Solar cells based on p-conjugated donor-acceptor (D-A) organic molecular systems are a promising alternative to conventional electrical energy generation. D-A molecular systems, which have a triphenylamine (TPA) moiety linked with a benzothiadiazole (BTD) moiety, open the potential development of new small molecule donors for bulk heterojunction (BHJ) solar cells. Here, a series of donor-acceptor-π-acceptor (D-A-π-A) small molecule donors (SMD) derived from triphenylamine (TPA) donor and benzothiadiazole (BTD) acceptor building blocks, were designed for BHJ organic solar cells. The small molecule donors SMD1-4 were studied using density functional theory (DFT) and time dependent-DFT (TDDFT) methods, to understand the effect of cyano and fluorine group functionalization on their properties. The effect of structure alteration by cyano and fluorine group functionalization on the optoelectronic properties, the calculated highest occupied molecular orbitals (HOMOs) and lowest unoccupied molecular orbitals (LUMOs) and the HOMO-LUMO gaps were theoretically explored. The Voc (open-circuit photovoltage) and fill factor (FF) for SMD1-4 were obtained with a PC71BM acceptor, which showed that these organic small molecules are potential small molecule donors for organic bulk heterojunction solar cells.

연구에서는 새로 설계한 고분자 절연체 위에 전자 주개(Donor)-받개(Acceptor) 기반의 반도체성 공중합체인 Cyclopentadithiophene-alt-benzothiadiazole (CDT-BTZ)를 활성 반도체층으로 형성하여 제작한 고분자 반도체 전계효과 트랜지스터의 전기적 특성을 살펴보았다. 이 연구에서 제시하는 고분자 절연체 박막은 내열성과 전기절연성이 우수한 포스파젠과 멜리민 구조가 가교된 형태를 가지기 때문에 0.006 nm의 매우 평탄한 RMS 표면 거칠기를 가졌으며, 4.5 MV/cm 이상의 매우 우수한 절연강도와 1.55의 다소 낮은 유전 상수를 가진 것으로 측정되었다. 그리고, 고분자 절연 막과 계면을 이루는 CDT-BTZ D-A 타입 반도체성 공중합체 박막은 2.0 x 10-3 cm2/Vs의 선형영역 이동도와 1.0 x 10-3 cm2/Vs의 포화영역 이동도를 갖는 것으로 측정되었다. 이를 통해, 고분자 절연체 위에 형성된 CDT-BTZ 고분자 반도체 박막은 유연 전자회로의 스위칭 소자로 쓰이기에 충분한 잠재성이 있다고 여겨진다.

The charge transfer (CT) excitation energy calculations of H2N-(CH=CH)3-X and the H2N-H.....H-X structures with the various electron acceptors (-X) were performed with comparing the accuracy of various calculation methods, such as B3LYP, long-range corrected (LC)-BLYP, and EOM-CCSD. Both intra-molecular and inter-molecular systems showed a tendency for CT excitation energy to decrease as the electronic accepting property increases, and LC-BLYP showed the best accuracy in both inter- and intra-molecular CT excitation energy. In this study, it was confirmed that unexpectedly larger range separation parameter(μ) values of LC-BLYP showed better results of CT excitation energy.

식품의 방사선조사 기법은 지난 40여년간 세계적으로 체계적인 연구가 수행되면서 그에 대한 안전성과 기술적 타당성이 입증되고 있음에도 불구하고 아직까지도 제한적으로 이용되고 있는데 이의 주된 이유는 방사선조사 식품에 대한 소비자의 수용도를 확신할 수 없기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 방사선조사 식품에 대한 올바른 정보를 소비자들에게 제공하기 위한 기초자료를 얻기 위해 방사선조사 식품에 대한 소비자들의 구입의도 및 구입의도에 따른 집단을 구분하는데 영향을 미치는 변수들을 분석하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 우리 나라 소비자들의 식품의 안전성 및 식품의 신선도 보존에 관한 관심도는 매우 높았다. 방부제, 잔류농약, 식중독, 식품의 변패 및 식품의 신선도 보존 등의 5가지 항목 중 식품의 변패에 대한 관심도가 특히 높게 나타났으며, 그 다음으로는 잔류농약, 식중독의 순으로 관심이 많았다. 둘째, 우리 나라 소비자들의 방사선조사 식품에 대한 인지도는 대체로 낮았으며 특히 연령이 많거나 학력이 낮은 경우 방사선조사 식품에 대해 인지도가 낮은 것으로 나타나 이들을 대상으로 한 소비자교육이 보다 활성화되어야 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 방사선조사 식품에 대한 수용 정도에 있어서는 응답자의 1/3-4/5가 방사선조사 식품의 구입에 대한 찬성이나 반대의 의사표시를 보이는 대신에 관망적인 자세를 취하고 있었다. 방사선조사 기법이 제공하는 혜택 중에서 농약 처리 후 식품에 농약이 잔류되는 것과는 다르게 방사선조사 식품에 방사선이 잔류하지 않는 경우, 방사선조사 식품을 구입할 의도가 많은 것으로 나타났다. 즉 식품의 안전성과 관련하여 많은 소비자들이 식품에서 농약의 잔류성분에 대해 우려를 하고 있는 것으로 나타났으므로 앞으로 이를 대체할 수 있는 하나의 방법으로 식품에 방사선조사 처리 기법이 활용될 것으로 예상되며, 이를 위해서는 방사선조사 식품의 안전성이 뒷받침되어야 할 것으로 보인다. 셋째, 방사선조사 식품의 구입의도 정도에 따른 집단을 구분하는데 영향을 미치는 변수를 살펴본 판별분석의 결과, 식품의 안전성에 대한 관심도, 혁신성에 대한 자아평가, 유기농작물에 대한 지불의도, 그리고 방사선조사 식품의 인지도는 방사선조사 식품의 구입의도를 구분하는 집단을 설명하는 데 있어 대체로 영향력이 있는 것으로 나타났다. 반면에 월가계소득은 5개의 판별분석에서 한 번도 유의하지 않은 것으로 나타나서 방사선조사 식품의 수용정도를 구분하는 데 있어 영향력이 없는 것으로 나타났다. 특히 소비자의 혁신성 정도가 방사선조사 식품의 수용도를 구분하는데 있어 중요한 변수라는 사실은 방사선조사 식품의 기법이나 그러한 식품이 갖는 혜택과 관련된 정보를 혁신적 소비자나 조기수용자에게 우선적으로 제공하는 것이 효과적임을 알려주고 있다. 최근 국제적으로 방사선조사 식품의 이용이 확대되고 있으며, 수출입 식품에 대한 방사선 처리가 증가되고 있는 국제환경 속에서 소비자들에게 방사선조사 식품에 대한 올바른 정보를 효과적으로 제공함으로써 그들의 식품구입 의사결정에 도움을 주는 것이 매우 필요하다. 더욱이 본 연구결과 우리 나라 소비자들은 방사선조사 식품에 대한 낮은 인지도를 가지고 있어 소비자로서의 알권리를 제대로 누리지 못하고 있는 것으로 나타나 앞으로 국내에서 방사선조사 식품이 상업적으로 널리 보급되기에 앞서 방사선조사 식품에 대한 소비자교육이 활발하게 이루어질 필요가 있다고 본다.