Cited time in webofscience Cited time in scopus

Full metadata record

DC Field Value Language
dc.contributor.advisor Lee, Youn Gu -
dc.contributor.author Kim, Ha Young -
dc.date.accessioned 2017-05-10T08:49:49Z -
dc.date.available 2016-05-18T00:00:00Z -
dc.date.issued 2013 -
dc.identifier.uri http://dgist.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002262495 en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/20.500.11750/1324 -
dc.description.abstract To enhance performance of polymer solar cells, a series of polymers which were based on electron-deficient benzimidazole segments and electron-rich benzodithiophene segments for polymer solar cells were designed and synthesized by the Stille polycondensation. The synthesized polymers which had long alkyl side chain exhibited good solubility in organic solvents. The optical and electrochemical properties of polymers were measured by UV/Vis spectroscopy and cyclic voltammetry (CV). The resulting polymers exhibited low optical bandgaps and electrochemical bandgaps. Furthermore, HOMO and LUMO energy levels of -3.4 ~ 6.0 eV were suitable for photovoltaic applications. These HOMO and LUMO energy levels are appropriate for charge transport to achieve high performance of polymer solar cells. The optical and electrochemical properties were tuned by introducing different substituents and alkyl side chains on benzimidazole segments. The polymer solar cells with benzimidazole based polymer achieved power conversion efficiency close to 1% due to their enhanced light harvesting property and efficient interpenetrating network which were caused by a hydrogen atom on benzimidazole segment and a lack of long alkyl side chain. This work implies that the electron-deficient benzimidazole segments based polymers can achieve high PCE through structural modification of the polymer. ⓒ 2013 DGIST -
dc.description.tableofcontents 1. INTRODUCTION 1
--
2. THEORETICAL BACKGROUND 3
--
2.1. Principle and Characters of Polymer Solar Cells 3
--
2.2. Structures of Polymer Solar Cells 7
--
2.3. Donor-Acceptor Polymers for Polymer Solar Cells 10
--
2.4. Improvement of Performance of Polymer Solar Cells 15
--
2.4.1. Improvement of Light Absorption 15
--
2.4.2. New Device Structures 16
--
3. EXPERIMENTAL 18
--
3.1. Synthesis of Materials 18
--
3.1.1. Synthesis of Monomers 18
--
3.1.2. Synthesis of Polymers 26
--
3.2. Fabrication of Devices 29
--
3.3. Measurement and Characterization 30
--
4. RESULT AND DISCUSSION 31
--
4.1. Physical Properties of Polymers 31
--
4.2. Optical Properties of Polymers 34
--
4.3. Electrochemical Properties of Polymers 37
--
4.4. Photovoltaic Properties of Polymers 39
--
5. CONCLUSION 41
--
REFERENCES 43
--
SUMMARY 48
--
ACKNOWLEDGEMENT 49
-
dc.format.extent 49 -
dc.language eng -
dc.publisher DGIST -
dc.subject 공액 고분자 -
dc.subject 벤즈이미다졸 -
dc.subject 벤조다싸이오펜 -
dc.subject 전자 주개-받게 구조 -
dc.subject polymer solar cells -
dc.subject benzimidazole -
dc.subject benzodithiophene -
dc.subject donor-acceptor structure -
dc.subject conjugated polymers -
dc.subject 고분자 태양전지 -
dc.title Synthesis and Characterization of Polymers based on Benzimidazole Segments for Polymer Solar Cells -
dc.title.alternative 벤즈이미다졸을 포함하는 고분자 태양전지용 고분자의 합성 및 특성 분석 -
dc.type Thesis -
dc.identifier.doi 10.22677/thesis.2262495 -
dc.description.alternativeAbstract 본 논문은 고분자 태양전지의 성능 향상을 위하여, 전자 부족한 특성의 벤즈이미다졸과 전자 풍부한 특성을 나타내는 벤조디싸이오펜 단위를 이용하여 고분자 태양전지에 적용가능 한 새로운 고분자의 설계 및 합성을 진행하였다. 각각의 고분자는 Stille polycondensation을 통해 합성 하였고, 합성 된 고분자의 광학적, 전기 화학적 특성은 고분자에 각각 다른 치환기를 도입해 주어 조절하였다. 알킬 사슬이 치환된 고분자는 유기 용매에 높은 용해도를 나타내었지만, 알킬 사슬이 도입되지 않은 고분자는 유기 용매에 제한된 용해도를 나타내었다. 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)를 통한 분자량 분석에서 합성된 고분자들은 10148 ~ 6012의 수 평균 분자량 (Mn)을 나타내었다. 합성 된 고분자의 광학적, 전기 화학적 특성을 UV/Vis 분광기 및 순화 전압 전류 곡선 (CV)을 통해서 분석하였다. 합성 된 각각의 고분자는 낮은 광학적 밴드갭과 전기 화학적 밴드갭을 나타내었다. 또한 CV 분석을 통해, 합성 된 고분자가 태양전지에 적용 적합한 HOMO 에너지와 LUMO 에너지인 -3.4 ~ 6.0 eV 범위의 에너지를 가지고 있음을 확인하였다. 이 결과, HOMO와 LUMO 에너지는 전자를 전극으로 이동하기 위해 적합한 에너지 차이를 주어, 합성 된 고분자가 높은 성능의 고분자 태양 전지에 적합 하다는 것을 예측할 수 있었다. 고분자의 광전지 특성을 분석하기 위해서, 합성 된 고분자를 적용하여 태양전지 디바이스를 제작하였다. 광전지 특성분석을 통해 벤즈이미다졸을 포함하는 고분자가 약 1%의 효율을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 고분자 사슬에 도입된 치환기과 알킬 사슬의 변화로 인해 향상 된 빛의 흡수와 효과적인 interpenetrating network 구조로 인한 것으로 설명할 수 있다. 본 논문의 결과는 전자 부족한 벤즈이미다졸을 포함하는 고분자는 치환기의 도입을 통한 구조적인 변화로 인해 높은 효율을 얻을 수 있다는 것을 나타내고 있다. ⓒ 2013 DGIST -
dc.description.degree Master -
dc.contributor.department Energy Systems Engineering -
dc.contributor.coadvisor Kim, Dae Hwan -
dc.date.awarded 2013. 2 -
dc.publisher.location Daegu -
dc.description.database dCollection -
dc.date.accepted 2016-05-18 -
dc.contributor.alternativeDepartment 대학원 에너지시스템공학전공 -
dc.contributor.affiliatedAuthor Kim, Ha Young -
dc.contributor.affiliatedAuthor Lee, Youn Gu -
dc.contributor.affiliatedAuthor Kim, Dae Hwan -
dc.contributor.alternativeName 이윤구 -
dc.contributor.alternativeName 김하영 -
dc.contributor.alternativeName 김대환 -
Files in This Item:
000002262495.pdf

000002262495.pdf

기타 데이터 / 1.28 MB / Adobe PDF download
Appears in Collections:
Department of Energy Science and Engineering Theses Master

qrcode

  • twitter
  • facebook
  • mendeley

Items in Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

BROWSE