JP2010507893A - 染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法及び染料感応太陽電池 - Google Patents
染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法及び染料感応太陽電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010507893A JP2010507893A JP2009534469A JP2009534469A JP2010507893A JP 2010507893 A JP2010507893 A JP 2010507893A JP 2009534469 A JP2009534469 A JP 2009534469A JP 2009534469 A JP2009534469 A JP 2009534469A JP 2010507893 A JP2010507893 A JP 2010507893A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dye
- electrode
- solar cell
- metal oxide
- sensitized solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 86
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 86
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 81
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 6
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims description 5
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 claims description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- FXPLCAKVOYHAJA-UHFFFAOYSA-N 2-(4-carboxypyridin-2-yl)pyridine-4-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=NC(C=2N=CC=C(C=2)C(O)=O)=C1 FXPLCAKVOYHAJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 2
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- WRTMQOHKMFDUKX-UHFFFAOYSA-N triiodide Chemical compound I[I-]I WRTMQOHKMFDUKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032900 absorption of visible light Effects 0.000 description 1
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2059—Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
- H10K85/344—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising ruthenium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明は、粉砕機を利用して製造された金属酸化物ナノ粒子を含む染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法及びこれを利用した染料感応太陽電池に関する。より詳しくは、本発明は(a)ナノ粒子を有する金属酸化物、バインダー樹脂、及び溶媒を混合して金属酸化物ペーストを準備し、(b)前記金属酸化物ペーストを粉砕機に投入し、金属酸化物ナノ粒子を粉砕して、金属酸化物のナノ粒子が均一に分散されたペーストを製造し、及び(c)前記金属酸化物のナノ粒子が分散されたペーストを伝導性透明基板にコーティングして熱処理した後、染料を吸着して、伝導性電極を製造する段階を有する、染料感応太陽電池酸化物電極の製造方法を提供する。
【選択図】なし
Description
より詳しくは、ナノ粒子のチタン酸化物のコロイド溶液を準備した後、前記チタン酸化物コロイド溶液に高分子を混合して、粘度の高いチタン酸化物ペーストを作る。次に、透明伝導性ガラス基板上に前記粘度の高いチタン酸化物ペーストをコーティングした後、空気下または酸素下で450乃至500℃の高温で約30分間熱処理して、ナノ粒子チタン酸化物電極を形成する。
前記の熱処理過程中、金属酸化物ナノ粒子は部分的に互いに接合されてナノ気孔を有する構造となるが、このようなナノ構造の形態は金属酸化物ペーストの分散程度に多くの影響を受け、最終的に染料感応型太陽電池の特性に影響を与えるようになる。
本発明は、染料感応太陽電池の製造において、太陽電池の効率を向上させ、金属酸化物ナノ粒子がペースト内で互いに固まる現象を防止するために、前記ペーストを均等に分散させることのできる粉砕機を利用して、染料感応太陽電池に用いられる金属酸化物のナノ粒子ペーストをさらに均一かつ均等に分散する方法に関する。
図1は、本発明の一実施形態による3ロール粉砕機の好ましい一実施形態の構造を簡略に示したものである。図2は、本発明の一実施形態による3ロール粉砕機を使用して金属酸化物ナノ粒子ペーストを分散させる方法を概略的に示したものである。図1において、符番10乃至12は3個のロールで構成された分散装置であり、符番13はスクレーパーナイフ(Scraper Knife)であり、符番14は分散する前の準備された金属酸化物ナノ粒子ペーストであり、符番15は金属酸化物ナノ粒子が粉砕されて均一に分散された金属酸化物ナノ粒子ペーストである。
また、本発明は、前記染料が吸着した金属酸化物のナノ粒子を含む伝導性電極を利用して染料感応太陽電池を提供する。
前記で用いられる接着剤も、当該分野に広く知られているものを用いることができ、例えば、熱可塑性高分子フィルム、エポキシ樹脂などを用いることができる。
(実施形態1)
<金属酸化物ナノ粒子が均一かつ均等に分散されたペーストの製造>
チタン酸化物ナノ粒子ペーストを、図1の3ロール粉砕機を使用して均一に分散させた。
具体的には、20nmの粒子の大きさを有するチタン酸化物のTiO2ペースト3gを製造した後、図1のドイツのEXAKT社のEXAKT50の3ロール粉砕機を使用して、ロール間の間隔を20μmに維持しながら20分間ペーストを分散させて金属酸化物ペーストを製造した。この時、ロールの回転速度は1分当り450rpmとした。前記TiO2ペーストは、前記20nmの粒子の大きさを有するTiO2と溶媒でエタノールを混合し、金属酸化物が分散されたコロイド溶液を製造した後、バインダー樹脂でエチルセルロースを混合して溶媒を除去し、通常の方法によって製造した。
第1透明電極のFTOの上に、前記で製造された金属酸化物ナノ粒子ペーストをドクターブレード法で塗布し、500℃で15分間の熱処理過程を経て、第1透明電極に遮断層と酸化チタンのナノ構造を形成した。形成されたナノ構造をエタノールに溶解された0.3mMのRu(4,4’−ジカルボキシ−2,2’−ビピリジン)2(NCS)2染料溶液に12時間以上浸漬して染料を吸着させ、第1電極を形成した。
ペーストを分散させないことを除いては、前記実施形態1と同じ方法で電池を製造した後、電池特性を測定した。
実施形態1及び比較例1の太陽電池について、光電流密度−電圧特性を比較して図5のグラフで表した。また、太陽電池における重要な特性である光電流密度(Jsc)、開放回路(open circuit)電圧(Voc)、充填係数(FF)、及びエネルギー変換効率(Eff)を測定した結果を、下記表1に表した。
Claims (15)
- (a)金属酸化物のナノ粒子、バインダー樹脂、及び溶媒を混合して製造された金属酸化物ペーストを準備し、
(b)前記金属酸化物ペーストを粉砕機に投入し、金属酸化物ナノ粒子を粉砕して、金属酸化物のナノ粒子が均一に分散されたペーストを製造し、及び
(c)前記金属酸化物のナノ粒子が分散されたペーストを伝導性透明基板にコーティングして熱処理した後、染料を吸着して、伝導性電極を製造する段階を有する、染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。 - 前記粉砕機が3ロール粉砕機及びビード粉砕機で構成される群より選択されるものである、請求項1に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記3ロール粉砕機のロール間の間隔は1ミクロン乃至5ミリメートルである、請求項2に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記3ロール粉砕機のロールの回転速度は、1分当り回転数が10乃至10000rpmである、請求項2に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記3ロール粉砕機の粉砕時間が1分乃至2時間である、請求項2に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記ナノ粒子を有する金属酸化物が、Ti、Zr、Sr、Zn、In、Yr、La、V、Mo、W、Sn、Nb、Mg、Al、Y、Sc、Sm、及びGaからなる群より選択されるいずれか一つの金属酸化物またはこれらの複合酸化物である、請求項1に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記金属酸化物ナノ粒子のサイズが1nm乃至500nmである、請求項1または6に記載の、染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記バインダー樹脂が、エチルセルロース及びポリエチレングリコールからなる群より選択される、請求項1に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記溶媒が、エタノール、メタノール、THF、及び水からなる群より選択される、請求項1に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記伝導性透明基板は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリイミド(PI)、及びトリアセチルセルロース(TAC)からなる群より選択された透明プラスチック基板またはガラス基板を含む、請求項1に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記伝導性透明基板のいずれか一面に、インジウム錫酸化物(ITO)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、ZnO−Ga2O3、ZnO−Al2O3、及びSnO2−Sb2O3からなる群より選択された伝導性フィルムがコーティングされている、請求項1に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記染料が、Ru複合体または有機物質を含んで可視光線を吸収できる物質を含む、請求項1に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 前記コーティング後の熱処理は、空気下または酸素下で450℃乃至500℃の高温で約30分間行われる、請求項1に記載の染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法。
- 請求項1乃至13のいずれか一つの請求項の方法で製造され、染料が吸着された1nm乃至500nmの金属酸化物のナノ粒子を含む伝導性電極(第1電極);
前記第1電極に互いに対向して配置された伝導性透明基板を含む対向電極(第2電極);及び
前記伝導性電極(第1電極)と対向電極(第2電極)との間の空間に充填する電解質を含む、染料感応太陽電池。 - 前記対向電極は、前記伝導性透明基板のいずれか一面に、インジウム錫酸化物(ITO)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、ZnO−(Ga2O3又はAl2O3)、及びSnO2−Sb2O3からなる群より選択された第1伝導性フィルムがコーティングされ、;及び前記第1伝導性フィルム上には、Ptまたは貴金属物質を含む第2伝導性フィルムがコーティングされる、請求項14に記載の染料感応太陽電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060103440A KR100821524B1 (ko) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | 염료 감응 태양전지용 산화물 전극의 제조방법 및 이를이용한 염료 감응 태양전지 |
KR10-2006-0103440 | 2006-10-24 | ||
PCT/KR2006/005346 WO2008050931A1 (en) | 2006-10-24 | 2006-12-08 | A preparation method of oxide electrode for sensitized solar cell and sensitized solar cell using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010507893A true JP2010507893A (ja) | 2010-03-11 |
JP5231434B2 JP5231434B2 (ja) | 2013-07-10 |
Family
ID=39324703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009534469A Active JP5231434B2 (ja) | 2006-10-24 | 2006-12-08 | 染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法及び染料感応太陽電池 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100206361A1 (ja) |
EP (1) | EP2078310A4 (ja) |
JP (1) | JP5231434B2 (ja) |
KR (1) | KR100821524B1 (ja) |
WO (1) | WO2008050931A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101048044B1 (ko) | 2009-07-02 | 2011-07-13 | 건국대학교 산학협력단 | 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산장치 및 생산방법 |
KR20110016072A (ko) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | 주식회사 동진쎄미켐 | 염료감응 태양전지 및 이로부터 구성되는 모듈 |
KR101119916B1 (ko) * | 2009-08-24 | 2012-03-13 | 삼성전자주식회사 | 그래핀 전극과 유기물/무기물 복합소재를 사용한 전자 소자 및 그 제조 방법 |
KR101621551B1 (ko) * | 2009-12-02 | 2016-05-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
CN103560013B (zh) * | 2013-11-07 | 2016-08-17 | 武汉大学 | 一种硫化物对电极的染料敏化太阳能电池及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003123861A (ja) * | 2001-10-19 | 2003-04-25 | Nec Corp | 光電変換素子及び光電変換素子の製造方法 |
JP2003282161A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Toto Ltd | 金属酸化物半導体分散液組成物およびそれを用いた色素増感型光半導体電極 |
WO2005041216A1 (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Bridgestone Corporation | 透明導電性基板、色素増感型太陽電池用電極及び色素増感型太陽電池 |
JP2005172591A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Sony Corp | 半導体微粒子接合体の評価方法、半導体電極の評価方法、半導体微粒子接合体の製造方法、半導体電極の製造方法、半導体微粒子接合体、半導体電極、電子素子の製造方法、光電変換素子の製造方法、電子素子および光電変換素子 |
JP2006001775A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Toho Titanium Co Ltd | 酸化チタン分散体及びその製造方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6344271B1 (en) * | 1998-11-06 | 2002-02-05 | Nanoenergy Corporation | Materials and products using nanostructured non-stoichiometric substances |
US6444189B1 (en) * | 1998-05-18 | 2002-09-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making and using titanium oxide particles |
WO1999063614A1 (fr) * | 1998-05-29 | 1999-12-09 | Catalysts & Chemicals Industries Co., Ltd. | Procede servant a fabriquer une cellule photoelectrique et semiconducteur a l'oxyde pour cellule photoelectrique |
US6359211B1 (en) * | 1999-06-17 | 2002-03-19 | Chemmotif, Inc. | Spectral sensitization of nanocrystalline solar cells |
CA2455938C (en) * | 2001-07-30 | 2012-04-17 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Colloidal nanocrystals with high photoluminescence quantum yields and methods of preparing the same |
US7118936B2 (en) * | 2001-10-11 | 2006-10-10 | Bridgestone Corporation | Organic dye-sensitized metal oxide semiconductor electrode and its manufacturing method, and organic dye-sensitized solar cell |
US6852920B2 (en) * | 2002-06-22 | 2005-02-08 | Nanosolar, Inc. | Nano-architected/assembled solar electricity cell |
US6897085B2 (en) * | 2003-01-21 | 2005-05-24 | Spheral Solar Power, Inc. | Method of fabricating an optical concentrator for a photovoltaic solar cell |
US7618704B2 (en) * | 2003-09-29 | 2009-11-17 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Spin-printing of electronic and display components |
KR100589322B1 (ko) * | 2004-02-03 | 2006-06-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 고효율 염료감응 태양전지 및 그 제조 방법 |
EP1730757B1 (en) * | 2004-03-31 | 2016-11-09 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Electrolyte for photovoltaic device as well as photovoltaic device and dye-sensitized solar cell including that electrolyte |
US20050247340A1 (en) * | 2004-04-19 | 2005-11-10 | Zeira Eitan C | All printed solar cell array |
KR101117690B1 (ko) * | 2005-01-24 | 2012-02-29 | 삼성전자주식회사 | 코어쉘 구조의 금속 산화물을 포함하는 광흡수층 및 이를구비한 태양전지 |
KR20060085465A (ko) * | 2005-01-24 | 2006-07-27 | 삼성전자주식회사 | 연속상 반도체 전극, 그의 제조방법 및 이를 채용한태양전지 |
-
2006
- 2006-10-24 KR KR1020060103440A patent/KR100821524B1/ko active IP Right Grant
- 2006-12-08 JP JP2009534469A patent/JP5231434B2/ja active Active
- 2006-12-08 US US12/446,837 patent/US20100206361A1/en not_active Abandoned
- 2006-12-08 WO PCT/KR2006/005346 patent/WO2008050931A1/en active Application Filing
- 2006-12-08 EP EP06824052A patent/EP2078310A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003123861A (ja) * | 2001-10-19 | 2003-04-25 | Nec Corp | 光電変換素子及び光電変換素子の製造方法 |
JP2003282161A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Toto Ltd | 金属酸化物半導体分散液組成物およびそれを用いた色素増感型光半導体電極 |
WO2005041216A1 (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-06 | Bridgestone Corporation | 透明導電性基板、色素増感型太陽電池用電極及び色素増感型太陽電池 |
JP2005172591A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Sony Corp | 半導体微粒子接合体の評価方法、半導体電極の評価方法、半導体微粒子接合体の製造方法、半導体電極の製造方法、半導体微粒子接合体、半導体電極、電子素子の製造方法、光電変換素子の製造方法、電子素子および光電変換素子 |
JP2006001775A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Toho Titanium Co Ltd | 酸化チタン分散体及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2078310A4 (en) | 2012-12-12 |
KR100821524B1 (ko) | 2008-04-14 |
EP2078310A1 (en) | 2009-07-15 |
US20100206361A1 (en) | 2010-08-19 |
JP5231434B2 (ja) | 2013-07-10 |
WO2008050931A1 (en) | 2008-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8129211B2 (en) | Dye-sensitized solar cell comprising metal oxide nanoball layer and preparation method thereof | |
JP5389372B2 (ja) | 中空球状の金属酸化物ナノ粒子を含む色素増感太陽電池用の光電極及びその製造方法 | |
Bella et al. | Interfacial effects in solid–liquid electrolytes for improved stability and performance of dye-sensitized solar cells | |
JP5690730B2 (ja) | エレクトロスピニングプロセスにより生成される電解質含有ポリマーおよびその電解質含有ポリマーを使用する高効率の色素増感太陽電池 | |
Munkhbayar et al. | Photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells with various MWCNT counter electrode structures produced by different coating methods | |
JP2008021651A (ja) | 触媒が担持されたカーボンナノチューブを用いた太陽電池及びその製造方法 | |
JP2005174934A (ja) | 染料感応太陽電池及びその製造方法 | |
JP2008218394A (ja) | 色素増感太陽電池及び色素増感太陽電池の製造方法 | |
JP2008130553A (ja) | 染料感応太陽電池及び染料感応太陽電池の製造方法 | |
JP2010218770A (ja) | 色素増感型太陽電池及びその製造方法 | |
JP5231434B2 (ja) | 染料感応太陽電池用酸化物電極の製造方法及び染料感応太陽電池 | |
KR101381705B1 (ko) | 전기 방사 및 분무 공정에 의해 제조된 하이브리드 나노 섬유 매트릭스를 고분자 전해질에 포함하는 염료감응형 태양전지 및 이의 제조방법 | |
KR100656365B1 (ko) | 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지 | |
Lin et al. | Natural cellulose substance based energy materials | |
Ito et al. | Porous carbon layers for counter electrodes in dye-sensitized solar cells: Recent advances and a new screen-printing method | |
KR101312335B1 (ko) | 계층형 다공성 전이금속 산화물 구조체, 상기의 제조 방법, 상기를 포함하는 광전극, 및 상기 광전극을 포함하는 염료감응형 태양전지 | |
KR20100005747A (ko) | 투명 컬러 염료 감응 태양전지용 광전극의 제조방법 및이를 이용한 염료 감응 태양전지 | |
KR101406427B1 (ko) | 우수한 촉매활성도와 전기전도도를 갖는 염료 감응형 태양전지용 전도성 고분자-탄소 복합체 전극과 이를 이용한 염료 감응형 태양전지 및 이들의 제조방법 | |
US20110203644A1 (en) | Quasi-solid-state photoelectrochemical solar cell formed using inkjet printing and nanocomposite organic-inorganic material | |
KR20130001387A (ko) | 다공성 전이금속 산화물 구조체, 상기의 제조 방법, 상기를 포함하는 광전극, 및 상기 광전극을 포함하는 염료감응형 태양전지 | |
TW201251070A (en) | Method of fabricating photoanode for dye-sensitized solar cell | |
KR101268017B1 (ko) | 나노볼이 코팅된 와이어 메쉬 광전극 및 그 제조방법 그리고, 이를 이용한 염료감응형 태양전지 및 그 제조방법 | |
KR20090096067A (ko) | 비드밀 분산기를 이용한 금속산화물 나노입자의 분산방법및 상기 금속산화물 나노입자를 포함하는 염료감응태양전지 | |
US20130056063A1 (en) | Preparation method of oxide electrode for sensitized solar cell and sensitized solar cell using the same | |
Munkhbayar et al. | Effect of N719–Dye Adsorption Into Composition of Different Sized TiO2 Films for Photovoltaic Performance of the Dye-Sensitized Solar Cells |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120807 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20121107 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20121114 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121130 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130321 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5231434 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |