염료감응형 태양전지는 지속 가능한 에너지원으로서 많은 관심을 받고 있다. 염료감응형 태양전지의 효율과 장기 안정성은 전극 물질과 전해질에 의해 크게 영향을 받는데 본 총설에서는 전해질에 초점을 두어 서술하고자 한다. 고분자 전해질막은 염료감응형 태양전지에서 기존의 액체 전해질을 대체하기 위한 대안으로 제시되어 왔다. 기존의 액체 전해질은 높 은 효율을 나타낼 수 있지만 장기적인 안정성 문제와 누액 문제로 인해 고분자 전해질막에 관한 관심은 지속적으로 증가하고 있으며 매년 이와 관련된 논문들이 활발히 보고되고 있다. 본 총설은 염료감응형 태양전지를 위한 고분자 전해질막의 개념과 개발에 대한 간단한 설명을 다루고 있으며 고분자 매트릭스의 개질, 유-무기 가소제 및 이온성 액체와 같은 첨가제의 도입에 따른 염료감응형 태양전지의 효율과 전기화학적 특성에 대해서도 최근의 연구들이 정리되어 있다.

In this study, we prepare polymer solar cells incorporating organic ligand-modified Ag nanoparticles (O-AgNPs) highly dispersed in the P3HT:PCBM layer. Ag nanoparticles decorated with water-dispersible ligands (W-AgNPs) were also utilized as a control sample. The existence of the ligands on the Ag surface was confirmed by FT-IR spectra. Metal nanoparticles with different surface chemistries exhibited different dispersion tendencies. O-AgNPswere highly dispersed even at high concentrations, whereas W-AgNPs exhibited significant aggregation in the polymerlayer. Both dispersion and blending concentration of the Ag nanoparticles in P3HT:PCBM matrix had critical effects onthe device performance as well as light absorption. The significant changes in short-circuit current density (JSC) of thesolar cells seemed to be related to the change in the polymer morphology according to the concentration of AgNPsintroduced. These findings suggested the importance of uniform dispersion of plasmonic metal nanoparticles and theirblending concentration conditions in order to boost the solar cell performance.

고분자 태양전지는 초박막, 재료의 유연성,가공성이 용이하다는 장점을 가지고 있지만, 실리콘 태양전지나 염료감응형태양전지에 비해 낮은 에너지 변환효율을 보이고 있다. 고분자태양전지의 변환효율을향상시키기 위해 유기반도체 물질의 개발, 각 층간의 계면, 활성층의 모폴로지 또는 상분리, 소자의 구조, 전극 등 다양한 분야에서 연구가 필요하다. 그 중, 본 글에서는 활성층과 음극 사이의 계면 (전자 수송층)으로 적용되는 π-conjugated 고분자전해질의 역할 및 적용된 예에 대해 기술하고자 한다.