KR101365144B1 - A preparation method of active electrode paste for dye sensitized solar cell with improvement of efficiency by binding metal nanoparticles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 염료감응형 태양전지용 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온 소성이 가능하고 균일한 코팅층을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 변환 효율을 향상시킬 수 있는 염료감응형 태양전지용 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a metal precursor-containing titanium dioxide paste for dye-sensitized solar cells, and more particularly, dye-sensitization capable of low-temperature baking and forming a uniform coating layer as well as improving energy conversion efficiency. A method for producing a metal precursor-containing titanium dioxide paste for a solar cell.
염료감응형 태양전지(Dye Sensitized Solar Cell, DSC 또는 DSSC)는, 식물의 광합성 원리를 응용하는 것으로 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 무공해 청정 기술이다. 현재 태양전지 시장의 대부분을 점유하고 있는 실리콘 태양전지가 지니고 있는 한계를 해결할 수 있는 유력한 대안으로 부상하고 있다.Dye-sensitized solar cells (Dye Sensitized Solar Cell, DSC or DSSC) is a pollution-free clean technology that generates power by converting light energy into electrical energy by applying the photosynthetic principle of plants. It is emerging as a viable alternative to solve the limitations of silicon solar cells, which occupy most of the solar cell market.
이러한 염료감응형 태양전지의 특징으로는 다양한 염료의 사용으로 다양한 색상을 구현할 수 있으며 태양광 스펙트럼을 효율적으로 이용가능하다.The dye-sensitized solar cell is characterized by the use of a variety of dyes to implement a variety of colors and can efficiently use the solar spectrum.
또한 염료감응형 태양전지는 다공성의 광음극 층으로 형성되어 있어 직사광뿐만 아니라 산란광에서의 발전 효율이 상대적으로 높아 발전량이 높은 태양전지이다.In addition, since the dye-sensitized solar cell is formed of a porous photocathode layer, it is a solar cell having a high amount of power generation since the generation efficiency is high in scattered light as well as in direct sunlight.
염료감응형 태양전지는 투명 유리 위에 코팅된 투명전극에, 나노입자가 접착되어 있는 구조를 가지며, 이때 상기 나노입자는 반도체 물질로서 주로 TiO2가 사용된다. 상기 나노입자 위에 단분자층으로 염료 고분자가 코팅된다. 상기 염료가 빛을 흡수하여 전자를 생성하고, 생성된 전자가 나노입자를 통해 전극으로 전해지면서 전류가 흐르게 되는 원리이다.The dye-sensitized solar cell has a structure in which nanoparticles are attached to a transparent electrode coated on transparent glass, wherein the nanoparticles are mainly TiO 2 as a semiconductor material. The dye polymer is coated on the nanoparticles in a monolayer. The dye absorbs light to generate electrons, and the generated electrons are transmitted to the electrode through the nanoparticles, so that current flows.
일반적으로 염료감응형 태양전지의 전극은 먼저 TiO2 나노입자를 제조하고, 상기 TiO2 나노입자에 용매를 첨가하여 TiO2 나노입자 페이스트를 제조한 후, 이를 기판 위에 도포하고 400-500℃ 정도의 고온에서 열처리하여 TiO2 나노입자 페이스트를 소결시킴으로써 나노동공이 형성된 TiO2 층을 제조한 다음, 상기 기판을 염료에 침지시켜 TiO2 층 상에 염료 층을 증착시켜 제작한다.In general, electrodes of dye-sensitized solar cells are manufactured first, and then a TiO 2 nanoparticles and producing the TiO 2 nanoparticle paste by adding a solvent to the TiO 2 nanoparticles, coating this on the substrate of about 400-500 ℃ The TiO 2 layer was formed by sintering the TiO 2 nanoparticle paste by heat treatment at a high temperature, and then, the substrate was immersed in a dye to prepare a dye layer on the TiO 2 layer by depositing it.
졸-겔 공정기반 TiO2 나노입자 제조방법은, 공정이 단순하여 경제적으로 나노 크기의 이산화티탄을 제조하는 가장 일반적이고 효과적인 방법이다. 나노 크기의 TiO2는 졸-겔 방법에 의해 입자, 막대, 튜브, 와이어, 판상, 다공성 및 에어로젤과 같은 다양한 형태를 가지는 입자들이 제조될 수 있다. 이때 생성되는 이산화티탄은 pH, 촉매 존재의 유무, 온도, 전구체의 성질 등에 의해 그 특성이 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있다.The sol-gel process based TiO 2 nanoparticles manufacturing method is the most common and effective method for producing nano-sized titanium dioxide because of its simple process. Nano-sized TiO 2 can be produced by various types of particles such as particles, rods, tubes, wires, plates, porosities and aerogels by the sol-gel method. The produced titanium dioxide is known to be greatly affected by the pH, the presence or absence of a catalyst, the temperature, the properties of the precursor and the like.
TiO2 졸은 적정한 몰비로 티타늄 이소프로폭시드 및 티타늄 부톡시드를 IPA에 분산시킨 다음, H2O, HNO3, IPA가 혼합된 용액을 첨가하여 반응시킴으로써 제조한다. 상기와 같이 제조되어진 TiO2 졸은 상기한 바와 같이 나노동공이 형성된 TiO2 층을 형성하기 위하여 고온 열처리에 따른 고온 소성을 수반하여야 한다. 이러한 고온 소성법은 에너지 비용이 높고 공정상의 불편함이 따른다.TiO 2 sol is prepared by dispersing titanium isopropoxide and titanium butoxide in IPA in an appropriate molar ratio, and then reacting by adding a mixture of H 2 O, HNO 3 , IPA. As described above, the TiO 2 sol manufactured as described above should be accompanied by high temperature firing by high temperature heat treatment to form the TiO 2 layer having nanopores. This high temperature firing method has high energy costs and process inconveniences.
또한, 태양전지의 발전 효율을 상승시키기 위하여는 염료감응형 태양전지용 이산화티타늄 페이스트의 에너지 변환 효율을 보다 향상시킬 필요가 있다.
In addition, in order to increase the power generation efficiency of the solar cell, it is necessary to further improve the energy conversion efficiency of the titanium dioxide paste for dye-sensitized solar cells.
이에 따라 저온 소성이 가능하고 에너지 변환 효율을 향상시킬 수 있는 염료감응형 태양전지용 이산화티타늄 페이스트의 제조방법이 요구되고 있다.
Accordingly, there is a demand for a method of manufacturing a dye-sensitized titanium dioxide paste capable of low-temperature firing and improving energy conversion efficiency.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 금속 전구체를 미리 용매 중에 용해시킨 후, 상기 용매 중에 이산화티타늄 나노입자를 분산시키고 여기에 바인더 역할을 할 수 있는 이산화티타늄 전구체를 일정 몰비율로 혼합하여 이산화티타늄 나노입자와 이산화티타늄 전구체의 가수분해 반응을 유도함으로써 이산화티타늄 나노입자와 이산화티타늄 전구체 간의 -O-Ti-O- network를 형성하여 미세균열 없이 코팅이 가능하며 코팅 후 광환원반응을 유도함으로써 상기 코팅 층 내에 금속 나노입자를 성장시켜 에너지 변환 효율을 향상시킬 수 있는 저온 소성용 페이스트를 제조할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
Under this background, the present inventors dissolve a metal precursor in a solvent in advance, and then disperse the titanium dioxide nanoparticles in the solvent and mix the titanium dioxide precursor, which can act as a binder, in a certain molar ratio to the titanium dioxide nanoparticles. By inducing the hydrolysis reaction of the titanium dioxide precursor to form a -O-Ti-O- network between the titanium dioxide nanoparticles and the titanium dioxide precursor to enable coating without microcracking and to induce a photoreduction reaction after coating the metal in the coating layer The present invention was completed by confirming that low-temperature baking paste capable of improving energy conversion efficiency by growing nanoparticles could be prepared.
본 발명의 목적은 저온 소성이 가능하고 균일한 코팅층을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 변환 효율을 향상시킬 수 있는 염료감응형 태양전지용 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a metal precursor-containing titanium dioxide paste for dye-sensitized solar cells that can be baked at a low temperature and can form a uniform coating layer, as well as improve energy conversion efficiency.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 염료감응형 태양전지용 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a metal precursor-containing titanium dioxide paste for dye-sensitized solar cells prepared by the above production method.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 이용하여 염료감응형 태양전지용 전극을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electrode for dye-sensitized solar cells using the metal precursor-containing titanium dioxide paste.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 염료감응형 태양전지용 전극을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an electrode for a dye-sensitized solar cell manufactured by the above method.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 전극을 포함하는 염료감응형 태양전지를 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a dye-sensitized solar cell including the electrode.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 염료감응형 태양전지용 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for producing a metal precursor-containing titanium dioxide paste for dye-sensitized solar cell comprising the following steps.
1) 알코올에 금속 전구체를 용해시켜 금속 전구체 용액을 제조하는 단계(단계 1); 1) dissolving a metal precursor in alcohol to prepare a metal precursor solution (step 1);
2) 상기 용액에 물을 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계(단계 2); 2) adding water to the solution to prepare a mixed solution (step 2);
3) 상기 혼합 용액에 이산화티타늄 나노입자를 첨가하는 단계(단계 3); 3) adding titanium dioxide nanoparticles to the mixed solution (step 3);
4) 상기 혼합물을 초음파로 분산시키는 단계(단계 4); 4) dispersing the mixture ultrasonically (step 4);
5) 상기 분산액에 이산화티타늄 전구체를 첨가하는 단계(단계 5); 및 5) adding a titanium dioxide precursor to the dispersion (step 5); And
6) 상기 혼합물을 교반하는 단계(단계 6).
6) stirring the mixture (step 6).
상기 단계 1은, 알코올에 금속 전구체를 용해시켜 금속 전구체 용액을 제조하는 단계로서, 용매인 알코올 중에 금속 나노입자 형성을 위한 금속 전구체를 용해시켜 금속 전구체 용액을 제조하는 단계이다.
본 발명에서 사용하는 용어 "금속 전구체"는 금속 나노입자로 성장시킬 수 있는 금속 화합물을 의미한다.The term "metal precursor" as used in the present invention means a metal compound capable of growing into metal nanoparticles.
본 발명에서 상기 금속 전구체는 UV 또는 감마선 등을 처리에 의한 광환원반응에 따라 금속 나노입자로 성장할 수 있다.In the present invention, the metal precursor may grow into metal nanoparticles according to a photoreduction reaction by treating UV or gamma rays.
본 발명에서 사용가능한 금속 전구체는 금(Au), 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd)의 전구체일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로 금의 전구체로는 AuCl3, HAuCl4 등을 사용할 수 있다.The metal precursor usable in the present invention may be a precursor of gold (Au), platinum (Pt) or palladium (Pd), but is not limited thereto. Specifically, AuCl 3 , HAuCl 4 , or the like may be used as a gold precursor.
본 발명에서 금속 전구체의 농도는 0.3 내지 10 mM일 수 있으며, 사용되는 금속 전구체에 따라 다를 수 있다. 만일 금속 전구체의 농도가 상기 하한보다 낮으면 금속 전구체의 함량이 적어 에너지 변환 효율이 떨어지는 단점이 있고, 상기 상한보다 높으면 금속 전구체의 함량이 너무 많게 되어 이들이 생성하는 금속 나노입자의 과도한 성장에 따라 단락(short circuit) 현상이 발생하는 단점이 있다.
In the present invention, the concentration of the metal precursor may be 0.3 to 10 mM, and may vary depending on the metal precursor used. If the concentration of the metal precursor is lower than the lower limit, the content of the metal precursor is low and the energy conversion efficiency is lowered. If the concentration is higher than the upper limit, the content of the metal precursor is too high, resulting in excessive growth of the metal nanoparticles. (short circuit) is a disadvantage that occurs.
상기 단계 2는, 상기 용액에 물을 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계로서, 금속 전구체가 용해되어 있는 알코올 용액에 물을 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계이다.
본 발명에서 물은 이후 첨가되는 이산화티타늄 나노입자가 이산화티타늄 전구체와 반응할 때 필요한 성분이기 때문에 상기 물의 첨가량도 일정 범위로 조절할 필요가 있다. 상기 물의 첨가량은 이산화티타늄 전구체 1 몰을 기준으로 2 내지 4 몰인 것이 바람직하다.
In the present invention, since water is a necessary component when the titanium dioxide nanoparticles added after reacting with the titanium dioxide precursor, it is necessary to adjust the amount of water added to a certain range. The amount of water added is preferably 2 to 4 moles based on 1 mole of titanium dioxide precursor.
상기 단계 3은, 상기 혼합 용액에 이산화티타늄 나노입자를 첨가하는 단계로서, 금속 전구체가 용해되어 있는 알코올과 물의 혼합 용액에 페이스트의 기본 성분을 이루는 이산화티타늄 나노입자를 첨가하는 단계이다.In
본 발명에서, 용매로는 이산화티타늄 나노입자를 분산시킬 수 있으며 이산화티타늄 전구체가 용해될 수 있고 저온인 120℃ 이하의 온도에서 제거될 수 있는 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라 본 발명에서는 상기한 바와 같이 물과 알코올의 혼합 용매를 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기 알코올로는 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, it is preferable to use a solvent which can disperse the titanium dioxide nanoparticles, dissolve the titanium dioxide precursor and can be removed at a temperature of 120 ° C. or lower at a low temperature. Accordingly, the present invention is characterized by using a mixed solvent of water and alcohol as described above. The alcohol may be ethanol, methanol, propanol, butanol and the like, but is not limited thereto.
본 발명에서 사용하는 용어 "이산화티타늄 나노입자"는 나노 수준의 크기를 갖는 이산화티타늄 입자를 의미한다. 구체적으로, 본 발명의 이산화티타늄 나노입자는 10 내지 100 nm의 입자 크기를 갖는 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서는 20 nm 크기의 이산화티타늄 나노입자를 사용하였다.As used herein, the term "titanium dioxide nanoparticles" refers to titanium dioxide particles having a nano level size. Specifically, the titanium dioxide nanoparticles of the present invention may have a particle size of 10 to 100 nm, but is not limited thereto. In one embodiment of the present invention, 20 nm titanium dioxide nanoparticles were used.
본 발명에서, 이산화티타늄 나노입자는 상용 이산화티타늄 나노입자를 구입하여 사용할 수도 있고 통상의 졸-겔 법이나 수열합성법 등을 이용하여 직접 제조하여 사용할 수도 있다.In the present invention, the titanium dioxide nanoparticles may be purchased and used commercially available titanium dioxide nanoparticles, or may be directly prepared by using a conventional sol-gel method or hydrothermal synthesis method.
상기 이산화티타늄 나노입자의 첨가량은 전체 이산화티타늄 페이스트의 총중량 중 바람직하기로 7 내지 13 중량%, 더욱 바람직하기로 9 내지 11 중량%, 가장 바람직하기로 10 중량%이다. 일반적으로 스크린 프린터나 닥테 블레이드에 적용하는 상용 페이스트의 경우 이산화티타늄 나노입자의 함량이 15 내지 17 중량%인데 반해, 본 발명의 페이스트의 경우 딥 코팅에 적용하기에 적당한 점도를 위하여 상기 범위가 바람직하다.
The amount of the titanium dioxide nanoparticles added is preferably 7 to 13% by weight, more preferably 9 to 11% by weight, most preferably 10% by weight, based on the total weight of the total titanium dioxide paste. In general, commercial pastes applied to screen printers or Doc blades contain 15 to 17 wt% of titanium dioxide nanoparticles, whereas the pastes of the present invention are preferably in the above range for proper viscosity for dip coating. .
상기 단계 4는, 상기 혼합물을 초음파로 분산시키는 단계로서, 이산화티타늄 나노입자의 균일한 분산액을 얻기 위하여 초음파로 분산시키는 단계이다.
상기 단계 4)의 초음파 분산은 초음파 처리와 냉각을 일정 시간 간격으로 반복하여 수행함으로써 용매의 증발을 방지할 수 있다.Ultrasonic dispersion of step 4) can be prevented by evaporation of the solvent by repeatedly performing the ultrasonic treatment and cooling at a predetermined time interval.
바람직하기로, 상기 단계 4)는 상기 혼합물을 5-15 분 동안 초음파 처리 후 1-5 분 동안 냉각시키는 과정을 5 내지 15회 반복하여 수행할 수 있다.Preferably, step 4) may be performed by repeating the process of sonicating the mixture for 5-15 minutes for 5 minutes to 1-5 minutes.
상기 초음파의 세기는 10 내지 30 kHz일 수 있다.
The intensity of the ultrasonic waves may be 10 to 30 kHz.
상기 단계 5는, 상기 분산액에 이산화티타늄 전구체를 첨가하는 단계로서, 이산화티타늄 나노입자의 분산액에 바인더 역할을 할 수 있는 이산화티타늄 전구체를 첨가하는 단계이다.Step 5 is adding a titanium dioxide precursor to the dispersion, and adding a titanium dioxide precursor that can act as a binder to the dispersion of titanium dioxide nanoparticles.
본 발명에서 이산화티타늄 전구체는 물과 함께 이산화티타늄 나노입자와 반응하여 -O-Ti-O- 네트워크를 형성함으로써 이산화티타늄 나노입자 간에 바인더 역할을 한다.In the present invention, the titanium dioxide precursor reacts with the titanium dioxide nanoparticles together with water to form a -O-Ti-O- network to act as a binder between the titanium dioxide nanoparticles.
본 발명에서, 상기 이산화티타늄 전구체로는 티타늄 알콕사이드, 티타늄 클로라이드(TiCl4) 또는 이의 조합을 사용할 수 있다. 상기 티타늄 알콕사이드로는 티타늄 이소프로폭시드(titanium isopropoxide, TIPP), 티타늄 메톡시드, 티타늄 에톡시드, 티타늄 테트라부톡시드, 티타늄 테트라이소부톡시드, 티타늄 테트라터트부톡시드 또는 이의 조합을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서는 취급이 용이한 티타늄 이소프로폭시드를 사용하였다.In the present invention, the titanium dioxide precursor may be used titanium alkoxide, titanium chloride (TiCl 4 ) or a combination thereof. As the titanium alkoxide, titanium isopropoxide (TIPP), titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium tetrabutoxide, titanium tetraisobutoxide, titanium tetraterbutoxide or a combination thereof may be used. It is not limited. In one embodiment of the present invention, easy to handle titanium isopropoxide was used.
상기 이산화티타늄 전구체의 첨가량은 이산화티타늄 나노입자 1 몰을 기준으로 바람직하기로 0.05 내지 0.2 몰, 가장 바람직하기로 0.1 몰이다. 이산화티타늄 전구체의 첨가량이 0.05 몰보다 적을 경우 이산화티타늄 나노입자 간에 부착력이 약화되고, 0.2 몰보다 많을 경우 이산화티타늄 나노입자간 응집으로 인해 다공성이 감소할 수 있다.
The amount of the titanium dioxide precursor added is preferably 0.05 to 0.2 mol, most preferably 0.1 mol, based on 1 mol of titanium dioxide nanoparticles. If the amount of the titanium dioxide precursor is less than 0.05 mol, the adhesion between the titanium dioxide nanoparticles is weakened, and if more than 0.2 mol, the porosity may decrease due to aggregation between the titanium dioxide nanoparticles.
상기 단계 6은, 상기 혼합물을 교반하는 단계로서, 상기 혼합물을 교반하여 혼합물 내 이산화티타늄 나노입자, 이산화티타늄 전구체 및 물의 가수분해 및 축합반응을 유도하는 단계이다.
상기 단계 6)의 교반은 이산화티타늄 나노입자, 이산화티타늄 전구체 및 물의 반응을 충분히 수행하기 위하여 3 내지 7 시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
The stirring of step 6) is preferably performed for 3 to 7 hours in order to sufficiently perform the reaction of the titanium dioxide nanoparticles, the titanium dioxide precursor and the water.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 제공한다.The present invention also provides a metal precursor-containing titanium dioxide paste prepared by the above production method.
본 발명에서, 상기 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트는 염료감응형 태양전지용으로 사용이 가능하다.
In the present invention, the metal precursor-containing titanium dioxide paste can be used for dye-sensitized solar cells.
또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 염료감응형 태양전지용 전극의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing an electrode for dye-sensitized solar cells comprising the following steps.
1) 전극이 처리된 기판을 준비하는 단계(단계 1); 1) preparing an electrode-treated substrate (step 1);
2) 상기 전극의 상부에 상기 제조방법으로 제조된 이산화티타늄 페이스트를 코팅하는 단계(단계 2); 2) coating a titanium dioxide paste prepared by the manufacturing method on the electrode (step 2);
3) 상기 코팅된 기판에 UV 또는 감마선을 처리하는 단계(단계 3); 3) treating the coated substrate with UV or gamma rays (step 3);
4) 상기 처리된 기판을 100 내지 140℃에서 소성하여 이산화티타늄 층을 형성하는 단계(단계 4); 및4) calcining the treated substrate at 100 to 140 ° C. to form a titanium dioxide layer (step 4); And
5) 상기 이산화티타늄 층에 염료를 흡착시키는 단계(단계 5).
5) adsorbing dye onto the titanium dioxide layer (step 5).
상기 단계 1은, 전극이 처리된 기판을 준비하는 단계로서, 이산화티타늄 페이스트를 코팅하기에 앞서 전극이 처리된 기판을 준비하는 단계이다.
상기 전극물질로는 인듐 주석 산화물(Indium-tin oxide, ITO) 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.Indium tin oxide (ITO) may be used as the electrode material, but is not limited thereto.
상기 기판으로는 유리 기판, 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 기판 등을 사용할 수 있으며, 특히 폴리에틸렌 나프탈레이트 기판을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
As the substrate, a glass substrate, a polyethylene naphthalate (PEN) substrate, or the like may be used, and in particular, a polyethylene naphthalate substrate is preferably used, but is not limited thereto.
상기 단계 2는, 상기 전극의 상부에 상기 제조방법으로 제조된 이산화티타늄 페이스트를 코팅하는 단계로서, 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 기판의 전극 상에 코팅하는 단계이다.
상기 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 코팅은 딥 코팅을 통해 수행할 수 있다.
Coating of the metal precursor-containing titanium dioxide paste may be performed through dip coating.
상기 단계 3은, 상기 코팅된 기판에 UV 또는 감마선을 처리하는 단계로서, 이산화티타늄 페이스트 코팅 층에 UV 또는 감마선을 처리하여 금속 전구체의 광환원 반응을 유도하는 단계이다.
본 발명에서 UV 또는 감마선 처리 시간은 20초 내지 1분일 수 있다. 만일 상기 처리 시간이 상기 하한보다 짧을 경우 금속 나노입자의 성장이 충분히 이루어지지 않아 에너지 변환 효율이 떨어지는 단점이 있고 상기 상한보다 길면 폴리에틸렌 나프탈레이트과 같은 연성기판의 열변형을 발생시키는 단점이 있다.
In the present invention, the UV or gamma ray treatment time may be 20 seconds to 1 minute. If the treatment time is shorter than the lower limit, the growth of metal nanoparticles may not be sufficiently achieved, resulting in a low energy conversion efficiency. If the treatment time is longer than the upper limit, thermal deformation of a flexible substrate such as polyethylene naphthalate may occur.
상기 단계 4는, 상기 처리된 기판을 100 내지 140℃에서 소성하여 이산화티타늄 층을 형성하는 단계로서, 이산화티타늄 페이스트 코팅 층을 저온 소성하여 이산화티타늄 층을 형성하는 단계이다.In
본 발명의 염료감응형 태양전지용 전극의 제조방법은 상기 제조방법으로 제조된 산화티타늄 페이스트를 사용함으로써 종래 400 내지 500℃의 열처리가 필요한 고온 소성과 달리 100 내지 140℃의 저온에서 소성하여 이산화티타늄 층을 형성하는 것이 가능하다.
In the method of manufacturing the electrode for dye-sensitized solar cell of the present invention, by using the titanium oxide paste prepared by the above method, the titanium dioxide layer is calcined at a low temperature of 100 to 140 ° C., unlike the high temperature firing that requires heat treatment of 400 to 500 ° C. It is possible to form
상기 단계 5는, 상기 이산화티타늄 층에 염료를 흡착시키는 단계로서, 빛을 흡수하여 전자를 생성할 수 있는 염료를 상기 이산화티타늄 층에 흡착시키는 단계이다.Step 5 is a step of adsorbing a dye on the titanium dioxide layer, the step of adsorbing a dye capable of absorbing light to generate electrons in the titanium dioxide layer.
본 발명에서 사용하는 용어 "염료"는 염료감응형 태양전지에서 빛을 흡수하여 전자를 생성시킬 수 있는 물질을 의미한다.As used herein, the term "dye" refers to a material capable of generating electrons by absorbing light in a dye-sensitized solar cell.
본 발명에서 사용가능한 염료는 염료감응형 태양전지에 사용할 수 있는 염료라면 어느 것이라도 사용이 가능하다. 상기 염료는 루테늄계 유기금속 화합물, 유기화합물, 및 양자점 무기화합물일 수 있다. 구체적인 루테늄계 유기금속 화합물 염료의 예로는 N3, N719, N749, Z907 등이 있으며, 이에 제한되지 않는다. 상기 유기화합물 염료는 쿠마린(coumarin), 포피린(porphyrin), 키산틴(xanthene), 리보플라빈(riboflavin), 트리페닐메탄(triphenylmethan), 또는 이들의 유도체 등을 들 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 유기화합물 염료의 예로는 D205, NKX-2311, NKX-2677이 있다. 구체적인 양자점 무기화합물 염료의 예로는 InP, CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe 등이 있으며, 이에 제한되지 않는다.The dye usable in the present invention can be used as long as it can be used in dye-sensitized solar cells. The dye may be a ruthenium-based organometallic compound, an organic compound, and a quantum dot inorganic compound. Examples of specific ruthenium-based organometallic compound dyes include N3, N719, N749, and Z907, but are not limited thereto. The organic compound dyes include coumarin, porphyrin, porphyrin, xanthene, riboflavin, triphenylmethan, derivatives thereof, and the like, but are not limited thereto. Specifically, examples of the organic compound dyes include D205, NKX-2311, and NKX-2677. Examples of specific quantum dot inorganic compound dyes include InP, CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe, and the like, but are not limited thereto.
상기 염료의 흡착은 염료 용액 중에 이산화티타늄 층이 형성된 기판을 일정 시간 동안 침지시켜 수행할 수 있다. 바람직하기로, 침지 시간은 24 시간 정도가 좋다.
Adsorption of the dye may be performed by immersing the substrate on which the titanium dioxide layer is formed in the dye solution for a predetermined time. Preferably, the immersion time is about 24 hours.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 염료감응형 태양전지용 전극을 제공한다.
The present invention also provides an electrode for dye-sensitized solar cells prepared by the above production method.
또한, 본 발명은 상기 전극을 포함하는 염료감응형 태양전지를 제공한다.
In addition, the present invention provides a dye-sensitized solar cell including the electrode.
이하 본 발명의 구성을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 바람직한 구현예로서, 본 발명 염료감응형 태양전지용 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트 제조방법의 각 단계를 나타내는 흐름도이다.1 is a flow chart showing each step of the method for producing a titanium dioxide paste containing a metal precursor for a dye-sensitized solar cell of the present invention as a preferred embodiment.
도 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 먼저 에탄올에 금속 전구체를 용해시켜 금속 전구체 용액을 제조하는 단계(단계 1); 상기 용액에 물을 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계(단계 2); 상기 혼합 용액에 이산화티타늄 나노입자를 첨가하는 단계(단계 3); 상기 혼합물을 초음파로 분산시키는 단계(단계 4); 상기 분산액에 티타늄 이소프로폭시드를 첨가하는 단계(단계 5); 및 상기 혼합물을 교반하는 단계(단계 6)를 거쳐 본 발명의 저온 소성용 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 제조할 수 있다.
As can be seen through Figure 1, first dissolving the metal precursor in ethanol to prepare a metal precursor solution (step 1); Adding water to the solution to prepare a mixed solution (step 2); Adding titanium dioxide nanoparticles to the mixed solution (step 3); Dispersing the mixture ultrasonically (step 4); Adding titanium isopropoxide to the dispersion (step 5); And through the step of stirring the mixture (step 6) it can be prepared a low-temperature firing metal precursor-containing titanium dioxide paste of the present invention.
본 발명에서 이산화티타늄 나노입자는 하기 반응식 1과 같이 티타늄 이소프로폭시드와 물과 함께 가수분해 및 축합 반응하여 이산화티타늄 나노입자와 티타늄 이소프로폭시드 간에 -O-Ti-O- 네트워크를 형성함으로써 이산화티타늄 나노입자 간 부착력을 높인 이산화티타늄 페이스트를 제조할 수 있다.In the present invention, the titanium dioxide nanoparticles are hydrolyzed and condensed together with titanium isopropoxide and water to form an -O-Ti-O- network between the titanium dioxide nanoparticles and titanium isopropoxide as shown in
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
TiO2 + n Ti(OR)4 + 2n H2O → (n+1) TiO2 + 4n ROH
TiO 2 + n Ti (OR) 4 + 2n H 2 O → (n + 1) TiO 2 + 4n ROH
도 2는 본 발명에서 금속 전구체가 금속 나노입자로 성장하는 반응 과정을 개략적으로 도시한 도이다.2 is a view schematically showing a reaction process in which a metal precursor grows into metal nanoparticles in the present invention.
먼저, 금속 전구체가 용해되어 함유되어 있는 이산화티타늄 페이스트 코팅 층 내에 존재하는 물이 UV 또는 감마선에 의해 방사선 분해를 일으켜 전자를 생성하게 된다. 이후 상기 생성된 전자로 인하여 금속 양이온이 금속으로 환원되게 되며, 환원된 금속이 뭉쳐 금속 나노입자 핵을 형성하고, 형성된 핵에 환원된 금속이 계속하여 결합하여 금속 나노입자로 성장하게 된다.
First, water present in the titanium dioxide paste coating layer in which the metal precursor is dissolved is caused to cause radiolysis by UV or gamma rays to generate electrons. Then, due to the generated electrons, the metal cations are reduced to metals, and the reduced metals aggregate to form metal nanoparticle nuclei, and the reduced metal continuously bonds to the formed nuclei to grow as metal nanoparticles.
도 3은 본 발명에서 금속 전구체로서 금(Au) 전구체를 사용한 경우 금(Au) 전구체가 이산화티타늄 나노입자 표면에 결합되어 금(Au) 나노입자로 성장하는 반응 과정을 개략적으로 도시한 도이다.FIG. 3 is a view schematically illustrating a reaction process in which a gold (Au) precursor is bonded to a titanium dioxide nanoparticle surface to grow into gold (Au) nanoparticles when a gold precursor is used as a metal precursor in the present invention.
먼저, 하기 반응식 2와 같이 이산화티타늄 페이스트 코팅 층 내에 존재하는 물이 UV 또는 감마선에 의해 방사선 분해를 일으켜 전자(e-), H., OH. 등을 생성하게 된다. 이후 하기 반응식 3과 같이 상기 생성된 OH. 또는 H.가 이산화티타늄 나노입자의 표면에 존재하는 -OH기와 반응하여 이산화티타늄 나노입자 표면에 라디칼(R.)을 생성하게 된다. 그 다음 하기 반응식 4와 같이 상기 페이스트 내에 생성된 전자(e-), H. 및 이산화티타늄 나노입자 표면에 생성된 라디칼(R.)과, 금(Au) 양이온이 반응하여 금(Au) 양이온이 금(Au)으로 환원되게 되며, 환원된 금(Au)이 뭉쳐 금(Au) 나노입자 핵을 형성하고, 형성된 핵에 환원된 금(Au)이 계속하여 결합하여 금(Au) 나노입자로 성장하게 된다.First, as shown in
[반응식 2][Reaction Scheme 2]
H2O → e-, H., OH., etc
H2O → e -, H. , OH . , etc
[반응식 3]
R-OH + OH. → R.-OH + H2OR-OH + OH . → R. -OH + H 2 O
R-OH + H. → R.-OH + H2
R-OH + H. → R. -OH + H 2
[반응식 4][Reaction Scheme 4]
Au3 + + 3e- → AuAu 3 + + 3e - → Au
Au3 + + 3H. → Au + 3H+
Au3 + + 3R.-OH → Au + 3R-O + 3H+
Au 3 + + 3R . -OH → Au + 3R-O + 3H +
도 4는 금속 나노입자와 이산화티타늄 나노입자 간의 전자 주입 및 재조합을 나타낸다. 금속 나노입자의 전기 음성도와 전자 친화도가 이산화티타늄 나노입자보다 우수하여 생성된 전자와 홀의 재결합을 억제 하게 되고 pair life time을 늘려주게 되어 생성된 전자의 많은 양이 전극으로 이동할 수 있게 되어 에너지 변환 효율을 향상시키게 된다.
4 shows electron injection and recombination between metal nanoparticles and titanium dioxide nanoparticles. The electronegativity and electron affinity of the metal nanoparticles are better than those of the titanium dioxide nanoparticles, thereby suppressing the recombination of the generated electrons and holes and increasing the pair life time. It will improve the efficiency.
본 발명은 금속 전구체를 미리 용매 중에 용해시킨 후, 상기 용매 중에 이산화티타늄 나노입자를 분산시키고 여기에 바인더 역할을 할 수 있는 이산화티타늄 전구체를 일정 몰비율로 혼합하여 이산화티타늄 나노입자와 이산화티타늄 전구체의 가수분해 반응을 유도함으로써 이산화티타늄 나노입자와 이산화티타늄 전구체 간의 -O-Ti-O- network를 형성하여 미세균열 없이 코팅이 가능하며 코팅 후 광환원반응을 유도함으로써 상기 코팅 층 내에 금속 나노입자를 성장시켜 에너지 변환 효율을 향상시킬 수 있는 저온 소성용 페이스트를 제조할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, after dissolving a metal precursor in a solvent in advance, the titanium dioxide nanoparticles can be dispersed in the solvent and a titanium dioxide precursor capable of acting as a binder is mixed at a predetermined molar ratio to provide the titanium dioxide nanoparticles with the titanium dioxide precursor. By inducing a hydrolysis reaction to form a -O-Ti-O- network between the titanium dioxide nanoparticles and the titanium dioxide precursor to enable coating without microcracks and to induce photoreduction after coating to grow metal nanoparticles in the coating layer It is effective to manufacture a paste for low-temperature baking that can improve the energy conversion efficiency.
도 1은 바람직한 구현예로서, 본 발명 염료감응형 태양전지용 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트 제조방법의 각 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에서 금속 전구체가 금속 나노입자로 성장하는 반응 과정을 개략적으로 도시한 도이다.
도 3은 본 발명에서 금속 전구체로서 금(Au) 전구체를 사용한 경우 금(Au) 전구체가 이산화티타늄 나노입자 표면에 결합되어 금(Au) 나노입자로 성장하는 반응 과정을 개략적으로 도시한 도이다.
도 4는 금속 나노입자와 이산화티타늄 나노입자 간의 전자 주입 및 재조합을 나타낸다.
도 5는 본 발명 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 이용한 코팅 이후 UV 조사 전후의 코팅 표면 색상 변화를 나타낸 사진도이다.
도 6은 실시예 1 및 2와 비교예 1의 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 이용한 경우의 에너지 변환 효율 측정 결과를 나타낸다.1 is a flow chart showing each step of the method for producing a titanium dioxide paste containing a metal precursor for a dye-sensitized solar cell of the present invention as a preferred embodiment.
2 is a view schematically showing a reaction process in which a metal precursor grows into metal nanoparticles in the present invention.
FIG. 3 is a view schematically illustrating a reaction process in which a gold (Au) precursor is bonded to a titanium dioxide nanoparticle surface to grow into gold (Au) nanoparticles when a gold precursor is used as a metal precursor in the present invention.
4 shows electron injection and recombination between metal nanoparticles and titanium dioxide nanoparticles.
5 is a photograph showing the color change of the coating surface before and after UV irradiation after the coating using the present invention metal precursor-containing titanium dioxide paste.
6 shows the results of measuring energy conversion efficiency when the metal precursor-containing titanium dioxide pastes of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were used.
이하, 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 효과를 보다 더 구체적으로 설명하고자 하나, 이들 실시예는 본 발명의 예시적인 기재일뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, as claimed.
실시예Example 1-3: 저온 소성 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 제조 1-3: Preparation of Titanium Dioxide Paste Containing Low Temperature Calcined Metal Precursor
하기 표 1의 조성에 따라 저온 소성 이산화티타늄 페이스트를 제조하였다.A low temperature calcined titanium dioxide paste was prepared according to the composition of Table 1 below.
구체적으로, 먼저 에탄올에 금속 전구체로서 AuCl3를 용해시켜 금속 전구체 용액을 제조하였다. 상기 금속 전구체 용액에 탈이온수(D. I. water)를 혼합하고 30 분 동안 교반하여 혼합 용액을 준비하였다.Specifically, AuCl 3 was first dissolved in ethanol as a metal precursor to prepare a metal precursor solution. Deionized water (DI water) was mixed with the metal precursor solution and stirred for 30 minutes to prepare a mixed solution.
상기 혼합 용액에 이산화티타늄 나노입자(Degussa P25)를 첨가한 후 항온조에서 10분간 20 kHz 초음파 처리 후 2분간 냉각을 10회 반복하여 이산화티타늄 나노입자 분산액을 제조하였다.Titanium dioxide nanoparticles (Degussa P25) was added to the mixed solution, followed by 10 minutes of 20 kHz sonication in a thermostat, followed by cooling twice for 10 minutes to prepare a titanium dioxide nanoparticle dispersion.
상기 이산화티타늄 나노입자 분산액을 교반하면서 티타늄 이소프로폭시드(TIPP)를 첨가하여 5 시간 동안 교반하여 반응시킴으로써 이산화티타늄 페이스트를 제조하였다.Titanium dioxide paste was prepared by adding titanium isopropoxide (TIPP) while stirring the titanium dioxide nanoparticle dispersion and reacting by stirring for 5 hours.
비교예Comparative Example 1: 금속 전구체를 함유하지 않은 저온 소성 이산화티타늄 페이스트의 제조 1: Preparation of Low Temperature Calcined Titanium Dioxide Paste without Metal Precursor
금속 전구체를 함유하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이산화티타늄 페이스트를 제조하였다.A titanium dioxide paste was prepared in the same manner as in Example 1, except that the metal precursor was not contained.
이때 에탄올의 양을 조정하여 전체 100 g의 이산화티타늄 페이스트를 제조하였다.
At this time, the amount of ethanol was adjusted to prepare a total of 100 g of titanium dioxide paste.
실험예Experimental Example 1: 본 발명 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트 코팅 후 1: After coating the metal precursor containing titanium dioxide paste of the present invention UVUV 조사에 따른 코팅 표면 변화 조사 Investigation of coating surface change by irradiation
실시예 3의 저온 소성 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 기판에 코팅한 후 UV 조사에 따른 코팅 표면의 변화를 조사하였다.After the low temperature calcined metal precursor-containing titanium dioxide paste of Example 3 was coated on the substrate, the change of the coating surface according to UV irradiation was investigated.
구체적으로, ITO 코팅된 PEN 기판에 상기 실시예 3의 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 딥 코팅(dip coating)한 후, 30초 동안 UV를 조사를 실시하였다.Specifically, after dip coating the metal precursor-containing titanium dioxide paste of Example 3 on the ITO coated PEN substrate, UV irradiation was performed for 30 seconds.
상기 코팅 이후 UV 조사 전후의 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트 코팅 표면의 모습을 도 5에 나타내었다.The appearance of the metal precursor-containing titanium dioxide paste coating surface before and after UV irradiation after the coating is shown in FIG. 5.
도 5를 통해 UV 조사에 따라 본 발명의 저온 소성 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트가 형성한 코팅 층의 색상이 변화하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 색상 변화를 통해 코팅 층 내의 금속 전구체인 금(Au)이 환원되어 금(Au) 나노입자로 성장하였음을 알 수 있다.
It can be seen from FIG. 5 that the color of the coating layer formed by the low temperature calcined metal precursor-containing titanium dioxide paste of the present invention changes according to UV irradiation. Through this color change, it can be seen that gold (Au), which is a metal precursor in the coating layer, is reduced to grow into gold (Au) nanoparticles.
실험예Experimental Example 2: 금속 전구체 함량에 따른 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 에너지 변환 효율 조사 2: Investigation of Energy Conversion Efficiency of Titanium Dioxide Paste Containing Metal Precursor According to Metal Precursor Content
금속 전구체 함량에 따른 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 에너지 변환 효율을 조사하기 위하여, 상기 실시예 1 내지 3의 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 각각 이용하여 염료감응형 태양전지를 제작한 후 이들의 에너지 변환 효율을 비교하였다.In order to investigate the energy conversion efficiency of the metal precursor-containing titanium dioxide paste according to the metal precursor content, after the dye-sensitized solar cells are manufactured using the metal precursor-containing titanium dioxide paste of Examples 1 to 3, their energy conversion The efficiency was compared.
염료감응형 태양전지의 제작을 위하여, 먼저 각각의 ITO 코팅된 PEN 기판에 상기 실시예 1 내지 3의 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 각각 딥 코팅(dip coating)한 후, 30초 동안 UV를 조사를 실시하였다. 그 다음, 상기 UV 처리된 기판을 120℃에서 1시간 동안 소성시켰다.To fabricate the dye-sensitized solar cell, first dip coating the respective metal precursor-containing titanium dioxide pastes of Examples 1 to 3 onto each ITO coated PEN substrate, and then irradiate with UV for 30 seconds. Was carried out. The UV treated substrate was then baked at 120 ° C. for 1 hour.
상기 소성된 기판을 N719(di-tetrabutylammonium cis-bis(isothiocyanato)bis(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylato)ruthenium(II)) 염료 용액(Butanol :Acetonitrile (V:V=1:1), 0.3 mM)에 상온에서 24 시간 동안 침지시킨 다음 에탄올로 세척한 후 60℃에서 건조함으로써 염료를 함침시킨 단위 전지를 제작하여 에너지 변환 효율을 조사하였다.The calcined substrate was subjected to N719 (di-tetrabutylammonium cis-bis (isothiocyanato) bis (2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylato) ruthenium (II)) dye solution (Butanol: Acetonitrile (V: V = 1: 1), 0.3 mM) was immersed at room temperature for 24 hours, washed with ethanol and dried at 60 ℃ to prepare a unit cell impregnated with dye to investigate the energy conversion efficiency.
상기 전지들의 에너지 변환 효율 측정 결과, 실시예 1 및 2의 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 경우 에너지 변환 효율이 3.33% 및 3.57%로서 금속 전구체를 함유하지 않은 비교예 1의 이산화티타늄 페이스트가 나타내는 2.87%에 비해 향상된 에너지 변환 효율을 나타냄을 확인하였다. 다만, 실시예 3의 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트의 경우 금속 전구체의 함량이 너무 많아 금(Au) 나노입자의 과도한 성장으로 인하여 단락 현상이 발생하여 측정이 불가함을 확인하였다. 구체적으로, 상기 전지 중 실시예 1 및 2와 비교예 1의 금속 전구체 함유 이산화티타늄 페이스트를 이용한 경우의 에너지 변환 효율 측정 결과를 도 6에 나타내었다.As a result of measuring the energy conversion efficiency of the batteries, the energy conversion efficiency of the metal precursor-containing titanium dioxide paste of Examples 1 and 2 was 3.33% and 3.57%, 2.87% represented by the titanium dioxide paste of Comparative Example 1 containing no metal precursor. Compared to the improved energy conversion efficiency was confirmed. However, in the case of the metal precursor-containing titanium dioxide paste of Example 3, the content of the metal precursor was too high, and it was confirmed that a short circuit phenomenon occurred due to excessive growth of gold (Au) nanoparticles and thus measurement was impossible. Specifically, the results of measuring energy conversion efficiency in the case of using the metal precursor-containing titanium dioxide pastes of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 of the batteries are shown in FIG. 6.
상기 결과를 통해 금속 전구체의 농도를 일정 범위로 조절함으로써 에너지 변환 효율을 최적으로 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.Through the above results, it can be seen that the energy conversion efficiency can be optimally controlled by controlling the concentration of the metal precursor in a certain range.
Claims (16)
알코올에 금속 전구체를 용해시켜 금속 전구체 용액을 제조하는 단계(단계 1);
상기 용액에 물을 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계(단계 2);
상기 혼합 용액에 이산화티타늄 나노입자를 첨가하는 단계(단계 3);
상기 단계 3으로부터 수득한 혼합물을 초음파로 분산시키는 단계(단계 4);
상기 단계 4로부터 수득한 분산액에 이산화티타늄 전구체를 첨가하는 단계(단계 5); 및
상기 단계 5로부터 수득한 혼합물을 교반하는 단계(단계 6).
Method for producing a metal precursor-containing titanium dioxide paste for dye-sensitized solar cell comprising the following steps:
Preparing a metal precursor solution by dissolving the metal precursor in alcohol (step 1);
Adding water to the solution to prepare a mixed solution (step 2);
Adding titanium dioxide nanoparticles to the mixed solution (step 3);
Dispersing the mixture obtained from step 3 by ultrasonic wave (step 4);
Adding a titanium dioxide precursor to the dispersion obtained from step 4 (step 5); And
Stirring the mixture obtained from step 5 (step 6).
The method of claim 1, wherein the alcohol is ethanol, methanol, propanol or butanol.
The method of claim 1, wherein the metal precursor is a precursor of gold (Au), platinum (Pt) or palladium (Pd).
The method of claim 1, wherein the concentration of the metal precursor is 0.3 to 10 mM.
The method according to claim 1, wherein the amount of water added is 2 to 4 moles based on 1 mole of titanium dioxide precursor.
The method according to claim 1, wherein the amount of the titanium dioxide nanoparticles added is 7 to 13% by weight of the total weight of the titanium dioxide paste.
The method of claim 1, wherein step 4) is performed by repeating the process of sonicating the mixture for 5-15 minutes for 5 to 15 times after cooling for 1-5 minutes.
The method of claim 1, wherein the titanium dioxide precursor is titanium alkoxide, titanium chloride (TiCl 4 ) or a combination thereof.
The method of claim 8, wherein the titanium alkoxide is titanium isopropoxide (TIPP), titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium tetrabutoxide, titanium tetraisobutoxide, titanium tetraterbutoxide or combinations thereof. , Manufacturing method.
The method according to claim 1, wherein the amount of the titanium dioxide precursor added is 0.05 to 0.2 mol based on 1 mol of titanium dioxide nanoparticles.
The method of claim 1, wherein the stirring of step 6) is performed for 3 to 7 hours.
Titanium dioxide paste prepared by the method of any one of claims 1 to 11.
The titanium dioxide paste of claim 12, wherein the titanium dioxide paste is used for dye-sensitized solar cells.
전극이 처리된 기판을 준비하는 단계(단계 1);
상기 전극의 상부에 상기 제9항의 이산화티타늄 페이스트를 코팅하는 단계(단계 2);
상기 코팅된 기판에 UV 또는 감마선을 처리하는 단계(단계 3);
상기 처리된 기판을 100 내지 140℃에서 소성하여 이산화티타늄 층을 형성하는 단계(단계 4); 및
상기 이산화티타늄 층에 염료를 흡착시키는 단계(단계 5).
Method for producing an electrode for a dye-sensitized solar cell comprising the following steps:
Preparing an electrode-treated substrate (step 1);
Coating the titanium dioxide paste of claim 9 on an upper portion of the electrode (step 2);
Treating the coated substrate with UV or gamma rays (step 3);
Baking the treated substrate at 100 to 140 ° C. to form a titanium dioxide layer (step 4); And
Adsorbing a dye onto the titanium dioxide layer (step 5).
The dye-sensitized solar cell electrode manufactured by the manufacturing method of claim 14.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120121661A KR101365144B1 (en) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | A preparation method of active electrode paste for dye sensitized solar cell with improvement of efficiency by binding metal nanoparticles |
| US13/788,912 US9299504B2 (en) | 2012-03-07 | 2013-03-07 | Preparation method of low temperature sintering active electrode paste for dye sensitized solar cell |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101773282B1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-08-31 | 가천대학교 산학협력단 | Method for forming photo electrode of dye sensitized solar cell, method for manufacturing dye-sensitized solar cell using the method and dye sensitized solar cell manufactured by the method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100528330B1 (en) | 2003-02-19 | 2005-11-16 | 삼성전자주식회사 | Method for coating surface of inorganic powder and coated inorganic powder manufactured using the same |
| KR20100039637A (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-16 | 한국과학기술연구원 | Dye-sensitized solar cell with metal oxide nanoball layer and preparation method thereof |
| US20120111409A1 (en) | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Hyundai Motor Company | Semiconductor oxide ink composition for inkjet printing, method of manufacturing the same, and method of manufacturing photoelectric conversion element using the same |
| KR20120055397A (en) * | 2010-11-23 | 2012-05-31 | 한국과학기술연구원 | Titanium dioxide nanoparticles for fabricating photo-electrodes of high-efficient and long-lasting dye-sensitized solar cells and the fabrication method thereof |
-
2012
- 2012-10-30 KR KR1020120121661A patent/KR101365144B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100528330B1 (en) | 2003-02-19 | 2005-11-16 | 삼성전자주식회사 | Method for coating surface of inorganic powder and coated inorganic powder manufactured using the same |
| KR20100039637A (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-16 | 한국과학기술연구원 | Dye-sensitized solar cell with metal oxide nanoball layer and preparation method thereof |
| US20120111409A1 (en) | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Hyundai Motor Company | Semiconductor oxide ink composition for inkjet printing, method of manufacturing the same, and method of manufacturing photoelectric conversion element using the same |
| KR20120055397A (en) * | 2010-11-23 | 2012-05-31 | 한국과학기술연구원 | Titanium dioxide nanoparticles for fabricating photo-electrodes of high-efficient and long-lasting dye-sensitized solar cells and the fabrication method thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101773282B1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-08-31 | 가천대학교 산학협력단 | Method for forming photo electrode of dye sensitized solar cell, method for manufacturing dye-sensitized solar cell using the method and dye sensitized solar cell manufactured by the method |
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