친수성 및 소수성 도메인으로 구성된 나노스케일 상분리 친수성·소수성 영역을 포함하는 양친매성 폴리머 콘네트워크(APCNs)는 최근 웨어러블 발광 태양광 집광기(luminescent solar concentrators)와 같은 수동 광자(photonic) 응용을 위해 주목받고 있다. 여기서는 유기 태양전지(organic photovoltaics, OPVs)의 활성층(active layer)에 APCNs를 통합함으로써 이들의 활용도를 확장하여, 기존의 OPV 아키텍처와는 양립하기 어려운 다운컨버전(down‐conversion) 루미노포어(luminophores)를 포함할 수 있게 한다. APCN 골격(scaffold)은 하이드록실 아크릴레이트(hydroxyl acrylate) 도메인 내에 친수성 루미노포어를 가두며, 소수성 PM6:Y6 벌크 이종접합(bulk heterojunction, BHJ)은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane) 도메인에 위치한다. 루미노포어는 BHJ에 대한 선택적 상 친화성 및 상보적 흡수를 기준으로 선정한다. 디시아노메틸렌‐4H‐피란(dicyanomethylene‐4H‐pyran, DCM) 루미노포어를 포함한 소자는 광전류가 향상되며, 단락전류(short‐circuit current)는 25.7에서 27.3 mA cm −2로 증가하는 한편 개방전압(open‐circuit voltage)은 0.86 V를 유지한다. 과도 흡수 분광법(transient absorption spectroscopy)은 PM6 및 Y6에서 지연된 바닥상태 표백(delayed ground‐state bleach)을 보여주며, 이는 루미노포어로부터의 에너지 전달을 통한 효율적인 엑시톤(exction) 보충과 일치한다. 입사각을 낮춘 광각 X선 산란(grazing‐incidence wide‐angle X‐ray scattering)은 루미노포어 분자의 평면성(planarity)과 이면각(dihedral angles)이 반데르발스(van der Waals) 상호작용을 통해 BHJ의 팩킹(packaging)에 영향을 주며, 이는 전하 수송(charge transport)에 영향을 미친다는 점을 시사한다. 본 연구는 기능성 작용기(moieties)를 APCNs에 내재화하여 광자, 광전자, 구조적 관점에서의 통찰을 제공함으로써 광전자 소자를 향상시키는 다기능적 접근법을 제시하고, APCNs를 차세대 소자 공학을 위한 다재다능한 플랫폼으로 확립한다.

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