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서로 대향 배치되는 투명 전극과 금속 전극; 및, 상기 투명 전극과 상기 금속 전극 사이에 위치하는 광전변환층을 포함하며, 상기 광전변환층은 전자 공여체 (electron donor)와 전자 수용체 (electron acceptor)의 블렌드 (blend) 내에 분산된 금속 나노입자를 포함하고,상기 금속 나노입자는 상기 광전변환층의 총중량에 대하여 2 중량% 초과 내지 20 중량% 이하를 포함함으로써, 광흡수 양을 늘려 생성되는 전하의 양을 증가시키고 향상된 전하 이동 특성을 가져오게 되어 유기태양전지의 효율을 증가시키는 것인, 유기태양전지
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제 1 항에 있어서,상기 전자 공여체 (electron donor)는 전도성 유기 고분자를 포함하고, 상기 전자 수용체 (electron acceptor)는 풀러렌 (fullerene)계 화합물, 페릴렌계 화합물 또는 반도체성 나노입자를 포함하는 것이며, 상기 전도성 유기 고분자와 상기 풀러렌계 화합물은 벌크 이종접합 (bulk heterojunction = BHJ)을 형성하는 것인, 유기태양전지
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제 2 항에 있어서,상기 전도성 유기 고분자는 비결정성 (amorphous) 유기 고분자를 포함하는 것인, 유기태양전지
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제 1 항에 있어서,상기 금속 나노입자는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn), 철(Fe), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 금속을 포함하는 것인, 유기태양전지
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제 1 항에 있어서,상기 금속 나노입자의 직경이 30 nm 내지 90 nm인, 유기태양전지
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제 2 항에 있어서,상기 전도성 유기 고분자는 폴리-3-헥실티오펜 (poly-3-hexylthiophene = P3HT), 폴리(N-9"-헵타-데카닐-2,7-카바졸-알트-5,5-(4',7'-디-2-티에닐-2',1',3')-벤조타이아다이아졸) {poly(N-9"-hepta-decanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4',7'-di-2-thienyl-2',1',3')-benzothiadiazole) = PCDTBT}, 폴리[(4, 4'-비스(2-에틸헥실)디티에노[3,2-b:2',3'-d]실롤)-2,6-디일-알트-(4,7-비스(2-티에닐)-2,1,3-벤조타이다이아졸)-5,5'-디일 {poly[(4, 4'-bis(2-ethylhexyl)dithieno[3,2-b:2',3'-d]silole)-2,6-diyl-alt-(4,7-bis(2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole)-5,5'-diyl = Si-PCPDTBT}, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 유기태양전지
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제 2 항에 있어서,상기 풀러렌계 화합물은 (6,6)-페닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르 [(6,6)-phenyl-C61-butyric acid methyl ester = PC60BM], (6,6)-페닐-C71-부티릭에시드 메틸에스테르 [(6,6)-phenyl-C71-butyric acid methyl ester = PC70BM], (6,6)-페닐-C77-부티릭에시드 메틸에스테르 [(6,6)-phenyl-C77-butyric acid methyl ester = PC76BM], (6,6)-페닐-C79-부티릭에시드 메틸에스테르 [(6,6)-phenyl-C79-butyric acid methyl ester = PC78BM], (6,6)-페닐-C81-부티릭에시드 메틸에스테르 [(6,6)-phenyl-C81-butyric acid methyl ester = PC80BM], (6,6)-페닐-C83-부티릭에시드 메틸에스테르 [(6,6)-phenyl-C83-butyric acid methyl ester = PC82BM], (6,6)-페닐-C85-부티릭에시드 메틸에스테르 [(6,6)-phenyl-C85-butyric acid methyl ester = PC84BM], 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 유기태양전지
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제 1 항에 있어서,상기 금속 나노입자는 옥타헤드론 (octahedron) 금(Au) 나노입자 (nanoparticle) 또는 트런케이티드 옥타헤드론 (truncated octahedron) 금(Au) 나노입자 (nanoparticle)를 포함하는 것인, 유기태양전지
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제 1 항에 있어서,상기 금속 나노입자는 은(Ag) 나노입자를 포함하는 것인, 유기태양전지
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제 1 항에 있어서,상기 투명 전극과 상기 광전변환층 사이에 형성된 정공 수송층과, 상기 광전변환층과 상기 금속 전극 사이에 형성된 전자 수송층을 추가 포함하는, 유기태양전지
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제 1 항에 있어서,상기 광전변환층은 10 nm 내지 200 nm 두께의 박막 형태를 가지는 것인, 유기태양전지
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14
투명 기판 상에 투명 전극을 형성하는 단계;상기 투명 전극 상에 광전변환층을 형성하는 단계; 및,상기 광전변환층 상에 금속 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 광전변환층은 전자 공여체와 전자 수용체를 포함하는 용액에 금속 나노입자를 혼합하여 분산시켜 제조되고,상기 금속 나노입자는 상기 광전변환층의 총중량에 대하여 2 중량% 초과 내지 20 중량% 이하를 포함하는 것이고, 상기 광전변환층에 함유된 상기 금속 나노입자로 인하여 광흡수 양을 늘려 생성되는 전하의 양을 증가시키고, 향상된 전하 이동 특성을 가져오게 되어 유기태양전지의 효율을 증가시키는 것인, 제 1 항 내지 제 7 항 및 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 유기태양전지의 제조방법
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제 14 항에 있어서,상기 전자 공여체와 전자 수용체를 포함하는 용액은 용매로서 클로로벤젠 (chlorobenzene), 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene), 클로로포름(chloroform) , 아세톤(acetone), 아세토니트릴(acetonitrile), 디메틸 아세트아미드(dimethylacetamide; DMAc), 디메틸 포름아미드(dimethyl formamide; DMF), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxise; DMSO), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone), 메틸 n-프로필 케톤(methyl n-propyl ketone), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone; NMP), 프로필렌 카보네이트(propylene carbornate), 니트로메탄(nitromethane), 설포란(sulforane), 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 및 헥사메틸포스포아미드(hexamethylphophoramide; HMP)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 유기태양전지의 제조방법
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