3HT용액이드랍코팅된표면의

투과전자현미경 (TEM)사진이다.양자점층상에， SWNT/P3HT복합체가 균일하게코팅된것을확인할수있다.이후 PMMA용액의스핀코팅및건조를 통해 PMMA에상기 SWNT/P3HT복합체가균일하게분포되며， P3HT가

SWNT를감싸고있는형태의정공수송층이형성된� �으로보인다.

[92]

[93] (2)광전변환효율 (Power Conversion Efficiency, PCE)측정

[94] 상기실시예및비교예의태양전지의전기적특성 을측정하였다.구체적으로, 단락전류밀도 (Jsc),개방전압 (Voc),필팩터 (Fill Factor, FF),및

광전변환효율 (PCE)를측정하였으며,측정은표준조건 (100mW/Cm ² )하에서 이루어졌다.

[95] 도 4는전기적특성측정 결과를나타내는그림이다.도 4로부터 알수있듯이， 본발명의정공수송층을구비한실시예의경우단 락전류밀도및개방전압의 현저한향상에의해광전변환효율이비교예에비 해약 1.5배향상된것을확인할 수있다.

[96]

[97] (3)빛흡수율 (Absorbance)측정

[98] 상기실시예및비교예의 태양전지의파장에따른빛흡수율을측정하였다 .그 결과는도 5와같다.도 5에서, 'control'은비교예이고， 'SWNT'는실시예를 나타낸다.

[99] 도 5에서알수있듯이，전파장영역에서실시예의� �수율이향상된것을

확인할수있다.특히,약 500내지 650nm대빛에 대한흡수율이증가한것을알 있다.

[100]

[101] (4)셀안정성측정

[102] 상기실시예및비교예의태양전지를 35일간습도조절이없는통상적인 환경 (ambient air)에서작동시키면서，전기적특성의변화를� �정하였다ᅳ측정 방식은상기실험예 2에서와같다.그결과를도 6에나타내었다.도

6에서, 'control'은비교예이고, 'SWNT는실시예를나타낸다.

[103] 도 6에서알수있듯이，실시예의 태양전지의경우,비교예에비해 35일내내 안정적인전기적특성을유지하는것을알수있다 .

[104]

[105] [부호의설명]

[106] 100 :광전소자 10 :기판 20 :투명전극

[107] 30：전자수송층 40：광활성층 50：정공수송층

[108] 60 :대향전극