2015-02-16
org.kosen.entty.User@297bf1a2
김용락(upi0122)
- 2
첨부파일
논문읽다가 궁금하고 모르는점이 생겨서 여쭈어봅니다.
논문은 polymer-fullerene bulk-heterojunction solar cells (advanced materials ,2009) 입니다.
지식나눔 부탁드립니다.
비밀번호는 www.kosen21.org 입니다
1.LUMO,HOMO 관련해서 질문 드립니다.
제가 이해하기로는 (무기)반도체에서의 CB랑 VB랑 비슷하게 에너지 준위를 나타내는 라인이라고 이해를 했는데,
LUMO,HOMO는 각각의 물질마다 다른 위치 즉, 다른 에너지레벨을 갖고있다는거 같은데, DONOR랑 ACCEPTOR의 LUMO,HOMO 각각의 차이가 솔라셀 효율에 영향을 준다고 이해를했습니다. 논문을 읽다보니까, 도너의 LUMO level이랑. 어셉터의 LUMO level 의차이를 △E LUMO라 부르고 HOMO레벨간의 차이를 △E HOMO라 부르는데, 도너의 LUMO level이랑. 어셉터의 LUMO level 의차이가 작아야 효율이 좋다고 해석했는데, 고민해서 생각해보았는데 장벽차이가 낮으면 서로 이동하기가 훨씬 수월해서 효율이 좋다는 건가요?
또 도너의 HOMO레벨과 어셉터의 LUMO레벨의 차이가 Voc에 비례하는데, 그 차이가 낮을수록, organic솔라셀이 동작하는데 필요한 전압이 적다고 이해해도 되나요?
결국, HOMO레벨이 낮을수록 Voc값이 커야하고, LUMO레벨간의 차이가 효율을 결정한다..이렇게 이해해도 되나요?
이상적인 도너와 어셉터의 LUMO,HOMO레벨에 대해서 알려주세요..
뒤에 나오는 도너와 어셉터 각각의 HOMO와 LUMO사이의 차이는 LUMO레벨로 올라가기 위에 많은 에너지를 필요로 하는건가요...아니면 LUMO레벨과의 간격이 멀어서 더 많은 에너지를 방출할수 있는건가요?
2.싱글렛과 트리플렛에 대해 간단하게 개념만이라도 부탁드리겠습니다.
OLED에서 싱글렛보다 트리플렛의 갯수가 많아서, 트리플렛으로부터의 그라운드 스테이트로 떨어트려서 빛을 더 효율적으로 방출하는거 같은데.. OLED는 빛을 내는 거고, SOLAR CELL은 빛을 흡수하는 거라 서로 관계가 있을꺼 같아서 질문드립니다.
3.POLARON에대해서 여쭙습니다.
POLARON이 무엇인지 잘 모르겠습니다.
4. nano fiber 기술은 솔라셀에서 각 Layer를 만드는데 사용할 수 있는 기술이 맞나요??
어떤 물질을 nanofiber을 이용해 collector에 모아서 collector을 조각내서 layer로 사용하는 건가요??
논문은 polymer-fullerene bulk-heterojunction solar cells (advanced materials ,2009) 입니다.
지식나눔 부탁드립니다.
비밀번호는 www.kosen21.org 입니다
1.LUMO,HOMO 관련해서 질문 드립니다.
제가 이해하기로는 (무기)반도체에서의 CB랑 VB랑 비슷하게 에너지 준위를 나타내는 라인이라고 이해를 했는데,
LUMO,HOMO는 각각의 물질마다 다른 위치 즉, 다른 에너지레벨을 갖고있다는거 같은데, DONOR랑 ACCEPTOR의 LUMO,HOMO 각각의 차이가 솔라셀 효율에 영향을 준다고 이해를했습니다. 논문을 읽다보니까, 도너의 LUMO level이랑. 어셉터의 LUMO level 의차이를 △E LUMO라 부르고 HOMO레벨간의 차이를 △E HOMO라 부르는데, 도너의 LUMO level이랑. 어셉터의 LUMO level 의차이가 작아야 효율이 좋다고 해석했는데, 고민해서 생각해보았는데 장벽차이가 낮으면 서로 이동하기가 훨씬 수월해서 효율이 좋다는 건가요?
또 도너의 HOMO레벨과 어셉터의 LUMO레벨의 차이가 Voc에 비례하는데, 그 차이가 낮을수록, organic솔라셀이 동작하는데 필요한 전압이 적다고 이해해도 되나요?
결국, HOMO레벨이 낮을수록 Voc값이 커야하고, LUMO레벨간의 차이가 효율을 결정한다..이렇게 이해해도 되나요?
이상적인 도너와 어셉터의 LUMO,HOMO레벨에 대해서 알려주세요..
뒤에 나오는 도너와 어셉터 각각의 HOMO와 LUMO사이의 차이는 LUMO레벨로 올라가기 위에 많은 에너지를 필요로 하는건가요...아니면 LUMO레벨과의 간격이 멀어서 더 많은 에너지를 방출할수 있는건가요?
2.싱글렛과 트리플렛에 대해 간단하게 개념만이라도 부탁드리겠습니다.
OLED에서 싱글렛보다 트리플렛의 갯수가 많아서, 트리플렛으로부터의 그라운드 스테이트로 떨어트려서 빛을 더 효율적으로 방출하는거 같은데.. OLED는 빛을 내는 거고, SOLAR CELL은 빛을 흡수하는 거라 서로 관계가 있을꺼 같아서 질문드립니다.
3.POLARON에대해서 여쭙습니다.
POLARON이 무엇인지 잘 모르겠습니다.
4. nano fiber 기술은 솔라셀에서 각 Layer를 만드는데 사용할 수 있는 기술이 맞나요??
어떤 물질을 nanofiber을 이용해 collector에 모아서 collector을 조각내서 layer로 사용하는 건가요??
- solar cell
- 태양광
- organic
지식의 출발은 질문, 모든 지식의 완성은 답변!
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
답변 2
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답변
신동협님의 답변
2015-02-17- 2
파일에 암호가 있어 열어 볼 수가 없네요!
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답변
한승진님의 답변
2015-02-17- 2
첨부파일
1, .LUMO,HOMO 관련해서 질문 드립니다.
HOMO (highest occupied molecular orbital), LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 를 가리키며, HOMO는 말 그대로 전자가 차 있을 가장 높은 레벨을 나타내며, LUMO는 전자가 없는 가장 낮은 레벨을 나타냅니다. 어떻게 보면 비슷하지만 Mechanism은 확실히 다릅니다.
아래의 문헌을 참고해 보세요 ^^
https://www.youtube.com/watch?v=hrZui1sW-Cg
http://www.cheric.org/PDF/PST/PT23/PT23-1-0061.pdf
△E LUMO △E HOMO는 electron hole에 transportation 상당히 영향을 미칠 수 있습니다. △E 이 너무 작거나 – factor가 되면 charge들이 반대로 흐르게 될 수 있고, △E이 너무 크면 electron, hole들의 transport의 효율이 상대적으로 안 좋게 변합니다.
HOMO 레벨과 억셉터의 LUMO레벨 차이에 Voc에 비례합니다. 태양전지는 얻는 파워는 P=Jsc*Voc*FF, PCE(power conversion efficiency)=P/Pin(입사된 빛의 파워) 즉 PCE= Jsc*Voc*FF/Pin 에서 보듯이 Voc가 커져야 효율이 증가하는 것이 됩니다. 그 Voc는 HOMO 레벨과 억셉터의 LUMO레벨 차이에 비례하기 때문에 차이가 커지면 커질수록 효율이 좋아진다고 말 할 수 있습니다.
태양전지에 이상적인 LUMO, HOMO란 빛이 들어 왔을 때 Exciton (bound electron-hole pair) 생성이 쉽게 band gap 즉 LUMO HOMO 차이가 작아야겠고, 전자가 잘 흐를 수 있도록 donor 와 acceptor의 △E 가 최적화 되어야만 하며, HOMO 레벨과 억셉터의 LUMO레벨 차이가 커서 Voc를 증가 시키게 하여야 합니다.
LUMO HOMO 차이는 band gap 입니다. 빛이 들어왔을 때 Exciton이 생기기 쉬우려면 band gap이 작아야 합니다. 적은 에너지로 exciton을 생산해 낼 수 있기 때문입니다.
2. 싱글렛과 트리플렛에 대해 간단하게 개념만이라도 부탁드리겠습니다.
간단하게 설명 드리면, singlet은 spin의 orientation 다른 전자가 여기 되는 것이고, triplet은 spin의 orientation 같은 전자가 여기 되는 것이라 spin이 바뀌고 내려와야 안정한 상태가 되어서, 상대적으로 전자의 lifetime 을 증가시킵니다. 이러한 lifetime의 증가로 전자들이 더 효율적으로 흐르게 되어, devices에 positive 역할을 하는 것입니다.
3.POLARON에대해서 여쭙습니다.
독립된 분자와 달리 부자고체에는 분자가 전자를 잃어서 정공을 얻게 되면 주변의 전자들이 추가된 전하에 반응하여 안정화 시키게 되는데 이를 polarization이라 합니다. 분자 혹은 고분자에서 분극은 추가적으로 원자 사이의 결합에도 변화를 주게 되어 분자 구조를 변형시킵니다. 이러한 변형은 전자나 정공이 서로 다른 분자 사이를 옮겨가며 전류를 흐르도록 할 때에도 따라 다니므로 polaron이라 합니다.
4. nano fiber 기술은 솔라셀에서 각 Layer를 만드는데 사용할 수 있는 기술이 맞나요??
사용할 수 있습니다. 특히 최근 들어서 TiO2 nanofiber를 이용해 perovksite와 태양전지를 만드는 기술들이 사용 되고 있습니다. 주로 substate위에 spray-pyrolysis 같은 방법으로 직접 nanofiber를 growth 시켜 사용 하고 있습니다. 많은 도움이 되셨기를 바랍니다.
암호는 www.kosen21.org 입니다 꼭좀 도와주세요