KR101169223B1 - Tandem structure dye-sensitized solar cell and preparation method thereof - Google Patents

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조태연
배상훈
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Abstract

PURPOSE: A tandem structure dye-sensitized solar cell and a manufacturing method thereof are provided to reduce production costs by forming a photo-electrode and a counter electrode at one substrate. CONSTITUTION: A lower side dye sense solar cell(300) is composed of a photo-electrode(110), a counter electrode(120), an insulating layer(130), and a nano-oxide layer(140). The counter electrode is separately formed with the photo-electrode. The insulating layer is formed into the structure of covering the upper side and side of the counter electrode. An upper side sense solar cell(400) is composed of a photo-electrode(210), a counter electrode(220), a porosity insulating layer(230), a nano-oxide layer(240). The lower side dye sense solar cell and the upper side sense solar cell are as the structure of each other facing with a sealing material(700).

Description

탠덤 구조 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법{TANDEM STRUCTURE DYE-SENSITIZED SOLAR CELL AND PREPARATION METHOD THEREOF}TANDEM STRUCTURE DYE-SENSITIZED SOLAR CELL AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 탠덤(tandem) 구조 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 기판의 한쪽 면에 광전극과 상대전극이 형성되어 있는 두 개의 염료감응 태양전지 셀을 서로 대향하는 구조로 배치함으로써 생산 단가 면에서 유리하고 태양전지의 효율이 높은 탠덤 구조 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a tandem structure dye-sensitized solar cell and a method of manufacturing the same. More specifically, by placing two dye-sensitized solar cells having a photoelectrode and a counter electrode on one side of the substrate facing each other, a tandem structure dye-sensitized, which is advantageous in terms of production cost and has high efficiency of solar cells. It relates to a solar cell and a method of manufacturing the same.

태양전지는 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 전지로서, 친환경적이고 에너지원이 무한할 뿐만 아니라 수명이 긴 장점이 있다. 이러한 태양전지로는 실리콘 태양전지, 반도체화합물 태양전지 및 염료감응 태양전지 등이 있다.Solar cells generate electricity using solar energy. They are environmentally friendly, have an endless energy source, and have a long life span. Such solar cells include silicon solar cells, semiconductor compound solar cells, and dye-sensitized solar cells.

염료감응 태양전지(dye-sensitized photovoltaic cell)는 1991년 스위스의 그라첼(Gratzel) 등에 의해 개발된 광전기화학 태양전지로서, 색소증감형 태양전지 또는 습식 태양전지라고도 불린다. 염료감응 태양전지는 일반적으로 투명전도성 기판, 광흡수층, 상대전극(counter electrode) 및 전해질로 구성되며, 그 중 광흡수층은 넓은 밴드갭 에너지를 갖는 금속산화물 나노입자 및 감광성 염료를 흡착시켜 사용하고, 상대전극으로는 투명전도성 기판 위에 백금(Pt)을 코팅하여 사용한다. 염료감응 태양전지는 태양광이 입사되면 태양광을 흡수한 감광성 염료가 여기상태로 되어 전자를 금속산화물의 전도대로 보낸다. 전도된 전자는 전극으로 이동하여 외부 회로로 흘러가서 전기에너지를 전달하고, 전기에너지를 전달한 만큼 낮은 에너지 상태가 되어 상대전극으로 이동한다. 그 후, 감광성 염료는 금속산화물에 전달한 전자 수만큼 전해질 용액으로부터 전자를 공급받아 원래의 상태로 돌아가게 되는데, 이때 사용되는 전해질은 산화-환원 반응에 의해 상대전극으로부터 전자를 받아 감광성 염료에 전달하는 역할을 한다. 염료감응 태양전지는 다른 실리콘 태양전지 및 반도체화합물 태양전지에 비해 비용이 저렴하다는 장점이 있다.Dye-sensitized photovoltaic cells are photoelectrochemical solar cells developed by Gratzel et al. In Switzerland in 1991 and are also called dye-sensitized solar cells or wet solar cells. Dye-sensitized solar cells are generally composed of a transparent conductive substrate, a light absorbing layer, a counter electrode and an electrolyte, among which the light absorbing layer is used by adsorbing metal oxide nanoparticles and photosensitive dye having a wide bandgap energy, As a counter electrode, platinum (Pt) is coated on a transparent conductive substrate. In dye-sensitized solar cells, when sunlight is incident, a photosensitive dye that absorbs sunlight is excited to send electrons to the conduction band of the metal oxide. The conducted electrons move to the electrode and flow to the external circuit to transfer the electric energy, and as low as the electric energy is transferred, the electrons move to the counter electrode. Thereafter, the photosensitive dye is supplied with electrons from the electrolyte solution as many electrons transferred to the metal oxide and returned to its original state. In this case, the electrolyte used receives the electrons from the counter electrode by an oxidation-reduction reaction and transfers the electrons to the photosensitive dye. Play a role. Dye-sensitized solar cells have the advantage of low cost compared to other silicon solar cells and semiconductor compound solar cells.

태양전지가 다양한 산업분야에 널리 보급하고 이용되기 위해서는 제조공정을 단순화하여 제조비용을 절감하면서 태양전지의 효율을 높일 수 있는 태양전지의 개발이 절실하게 요구되고 있는 실정이다. 이러한 요구에 따라 전통적인 태양전지 구조와 달리 양극과 음극 모두를 한쪽 면에 배치하거나 또는 단일 셀 태양전지를 2개 적층시킨 탠덤(tandem) 구조로 형성하는 등에 착안한 연구과 활발하게 진행되고 있다. 이러한 구조는 높은 수광율을 확보하면서도 직렬저항을 줄일 수 있고 모듈 제작이 용이하다는 등의 장점이 있다. 그러나 아직까지 염료감응 태양전지에는 이러한 구조에 대한 보고는 없었다.In order for solar cells to be widely used and used in various industrial fields, development of solar cells that can increase the efficiency of solar cells while reducing manufacturing costs by simplifying the manufacturing process is urgently required. Unlike the conventional solar cell structure, the researches focused on forming both a positive electrode and a negative electrode on one side, or forming a tandem structure in which two single cell solar cells are stacked. Such a structure has advantages such as reducing the series resistance while securing high light receiving rate and facilitating module fabrication. However, there have been no reports of such structures in dye-sensitized solar cells.

본 발명의 목적은 생산단가를 획기적으로 낮추면서 에너지 효율을 증대시킬 수 있는 탠덤 구조의 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a tandem-structured dye-sensitized solar cell and a method of manufacturing the same that can significantly increase the energy efficiency while lowering the production cost.

본 발명의 다른 목적은 대면적의 전극을 제조하여도 효율 손실이 적어 상용화에 유리한 탠덤 구조의 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide a tandem-structured dye-sensitized solar cell and a method for manufacturing the same, which have a low efficiency loss even when a large area electrode is manufactured.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 광전극과 상대전극을 한쪽 면에 형성하고 양 전극 사이를 절연시킨 기판을 포함하는 염료감응 태양전지 셀 두 개를 서로 대향하는 구조로 배치시킨 탠덤 구조 염료감응 태양전지를 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied, and have resulted in a structure in which two dye-sensitized solar cells including a substrate having a photoelectrode and a counter electrode formed on one side and insulated between the two electrodes face each other. The development of the tandem structured dye-sensitized solar cell is completed to complete the present invention.

본 발명에 따른 탠덤(tandem) 구조 염료감응 태양전지는 상부 염료감응 태양전지 셀과 하부 염료감응 태양전지 셀이 서로 대향하는 구조로 배치되고, 상기 상부 및 하부 염료감응 태양전지 셀 사이에 전해질이 존재하고, 상기 상부 및 하부 염료감응 태양전지 셀은 광전극과 상대전극이 기판의 한쪽 면에 형성된 것을 특징으로 한다.
In the tandem structure dye-sensitized solar cell according to the present invention, an upper dye-sensitized solar cell and a lower dye-sensitized solar cell are arranged to face each other, and an electrolyte is present between the upper and lower dye-sensitized solar cells. The upper and lower dye-sensitized solar cells are characterized in that the photoelectrode and the counter electrode are formed on one side of the substrate.

또한, 본 발명의 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법은, (S1) 광전극과 상대전극이 기판의 한쪽 면에 형성되어 있는 염료감응 태양전지 셀을 제조하는 단계; 및 (S2) 두 개의 염료감응 태양전지 셀을 서로 대향하는 구조로 배치하여 탠덤 구조 염료감응 태양전지를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the method for manufacturing a tandem structure dye-sensitized solar cell of the present invention comprises the steps of: (S1) preparing a dye-sensitized solar cell having a photoelectrode and a counter electrode formed on one side of the substrate; And (S2) disposing the two dye-sensitized solar cells in a structure facing each other, thereby manufacturing a tandem structure dye-sensitized solar cell.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 탠덤 구조의 염료감응 태양전지를 좀 더 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the drawings will be described in more detail the dye-sensitized solar cell of the tandem structure of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탠덤 구조의 염료감응 태양전지의 단면도이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 탠덤 구조 염료감응 태양전지(500)는 하부 염료감응 태양전지 셀(300)과 상부 염료감응 태양전지 셀(400)이 밀봉재(700)에 의해 서로 대향하는 구조로 배치되고, 이들 태양전지 셀 사이에 전해질(600)을 포함한다. 1 is a cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell of a tandem structure according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the tandem structure dye-sensitized solar cell 500 according to the present invention, the lower dye-sensitized solar cell 300 and the upper dye-sensitized solar cell 400 face each other by a sealant 700. It is arranged in a structure, and comprises an electrolyte 600 between these solar cells.

본 발명에 따른 하부 염료감응 태양전지 셀(300)은, 기판(100)의 한쪽 면에 형성된 광전극(110), 상기 광전극(110)과 이격되어 형성된 상대전극(120), 상기 상대전극(120)의 상부면 및 측면을 덮는 구조로 형성된 다공성 절연층(130) 및 상기 다공성 절연층(130) 및 광전극(110)의 상부에 형성되는 염료가 흡착된 나노 산화물층(140)으로 이루어진다. 또한 하부 염료감응 태양전지 셀(300)과 동일하게 상부 염료감응 태양전지 셀(400) 역시 기판(200)의 한쪽 면에 광전극(210), 상대전극(220), 다공성 절연층(230) 및 염료가 흡착된 나노 산화물층(240)이 형성되어 있다. 이때, 상ㅇ하부 염료감응 태양전지 셀의 염료의 종류와 나노 산화물층의 두께를 달리하여 단파장과 장파장의 빛을 모두 흡수할 수 있는 구조로 제작할 수도 있다. 예컨대, 상부의 전극은 가시광 영역 중에서 단파장의 빛을 잘 흡수하는 염료를 흡착한, 상대적으로 얇은 두께의 나노 산화물층이 형성되어 있고, 하부의 전극은 비교적 장파장의 빛을 잘 흡수하는 염료를 흡착한, 상대적으로 두꺼운 두께의 나노산화물층이 형성되어 있는 구조의 염료감응 태양전지이다. The lower dye-sensitized solar cell 300 according to the present invention includes a photoelectrode 110 formed on one surface of the substrate 100, a counter electrode 120 formed to be spaced apart from the photoelectrode 110, and the counter electrode ( The porous insulating layer 130 is formed to cover the top and side surfaces of the 120 and the nano oxide layer 140 adsorbed with the dye formed on the porous insulating layer 130 and the photoelectrode 110. In addition, as in the lower dye-sensitized solar cell 300, the upper dye-sensitized solar cell 400 also has a photoelectrode 210, a counter electrode 220, a porous insulating layer 230, and one side of the substrate 200. The nano oxide layer 240 on which the dye is adsorbed is formed. In this case, the dye of the upper and lower dye-sensitized solar cell and the thickness of the nano oxide layer may be changed to manufacture a structure capable of absorbing both short wavelength and long wavelength light. For example, the upper electrode has a relatively thin nano oxide layer formed thereon that absorbs a dye having a short wavelength in the visible region, and the lower electrode has a dye having a relatively long wavelength. It is a dye-sensitized solar cell having a structure in which a relatively thick nano oxide layer is formed.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 패턴화된 광전극과 상대전극의 평면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이 광전극(110)과 상대전극(120)이 서로 이격되어 평행 방향으로 교대로 반복된 형태의 패턴으로 기판 상에 형성하면 대면적의 전극을 용이하게 제조할 수 있다. 한편, 광전극(110)과 상대전극(120)은 각각 전류를 모으는 역할을 하는 일자형의 외부 전극(800)과 연결되고, 상기 일자형 외부 전극이 외부 회로와 연결되어 전력을 생산할 수 있다. 일자형의 외부 전극(800)은 염료감응 태양전지 셀 형성 이후 별도 형성하거나 염료감응 태양전지 셀 제조 단계에서 형성할 수 있다.
2 is a plan view of a patterned photoelectrode and a counter electrode according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, when the photoelectrode 110 and the counter electrode 120 are spaced apart from each other and formed on the substrate in a pattern of alternating patterns in the parallel direction, a large area electrode can be easily manufactured. On the other hand, the photoelectrode 110 and the counter electrode 120 is connected to the linear external electrode 800 that collects the current, respectively, the linear external electrode may be connected to the external circuit to produce power. The linear external electrode 800 may be separately formed after the dye-sensitized solar cell is formed or may be formed in the dye-sensitized solar cell manufacturing step.

이하 본 발명의 일시예에 따른 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법을 중심으로 좀 더 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a tandem structure dye-sensitized solar cell according to one embodiment of the present invention will be described in more detail.

1) 염료감응 태양전지 셀을 제조하는 단계(S1 단계)1) preparing a dye-sensitized solar cell (step S1)

광전극과 상대전극이 기판의 한쪽 면에 형성된 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 상부 염료감응 태양전지 셀 및 하부 염료감응 태양전지 셀은 하기 제1 단계 내지 제3 단계에 따라 제조할 수 있다. 이하 상세히 설명한다.
The upper dye-sensitized solar cell and the lower dye-sensitized solar cell according to the present invention, wherein the photoelectrode and the counter electrode are formed on one side of the substrate may be manufactured according to the following first to third steps. It will be described in detail below.

제1 단계: 기판 상에 광전극과 상대전극을 형성First step: forming a photoelectrode and a counter electrode on a substrate

기판 상에 광전극과 상대전극을 형성하는 단계이다. A photoelectrode and a counter electrode are formed on a substrate.

기판으로서는 유리, 전도성 산화물 또는 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다. 일정 형상의 패턴을 갖는 전극을 형성하기 위하여 우선 기판 상에 금속 또는 도전성층을 증착할 수 있으며, 이때 전극을 형성하기 위한 금속으로는 티타늄(Ti), 스테인레스 스틸 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 사용할 수 있다. 증착 두께는 100 내지 1,000 ㎚의 두께 정도인 것이 바람직하다. As the substrate, glass, conductive oxide, conductive polymer, or the like can be used. In order to form an electrode having a predetermined pattern, a metal or a conductive layer may be first deposited on a substrate, and the metal for forming the electrode may be a metal selected from the group consisting of titanium (Ti), stainless steel, and aluminum. Can be used. The deposition thickness is preferably about 100 to 1,000 nm thick.

금속층 형성은 스퍼터링(sputtering), 스프레이 코팅(spray coating), 브러싱(brushing), 디핑, 증착 코팅(dipping evaporation coating), 적하법(dropping method), 스핀 코팅(spin coating), 산업용 잉크젯 프린팅(industrial inkjet printing) 또는 롤투롤 프린팅 방법(roll to roll printing) 등 제한되지 않는다. 또한 금속층을 형성한 후에 열처리법(thermal curing method), UV 처리법(UV curing method), 플라즈마(plasma) 처리 또는 전자기파(microwave) 처리의 후처리 공정을 수행할 수 있다.Metal layer formation can be achieved by sputtering, spray coating, brushing, dipping, dipping evaporation coating, dropping method, spin coating, industrial inkjet printing printing) or roll to roll printing method is not limited. In addition, after the metal layer is formed, a post-treatment process of a thermal curing method, a UV curing method, a plasma treatment, or an microwave treatment may be performed.

이후, 기판상에 형성된 전극층은 광전극과 상대전극으로 구분되도록 패턴을 형성한다. 이때 패턴은 도 2에서 도시한 바와 같이 서로 일정 간격으로 이격되어 평행 방향으로 교대로 반복된 형태로 패턴화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Thereafter, the electrode layer formed on the substrate forms a pattern so as to be divided into a photoelectrode and a counter electrode. In this case, as shown in FIG. 2, the patterns may be patterned in a form in which they are spaced apart from each other at regular intervals and alternately repeated in a parallel direction.

광전극(110)과 상대전극(120)은 1 내지 80 ㎛의 간격을 두고 교대로 패터닝되는 것이 바람직하며, 광전극(110)과 상대전극(120)의 선폭은 동일하거나 상이할 수 있고, 광전극(110)의 선폭은 5 내지 100 ㎛, 상기 상대전극(120)의 선폭은 5 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 광전극(110)과 상대전극(120)의 패턴은 화학적 식각 또는 물리적 식각에 의한 가공 방법으로 형성할 수 있으며, 정교한 패턴 형성을 위하여 레이저 가공 방법을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
Preferably, the photoelectrode 110 and the counter electrode 120 are alternately patterned at intervals of 1 to 80 μm, and the line widths of the photoelectrode 110 and the counter electrode 120 may be the same or different. The line width of the electrode 110 is 5 to 100 μm, and the line width of the counter electrode 120 is preferably 5 to 100 μm. The patterns of the photoelectrode 110 and the counter electrode 120 may be formed by a chemical etching method or a physical etching method, and it is more preferable to use a laser processing method for forming a precise pattern.

제2 단계: 상대전극 상부에 선택적으로 절연층 형성Second step: selectively forming an insulating layer on the counter electrode

상기 상대전극(120)의 상부면 및 측면을 다공성 절연층(130)이 덮는데, 상기 다공성 절연층(130)은 저항이 큰 금속 산화물, 예컨대, SiO2, Al2O3 또는 MgO을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 1 내지 20 ㎛의 두께로 코팅되는 것이 바람직하며, 절연층 형성 후, 300 내지 600℃의 온도에서 30분 내지 120분의 시간 동안 열처리할 수 있다. The porous insulating layer 130 covers the upper and side surfaces of the counter electrode 120, and the porous insulating layer 130 may use a metal oxide having a high resistance, such as SiO 2 , Al 2 O 3, or MgO. However, the present invention is not limited thereto. It is preferable to coat with a thickness of 1 to 20 ㎛, and after forming the insulating layer, it may be heat-treated for a time of 30 minutes to 120 minutes at a temperature of 300 to 600 ℃.

상기 상대전극(120)과 상기 다공성 절연층(130) 사이에 백금(Pt), CNT 및 흑연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 촉매층이 50 내지 100 ㎚ 두께로 더 포함될 수 있는 데, 바람직하게는 상기 상대전극(120)과 상기 다공성 절연층(130) 사이에 백금(Pt), 탄소나노튜브 또는 흑연으로 이루어진 페이스트를 코팅한 후 300 내지 600℃의 온도에서 30 내지 120분의 시간 동안 열처리하여 촉매층을 형성한다. 이때 촉매층은 전자전달 촉매의 역할을 한다.
A catalyst layer selected from the group consisting of platinum (Pt), CNTs and graphite may be further included between the counter electrode 120 and the porous insulating layer 130 at a thickness of 50 to 100 nm. Preferably, the counter electrode Coating the paste made of platinum (Pt), carbon nanotubes or graphite between the 120 and the porous insulating layer 130, and then heat-treated at a temperature of 300 to 600 ℃ for 30 to 120 minutes to form a catalyst layer. . At this time, the catalyst layer serves as an electron transfer catalyst.

제3 단계: 염료가 흡착된 나노 산화물층 형성Third Step: Formation of Dye-Adsorbed Nano Oxide Layer

광전극(110) 및 다공성 절연층(130) 상부에 투명 전도성 나노 산화물층(140)을 형성한 후, 이를 염료 용액에 적용하여 형성할 수 있다. After forming the transparent conductive nano oxide layer 140 on the photoelectrode 110 and the porous insulating layer 130, it may be formed by applying it to a dye solution.

이때 투명 전도성 나노 산화물층(140)은 이산화티탄, 이산화주석, 산화아연, 산화안티몬, 산화니오븀으로 이루어진 그룹에서 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 이산화티탄 또는 이산화주석이 사용되나, 이에 한정되는 것은 아니다. In this case, the transparent conductive nano oxide layer 140 may include any one or more of a group consisting of titanium dioxide, tin dioxide, zinc oxide, antimony oxide, and niobium oxide, preferably titanium dioxide or tin dioxide, but It is not limited.

나노 산화물층(140)은 넓은 밴드 갭 에너지를 갖는 금속산화물 나노입자층 및 감광성 염료를 흡착시켜 사용한다. 상기 나노 산화물층(140)의 금속산화물 나노입자층은 이산화티탄, 이산화주석, 산화아연 등이 바람직하게 사용되며, 그 외에도 지르코늄(Zr) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 인듐(In) 산화물, 란탄(La) 산화물, 바나듐(V) 산화물, 몰리브덴(Mo) 산화물, 텅스텐(W) 산화물, 니오븀(Nb) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물, 알루미늄(Al) 산화물, 이트늄(Y) 산화물, 스칸듐(Sc) 산화물, 사마륨(Sm) 산화물 및 갈륨(Ga) 산화물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 산화물을 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 나노 산화물층의 금속산화물의 평균 입경은 10 내지 30 ㎚이며, 나노 산화물층의 두께는 5 내지 30 ㎛인 것이 바람직하다.The nano oxide layer 140 is used by adsorbing a metal oxide nanoparticle layer and a photosensitive dye having a wide band gap energy. The metal oxide nanoparticle layer of the nano oxide layer 140 is preferably titanium dioxide, tin dioxide, zinc oxide, etc. In addition, zirconium (Zr) oxide, strontium (Sr) oxide, indium (In) oxide, lanthanum ( La) oxide, vanadium (V) oxide, molybdenum (Mo) oxide, tungsten (W) oxide, niobium (Nb) oxide, magnesium (Mg) oxide, aluminum (Al) oxide, yttnium (Y) oxide, scandium (Sc) ), Oxides selected from the group consisting of samarium (Sm) oxide and gallium (Ga) oxide may be included, but is not limited thereto. In addition, it is preferable that the average particle diameter of the metal oxide of the said nano oxide layer is 10-30 nm, and the thickness of a nano oxide layer is 5-30 micrometers.

상기 나노 산화물층을 형성하는 단계는 300 내지 600℃의 온도에서 30 내지 120분의 시간 동안 열처리 방법을 형성할 수 있다. Forming the nano oxide layer may form a heat treatment method for a time of 30 to 120 minutes at a temperature of 300 to 600 ℃.

상기 염료는, 루테늄계 염료, 크산틴계 염료, 시아닌계 염료, 아조계 염료, 다환퀴논계 염료 및 포르피린계 염료 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으며, 루테늄(Ru)계 염료로서, 루테늄 복합체 또는 유기물질을 포함하여 가시광을 흡수할 수 있는 물질을 포함하는 것을 사용하는데, 태양전지 혹은 광전기 분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 아무 제한 없이 사용할 수 있으나, 루테늄 착물이 가장 바람직하게 사용된다. 상기 루테늄 착물로서는 RuL2(SCN)2, RuL2(H2O)2, RuL3, RuL2 등을 사용할 수 있다(식 중 L은 2,2'-비피리딜-4,4'-디카르복실레이트를 나타낸다). 염료의 흡착 방법은, 일반적인 염료감응 태양전지에서 사용되는 방법이 이용될 수 있으며, 열처리 방법을 사용할 수도 있다. 예를 들면 염료를 포함하는 용액에 금속산화물 나노입자층이 형성된 후면전극 기판을 침지시킨 후, 25 내지 80℃의 온도에서 5분 내지 48 시간 동안 열 흡착시키는 방법을 사용할 수도 있다.The dye may include at least one selected from ruthenium-based dyes, xanthine-based dyes, cyanine-based dyes, azo-based dyes, polycyclic quinone-based dyes, and porphyrin-based dyes, and are ruthenium-based dyes, ruthenium complexes or organic The use of a material including a material capable of absorbing visible light may be used without limitation, as long as it is generally used in the solar cell or photovoltaic field, but ruthenium complex is most preferably used. As the ruthenium complex, RuL 2 (SCN) 2 , RuL 2 (H 2 O) 2 , RuL 3 , RuL 2, etc. may be used (wherein L is 2,2′-bipyridyl-4,4′-dica). Carboxylates). As the dye adsorption method, a method used in a general dye-sensitized solar cell may be used, and a heat treatment method may be used. For example, after immersing the back electrode substrate on which the metal oxide nanoparticle layer is formed in a solution containing a dye, a method of thermally adsorbing at a temperature of 25 to 80 ° C. for 5 minutes to 48 hours may be used.

상기 염료를 분산시키는 용매는 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 알코올계 용매, 아세토나이트릴 또는 디클로로메탄 등을 사용할 수 있다. 상기 염료를 흡착시킨 후에는 용매 세척 등의 방법으로 흡착되지 않는 염료를 세척하는 과정을 포함할 수 있다.
The solvent for dispersing the dye is not particularly limited, but preferably an alcohol solvent, acetonitrile or dichloromethane may be used. After adsorbing the dye, the method may include washing the dye that is not adsorbed by a solvent washing method.

2) 탠덤 구조의 염료감응 태양전지를 제조하는 단계(S2 단계)2) preparing a dye-sensitized solar cell having a tandem structure (step S2)

본 발명에 따른 염료감응 태양전지 셀(300, 400) 두 개를 서로 대향하도록 배치한 후 가장자리를 밀봉재(700)로 밀봉한 후, 양 기판 사이에 전해질(600) 용액을 주입하는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 하나의 염료감응 태양전지 셀 상부에 반고체 또는 고체 전해질을 적용한 후, 다른 하나의 염료감응 태양전지 셀을을 대향하도록 위치하여 가장자리를 밀봉하여 행할 수도 있다.After placing two dye-sensitized solar cells 300 and 400 according to the present invention to face each other and then sealing the edges with a sealant 700, a method of injecting an electrolyte 600 solution between both substrates may be used. have. In addition, after applying a semi-solid or solid electrolyte on the top of one dye-sensitized solar cell, the other dye-sensitized solar cell may be placed facing the other side to seal the edge.

전해질(600)은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상적인 구성을 포함할 수 있으며, 상기 전해질(600)은 액체 전해질, 겔형 전해질 또는 고체 전해질일 수 있다. 그 제조방법 또한 통상적인 방법을 이용하여 제조할 수 있으므로, 특별히 제한하지 않는다. 예를 들면, 상기 전해질(600)은 iodide(I2-)/triodide(I3-) 쌍으로서 산화-환원에 의해 상대전극(120)으로부터 전자를 받아 광흡수층의 염료에 전달하는 역할을 할 수 있는 것을 사용할 수 있다. I2- 이온의 공급원으로는 LiI, NaI, 알킬암모늄 요오드 또는 이미다졸륨 요오드 등이 사용되며, I3- 이온은 I2를 용매를 녹여 생성시킨다. 전해질(600)의 매질은 아세토니트릴과 같은 액체 또는 폴리에틸렌옥시드와 같은 고분자가 사용될 수 있다. 액체 매질로는 카보네이트류, 니트릴 화합물류, 알코올류 등이 사용될 수 있고, 특히 프로필렌 카보네이트 등의 카보네이트류 및 아세토니트릴, 메톡시 아세토니트릴 또는 3-메톡시 프로피온니트릴 등의 니트릴 화합물 등을 사용할 수 있다. 고분자 매질로는 폴리아크릴로니트릴계, 아크릴-이온성액체 조합, 피리딘계, 폴리에틸렌옥사이드 등이 사용될 수 있다. 또한, 전해질(600)은 양 기판 사이를 격벽을 형성하여 밀봉재로 밀봉할 수 있으며, 썰린(Surlyn)과 같은 열가소성 고분자막을 이용할 수도 있다. The electrolyte 600 may include a configuration conventional in the art to which the present invention pertains, and the electrolyte 600 may be a liquid electrolyte, a gel electrolyte, or a solid electrolyte. Since the manufacturing method can also be manufactured using a conventional method, it does not restrict | limit in particular. For example, the electrolyte 600 is an iodide (I 2- ) / triodide (I 3- ) pair and may receive electrons from the counter electrode 120 by oxidation-reduction and transfer them to the dye in the light absorption layer. You can use what you have. 2- I as ion source of this is LiI, NaI, alkyl iodide or imidazolium iodide, etc. are used, I 3- ions to produce an I 2 melt the solvent. The medium of the electrolyte 600 may be a liquid such as acetonitrile or a polymer such as polyethylene oxide. As the liquid medium, carbonates, nitrile compounds, alcohols and the like can be used. In particular, carbonates such as propylene carbonate and nitrile compounds such as acetonitrile, methoxy acetonitrile or 3-methoxy propionitrile can be used. . As the polymer medium, polyacrylonitrile-based, acryl-ionic liquid combination, pyridine-based, polyethylene oxide, or the like may be used. In addition, the electrolyte 600 may form a barrier rib between both substrates to seal it with a sealing material, or may use a thermoplastic polymer film such as Surlyn.

본 발명에 의한 탠덤 구조 염료감응 태양전지는 하나의 기판 상에 광전극과 상대전극이 동시 형성된 염료감응 태양전지 셀을 대향 구조로 배치하여 별도 투명전도성 기판을 사용하지 않아 생산단가를 낮출 수 있으며, 대면적으로 제조하여도 효율 손실이 적어 상용화에 매우 적합한 특성이 있다. In the tandem structure dye-sensitized solar cell according to the present invention, by disposing the dye-sensitized solar cell in which a photoelectrode and a counter electrode are simultaneously formed on a single substrate in an opposite structure, a production cost can be lowered without using a separate transparent conductive substrate. Even if manufactured in large area, there is little efficiency loss, so it is very suitable for commercialization.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 패턴화된 광전극과 상대전극의 평면도이다. 1 is a cross-sectional view of a tandem structure dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a patterned photoelectrode and a counter electrode according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술 사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
Hereinafter, preferred examples are provided to help the understanding of the present invention, but the following examples are merely for exemplifying the present invention, and it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention. It goes without saying that changes and modifications belong to the appended claims.

실시예 Example

유리 기판에 DC 스퍼터 장비를 이용하여 티타늄 금속을 500 ㎚로 증착하였다. 스퍼터링 조건은 Target Ti, Base P 1×10-5 torr, Working P 3×10-3 torr, Working Temp. RT, Setting power 45 W, Ambient gas Ar 10 sccm, Rotation 9RPM, Pre-Dep 5 min, 증착시간 43분, 증착두께 500 ㎚였다. 티타늄이 500 ㎚로 증착된 유리기판을 레이저 패터닝 장비로 도 2와 같이 패터닝하였다. 광전극의 선폭은 60μm, 상대전극의 선폭은 30μm, 상기 전극간의 간격은 30μm가 되도록 패터닝하였다. Titanium metal was deposited to 500 nm on a glass substrate using DC sputter equipment. Sputtering conditions are Target Ti, Base P 1 × 10 -5 torr, Working P 3 × 10 -3 torr, Working Temp. RT, Setting power 45 W, Ambient gas Ar 10 sccm, Rotation 9 RPM, Pre-Dep 5 min, deposition time 43 minutes, deposition thickness was 500 nm. A glass substrate on which titanium was deposited at 500 nm was patterned as shown in FIG. 2 using a laser patterning apparatus. The line width of the photoelectrode was patterned to be 60 μm, the line width of the counter electrode was 30 μm, and the distance between the electrodes was 30 μm.

유리기판의 상대전극 위에 백금 페이스트를 코팅한 후 450℃에서 30분간 열처리하여 백금을 코팅하였다. 그리고 도 1과 같이 다공성 절연층이 형성될 수 있도록 스크린 프린터를 이용하여 나노 SiO2 페이스트를 상대전극 위에 코팅하였다. 나노 SiO2를 코팅한 후에는 전기로를 이용하여 550℃에서 30분간 열처리하였다. 열처리한 전극 위에 나노 TiO2 페이스트를, 도 1과 같이 전체 전극이 덮이고 두께가 15μm가 되도록 스크린 프린터를 이용하여 코팅한 후 550℃에서 30분간 열처리하였다. 0.2 mM의 2-시아노-3-(1,2,3,3a,8,8a-헥사하이드로-8-(5-(디페닐메틸렌)사이클로헥사-1,3-디에닐)사이클로펜타[a]인덴-5-일)아크릴산이 에탄올에 녹아있는 염료용액을 제조하였다. 여기에 나노 TiO2 층이 형성된 기판을 24시간 동안 담지한 후 건조시켜 나노 크기의 TiO2 층에 염료가 흡착된 상부 염료감응 태양전지 셀을 제조하였다.Platinum paste was coated on the counter electrode of the glass substrate and heat-treated at 450 ° C. for 30 minutes to coat platinum. And the nano SiO 2 paste was coated on the counter electrode using a screen printer so that a porous insulating layer can be formed as shown in FIG. After coating the nano SiO 2 it was heat-treated for 30 minutes at 550 ℃ using an electric furnace. The nano TiO 2 paste was coated on the heat-treated electrode using a screen printer such that the entire electrode was covered with a thickness of 15 μm as shown in FIG. 1, and then heat-treated at 550 ° C. for 30 minutes. 0.2 mM 2-cyano-3- (1,2,3,3a, 8,8a-hexahydro-8- (5- (diphenylmethylene) cyclohexa-1,3-dienyl) cyclopenta [a ] Inden-5-yl) acrylic acid was prepared in a dye solution dissolved in ethanol. The substrate on which the nano TiO 2 layer was formed was supported for 24 hours and then dried to prepare an upper dye-sensitized solar cell in which the dye was adsorbed onto the nano-sized TiO 2 layer.

금속전극이 패터닝된 유리 기판의 상대전극 위에 백금 페이스트를 코팅한 후 450도에서 30분간 열처리하여 백금을 코팅하였다. 도 1과 같이 다공성 절연층이 형성될 수 있도록 스크린 프린터를 이용하여 나노 SiO2 페이스트를 상대전극 위에 코팅하였다. 나노 SiO2를 코팅한 후에는 전기로를 이용하여 550℃에서 30분간 열처리하였다. 열처리한 전극 위에 나노TiO2 페이스트를, 도 1과 같이 전체 전극이 덮이고 두께가 15μm가 되도록 스크린 프린터를 이용하여 코팅한 후 550℃에서 30분간 열처리하였다. 0.2 mM의 루테늄 디티오시아네이트 2,2'-비피리딜-4,4'-디카르복실레이트이 에탄올에 녹아있는 염료용액을 제조하였다. 여기에 상기 나노 산화물층이 형성된 후면 전극 기판을 24시간 동안 담지한 후 건조시켜 나노크기의 금속 산화물에 염료가 흡착된 하부 염료감응 태양전지 셀을 제조하였다.Platinum paste was coated on the counter electrode of the glass substrate on which the metal electrode was patterned, followed by heat treatment at 450 ° for 30 minutes to coat platinum. As shown in FIG. 1, the nano SiO 2 paste was coated on the counter electrode using a screen printer to form a porous insulating layer. After coating the nano SiO 2 it was heat-treated for 30 minutes at 550 ℃ using an electric furnace. The nanoTiO 2 paste was coated on the heat-treated electrode using a screen printer such that the entire electrode was covered with a thickness of 15 μm as shown in FIG. 1, and then heat-treated at 550 ° C. for 30 minutes. A dye solution in which 0.2 mM ruthenium dithiocyanate 2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylate was dissolved in ethanol was prepared. The back electrode substrate on which the nano oxide layer was formed was supported for 24 hours and then dried to prepare a lower dye-sensitized solar cell in which dye was adsorbed onto a nano-sized metal oxide.

제조한 두 염료 감응 태양전지 셀을 대향시킨 후, SURLYN(Du Pont사 제조)으로 이루어지는 약 60 ㎛ 두께의 열가소성 고분자 층을 형성한 후, 130℃의 오븐에 넣어 2분 동안 유지하여 두 전극을 부착하여 밀봉하였다. 다음으로, 아래쪽에 위치하는 한면 전극을 관통하는 미세 홀을 형성하고 이 홀을 통해 두 전극 사이의 공간에 전해질 용액을 주입한 다음, 다시 홀의 외부를 접착제로 밀봉하여 탠덤 구조의 염료감응 태양전지를 제조하였다. 여기서, 전해질 용액은 3-메톡시프로피로니트릴 용매에 0.1M LiI, 0.05M I2, 0.5M 4-tert-부틸피리딘, 0.03M NaSCN과 이온성액체인 0.6M 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 아이오다이드를 녹여서 제조하였다.
After opposing the two dye-sensitized solar cells thus prepared, a thermoplastic polymer layer having a thickness of about 60 μm made of SURLYN (manufactured by Du Pont) was formed, and then placed in an oven at 130 ° C. for 2 minutes to attach the two electrodes. Sealed. Next, by forming a fine hole penetrating through the one-side electrode located below, injecting an electrolyte solution into the space between the two electrodes through the hole, and then again to seal the outside of the hole with an adhesive to form a tandem dye-sensitized solar cell Prepared. Here, the electrolyte solution is 0.6M 1-butyl-3-methylimide which is 0.1M LiI, 0.05MI 2 , 0.5M 4-tert-butylpyridine, 0.03M NaSCN and ionic liquid in 3-methoxypropyronitrile solvent. It was prepared by dissolving zoleum iodide.

시험예Test Example

상기 실시예에서 제조한 염료감응 태양전지의 광전변환 효율을 평가하기 위하여 하기와 같은 방법으로 광전압 및 광전류를 측정하여 광전기적 특성을 관찰하고, 이를 통하여 얻어진 전류밀도(Isc), 전압(Voc) 및 충진계수(fillfactor, ff)를 이용하여 광전변환 효율(ηe)를 하기 수학식 1로 계산하였다. 이때, 광원으로는 제논 램프(Xenon lamp, Oriel)를 사용하였으며, 상기 제논 램프의 태양조건(AM 1.5)은 표준 태양전지를 사용하여 보정하였다.In order to evaluate the photoelectric conversion efficiency of the dye-sensitized solar cell manufactured in the above embodiment, the photovoltaic characteristics were observed by measuring the photovoltage and photocurrent in the following manner, and the current density (I sc ) and the voltage (V) obtained therefrom. oc ) and the photoelectric conversion efficiency (η e ) were calculated by the following Equation 1 using the fill factor (ff). At this time, Xenon lamp (Oriel) was used as the light source, and the solar condition (AM 1.5) of the xenon lamp was corrected using a standard solar cell.

[수학식 1][Equation 1]

ηe = (Voc × Isc × ff) / (Pine)η e = (V oc × I sc × ff) / (P ine )

상기 수학식 1에서, (Pine)는 100 ㎽/㎠(1 sun)을 나타낸다. In Equation 1, (P ine ) represents 100 ㎽ / ㎠ (1 sun).

상기와 같이 측정된 값들을 하기 표 1에 나타내었다.
The values measured as above are shown in Table 1 below.

구분division 전류밀도(mA/㎠)Current density (mA / ㎠) 전압(V)Voltage (V) 충진계수Fill factor 광전변환 효율(%)Photoelectric conversion efficiency (%) 실시예
Example
상부Top 3.5923.592 0.6950.695 0.6400.640 1.5981.598 하부bottom 4.2864.286 0.5420.542 0.5840.584 1.3571.357

실시예에서 알 수 있듯이 탠덤구조 염료감응 태양전지의 경우 상부 염료감응 태양전지 셀과 하부 염료감응 태양전지 셀에서 각각 전류가 생성되므로 광전변환 효율이 증가함을 알 수 있다.
As can be seen from the embodiment of the tandem structure dye-sensitized solar cell, since the current is generated in the upper dye-sensitized solar cell and the lower dye-sensitized solar cell, respectively, it can be seen that the photoelectric conversion efficiency is increased.

100, 200: 기판 110, 210: 광전극
120, 220: 상대전극 130, 230: 다공성 절연층
140, 240: 염료가 흡착된 나노 산화물층
300: 하부 염료감응 태양전지 셀
400: 상부 염료감응 태양전지 셀
500: 탠덤 구조 염료감응 태양전지
600: 전해질 700: 밀봉재
800: 일자형 외부 전극100, 200: substrate 110, 210: photoelectrode
120, 220: counter electrode 130, 230: porous insulating layer
140, 240: dye-adsorbed nano oxide layer
300: lower dye-sensitized solar cell
400: upper dye-sensitized solar cell
500: tandem structure dye-sensitized solar cell
600: electrolyte 700: sealing material
800: straight external electrode

Claims (18)

상부 염료감응 태양전지 셀과 하부 염료감응 태양전지 셀이 서로 대향하는 구조로 배치되고,
상기 상부 및 하부 염료감응 태양전지 셀 사이에 전해질이 존재하고,
상기 상부 및 하부 염료감응 태양전지 셀은 광전극과 상대전극이 기판의 한쪽 면에 형성된 것을 특징으로 하는 탠덤(tandem) 구조 염료감응 태양전지. The upper dye-sensitized solar cell and the lower dye-sensitized solar cell are arranged to face each other,
An electrolyte is present between the upper and lower dye-sensitized solar cells,
The upper and lower dye-sensitized solar cells are tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that the photoelectrode and the counter electrode are formed on one side of the substrate. 제1항에 있어서,
상기 염료감응 태양전지 셀은,
기판 상에 형성된 광전극;
상기 광전극과 이격되어 형성된 상대전극;
상기 상대전극의 상부면 및 측면을 덮는 구조로 형성된 다공성 절연층; 및
상기 다공성 절연층 및 광전극의 상부에 형성되는, 염료가 흡착된 나노 산화물층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지.The method of claim 1,
The dye-sensitized solar cell,
A photoelectrode formed on the substrate;
A counter electrode formed to be spaced apart from the photoelectrode;
A porous insulating layer formed to cover an upper surface and a side surface of the counter electrode; And
Tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that formed on the porous insulating layer and the photoelectrode, consisting of a nano oxide layer adsorbed dye. 제1항에 있어서,
상기 염료감응 태양전지 셀의 광전극과 상대전극은 서로 이격되어 평행 방향으로 교대로 반복된 형태의 패턴으로 기판 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지.The method of claim 1,
The tandem structure dye-sensitized solar cell of claim 6, wherein the photoelectrode and the counter electrode of the dye-sensitized solar cell are spaced apart from each other and are formed on a substrate in a pattern repeated alternately in parallel. 제1항에 있어서,
상기 기판은 유리, 전도성 산화물 또는 전도성 고분자인 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지.The method of claim 1,
The substrate is a tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that the glass, conductive oxide or conductive polymer. 제1항에 있어서,
상기 광전극 및 상대전극은 금속, 전도성 산화물 또는 전도성 고분자인 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지.The method of claim 1,
The photoelectrode and the counter electrode are tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that the metal, conductive oxide or conductive polymer. 제2항에 있어서,
상기 다공성 절연층은 SiO2, Al2O3, MgO 또는 저항이 큰 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지.The method of claim 2,
The porous insulating layer is a tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO or a high resistance metal oxide. 제2항에 있어서,
상기 나노 산화물층은 이산화티탄, 이산화주석, 산화아연, 산화안티몬, 산화니오븀 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지. The method of claim 2,
The nano oxide layer is a tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that selected from the group consisting of titanium dioxide, tin dioxide, zinc oxide, antimony oxide, niobium oxide and mixtures thereof. 제2항에 있어서,
상기 염료는 루테늄계 염료, 크산틴계 염료, 시아닌계 염료, 아조계 염료, 다환퀴논계 염료, 포르피린계 염료 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지. The method of claim 2,
The dye is tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that selected from the group consisting of ruthenium dye, xanthine dye, cyanine dye, azo dye, polycyclic quinone dye, porphyrin dye and mixtures thereof. 제8항에 있어서,
상기 염료는 루테늄계 염료인 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지. The method of claim 8,
The dye is a tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that the ruthenium-based dye. 제1항에 있어서,
상기 전해질은 액체 전해질, 겔형 전해질 또는 고체 전해질인 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지. The method of claim 1,
The tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that the electrolyte is a liquid electrolyte, a gel electrolyte or a solid electrolyte. (S1) 광전극과 상대전극이 기판의 한쪽 면에 형성되어 있는 염료감응 태양전지 셀을 제조하는 단계; 및
(S2) 두 개의 염료감응 태양전지 셀을 서로 대향하는 구조로 배치하여 탠덤 구조 염료감응 태양전지를 제조하는 단계를 포함하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법. (S1) manufacturing a dye-sensitized solar cell having a photoelectrode and a counter electrode formed on one side of the substrate; And
(S2) A method of manufacturing a tandem structure dye-sensitized solar cell comprising disposing two dye-sensitized solar cells in a structure facing each other to produce a tandem structure dye-sensitized solar cell. 제11항에 있어서,
상기 염료감응 태양전지 셀을 제조하는 단계는
기판의 한쪽 면에 광전극과 상대전극을 형성하는 제1 단계;
상기 상대전극의 상부에 다공성 절연층을 코팅하는 제2 단계;
광전극 및 다공성 절연층의 상부에 염료가 흡착된 나노 산화물층을 형성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법. The method of claim 11,
Preparing the dye-sensitized solar cell is
Forming a photoelectrode and a counter electrode on one surface of the substrate;
Coating a porous insulating layer on the counter electrode;
A method of manufacturing a tandem structure dye-sensitized solar cell, comprising the step of forming a nano-oxide layer on which a dye is adsorbed on the photoelectrode and the porous insulating layer. 제12항에 있어서,
기판의 한쪽 면에 광전극과 상대전극을 형성하는 제1 단계는, 기판에 금속층을 형성한 후 화학적 식각 및 물리적 식각에 의한 가공 방법으로 패턴화하여 광전극과 상대전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법.The method of claim 12,
In the first step of forming the photoelectrode and the counter electrode on one surface of the substrate, the photoelectrode and the counter electrode are formed by forming a metal layer on the substrate, and then patterning the photoelectrode and the counter electrode by a chemical etching and a physical etching method. Method of manufacturing tandem structure dye-sensitized solar cell. 제13항에 있어서,
광전극과 상대전극은 서로 이격되어 평행 방향으로 교대로 반복된 형태로 패턴화된 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법. The method of claim 13,
The photoelectrode and the counter electrode are spaced apart from each other and the pattern of the tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that the patterned in a repeated form alternately in parallel. 제11항에 있어서,
전해질을 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법. The method of claim 11,
Method of manufacturing a tandem structure dye-sensitized solar cell further comprising the step of injecting an electrolyte. 제15항에 있어서,
상기 전해질을 주입하는 단계는, 하나의 염료감응 태양전지 셀의 상부에 겔형 또는 고체 전해질을 적용한 후 다른 하나의 염료감응 태양전지 셀을 서로 대향하는 구조로 위치시킨 후 가장자리를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법.16. The method of claim 15,
Injecting the electrolyte, after applying a gel or solid electrolyte to the top of one dye-sensitized solar cell, the other dye-sensitized solar cell is positioned in a structure facing each other, characterized in that for sealing the edges Method of manufacturing tandem structure dye-sensitized solar cell. 제15항에 있어서,
상기 전해질을 주입하는 단계는, 두 개의 염료감응 태양전지 셀을 서로 대향하는 구조로 배치하고 가장자리를 밀봉한 후 내부에 전해질을 주입하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법.16. The method of claim 15,
Injecting the electrolyte, tandem structure dye-sensitized solar cell manufacturing method characterized in that the two dye-sensitized solar cells are arranged in a structure facing each other and the edge is sealed after the electrolyte is injected. 제12항에 있어서,
상기 제3 단계는 광전극 및 다공성 절연층의 상부에 나노 산화물층을 형성한 후 염료 용액에 침지하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 염료감응 태양전지의 제조방법.
The method of claim 12,
The third step is a method of manufacturing a tandem structure dye-sensitized solar cell, characterized in that the nano-oxide layer formed on top of the photoelectrode and the porous insulating layer and immersed in a dye solution.
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