벌크-헤테로접합(BHJ) 최적화에 관한 광범위한 연구는 유기 태양전지(OPV)의 발전을 이끌었다. 그러나 형태학적 불안정성의 문제를 다루고 장기 내구성을 보장하기 위한 연구의 필요성은 여전히 최우선 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 낮은 혼화성을 갖는 3원(ternary) 성분을 포함하는 순차 증착(SD) 공정을 통해 확산-지배적(diffusion-governed) 형태학적 개질 방법론을 제시한다. 고 유리전이온도(Tg) 물질과 호스트 이원(binary) 블렌드를 순차적으로 코팅하면, 연속적으로 코팅된 층들 사이에 농도 차이가 형성되어 용매 증발 동안 서로 혼화되지 않는 물질들의 효과적인 혼합이 가능해진다. SD 공정으로 처리된 BHJ 층의 향상된 혼화성은 고 Tg 물질과 호스트 물질들 간의 분자 상호작용을 촉진하며, 그 결과 BHJ 블렌드의 Tg를 증가시킨다. SD 처리된 OPV는 기존의 일반적인 방법으로 제조한 기준(reference) OPV에 비해 광전 변환 성능이 우수하고 열 스트레스 하에서 유리전이가 억제된다. 85 °C에서 열 노화 500 h 후, SD-BHJ OPV는 초기 효율의 80% 이상을 유지하는 반면, 기준 장치는 단지 80 h 만에 초기 효율이 80% 미만으로 급격히 감소한다. 본 연구는 SD 공정을 통해 기존 BHJ 시스템의 블렌드 혼화성 한계와 낮은 열적 내구성의 문제를 극복함으로써 효율적이고 장기 안정적인 OPV로 나아가기 위한 하나의 단계가 된다.

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