KR101863641B1 - 전도성 점착성 필름 및 pu-코팅된 직물을 포함하는 염료 감응형 태양전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전도성 점착성 필름을 제작하고 이 필름의 전사 공정을 통하여 염료 감응형 태양전지의 작용 전극 및 광전극을 텍스타일 위에 제작한 염료 감응형 태양전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리우레탄(PU)-코팅된 직물 기판, 상기 직물 기판 상에 은 나노입자 함침 또는 은 나노와이어 코팅에 의한 전도성 점착성 필름, 상기 점착성 필름 상에 TiO2 등의 광전극, 상기 광전극 상에 Spiro-MeOTAD 등의 고체 전해질, 상기 고체 전해질 층 상에 은 또는 금 등의 전도성이 우수한 금속의 상대전극을 포함하는 작용 전극 및 광전극을 텍스타일 위에 형성한 염료 감응형 태양전지에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전도성 점착성 필름 및 PU-코팅된 직물을 포함하는 염료 감응형 태양전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전도성 점착성 필름을 제작하고 이 필름의 전사 공정을 통하여 염료 감응형 태양전지의 작용 전극 및 광전극을 텍스타일 위에 제작한 염료 감응형 태양전지에 관한 것이다.
텍스타일을 기반으로 하는 태양광을 이용한 에너지 하베스팅 기술은 웨어러블 등 무선 모바일 전자기기 사용 환경에서 배터리 충전을 보완하고, 나아가서는 원하는 곳에 전력원으로 활용 가능한 혁신성을 가지고 있다. 또한, 세계적으로 텍스타일 기반 태양광 에너지 하베스팅 기술을 상업화한 바는 없기 때문에 원천 기술 개발 및 이를 통한 특허를 확보한다면 많은 수요가 요구되며, 산업 전반에 걸쳐서 시장 선점이 가능하다.
현재 대다수의 태양광 발전 소자는 고체기판 또는 플라스틱 유연 소자를 기반으로 하고 있으며 섬유를 기반으로 하는 태양광 발전 소자는 보고된 것이 거의 없으며 개발 초기 단계이다. 지금까지 보고된 섬유기반 태양전지는 기존의 실리콘계(단결정, 다결정, 비경정 실리콘), 반도체 화합물계(gallium arsenide와 copper indium gallium selende)의 단점을 극복할 수 있는 유기계 (염료 감응형 태양전지, 고분자 태양전지)를 기반으로 하며, 최근에는 페로브스카이트 태양전지도 섬유상 태양전지로 테스트한 결과가 보고되었다. 이때 전체 소자의 구조는 주로 한 가닥의 섬유에 박막 전극재료의 적층에 의한 core-sheath 구조로 제조하거나 두 가닥의 섬유전극의 꼬아 제조하였다. 고분자 태양전지의 경우 전기방사에 의한 나노 섬유를 이용하여 제조하는 방법도 보고되었다. 이외에는 직조하거나 부착하는 형태 또는 이 두 공정과 기타 공정이 혼합되어 있는 형태의 연구가 보고되었다.
예를 들면, 한국과학기술연구원에서는 핫프레스를 이용한 전사법을 활용하여 TiO2 층을 PET 기판 위에 형성하고, 이를 통해 PET 기판 기반 염료감응형 태양전지를 제작하는 연구가 보고되었다. 연세대에서는 전도성 부여를 위하여 AgCF3COO 용액을 부가한 다음 환원시키는 방법을 통하여 전기방사 된 나노 섬유에 은 나노입자를 함침시키는 연구가 보고되었다. 한국전기연구원에서는 직조 공정으로 태양전지 전극을 제조하고 스크린 프린팅 공정을 적용하여 직조형 염료감응형 태양전지를 제조하는 연구가 보고되었다.
유연성 플라스틱 기판 기반의 태양전지는 효율은 높은 수준이지만 기판 자체의 굽힘성 및 신축성이 낮아서 섬유류에 적용하는데 한계가 있다. 또한, 파이버 형태의 태양전지는 길이에 따른 저항 상승으로 기판을 기반으로 하는 태양전지에 비해서 높은 효율의 달성이 힘들며, 보통 금속 전극을 코어로 하기 때문에 의류에 적용하기 위한 유연성이 부족하다. 더불어, 직조의 한계성에 따라서 크기가 제한되고 batch형 공정에 따른 태양전지 섬유의 연속 제조가 어려워서 생산장비 개발을 포함한 상용화에 대한 신규 투자가 필요하다. 더불어 염료감응형 태양전지에서 일반적으로 사용되는 TiO2 광전극은 높은 소결 온도가 필요해서 직접 섬유 위에 적층하는 것에 한계점이 있다.
본 발명은 이러한 기술적 배경을 고려하여 개발된 것으로서, 그 목적은, 전도성 점착성 필름(은 나노입자의 함침 또는 은 나노와이어의 스핀코팅)을 제작하고, 이 필름의 전사 공정을 통하여 염료 감응형 태양전지의 작용 전극 및 광전극을 텍스타일 위에 제작한 염료 감응형 태양전지, 및 상기 염료 감응형 태양전지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
폴리우레탄으로 코팅된 직물(PU-coated Textile)의 기판;
상기 기판 상에 은 나노입자(silver nanoparticle)가 함침된 점착성 필름;
상기 점착성 필름 상에 광전극 층;
상기 광전극 층 상에 고체 전해질 층; 및
상기 고체 전해질 층 상에 상대전극;을 포함하는 염료 감응형 태양전지를 제공한다.
또한, 본 발명은
폴리우레탄으로 코팅된 직물(PU-coated Textile)의 기판;
상기 기판 상에 점착성 필름;
상기 점착성 필름 상에 광전극 층;
상기 광전극 층의 일부 상에 은 나노와이어(silver nanowire) 층;
상기 광전극 층 및 은 나노와이어 층 상에 고체 전해질 층
상기 고체 전해질 층 상에 상대전극;을 포함하는 염료 감응형 태양전지를 제공한다.
또한, 본 발명은
1) 직물에 친수성 폴리우레탄 막을 라미네이팅하여 코팅시켜 폴리우레탄으로 코팅된 직물 기판을 제조하는 단계;
2) 상기 직물 기판 상에 작용 전극으로서 점착성 필름에 은 나노입자를 함침하여 전도성을 부여한 점착성 필름을 적층시키고, 상기 점착성 필름 상에 광전극을 전사시켜 광전극 층을 형성시키는 단계;
3) 상기 광전극에 염료를 흡착시키는 단계;
4) 상기 광전극 층 상에 고체전해질 층을 형성시키는 단계; 및
5) 상기 고체 전해질 층 상에 상대전극 층을 형성시키는 단계;를 포함하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법을 제공한다.
아울러, 본 발명은
1) 직물에 친수성 폴리우레탄 막을 라미네이팅하여 코팅시켜 폴리우레탄으로 코팅된 직물 기판을 제조하는 단계;
2) 상기 직물 기판 상에 점착성 필름을 적층하고, 상기 점착성 필름 상에 전사하여 광전극 층을 형성시키는 단계;
3) 상기 광전극에 염료를 흡착시키는 단계;
4) 상기 광전극 층 위에 은 나노와이어 층을 형성시키고, 형성된 은 나노와이어 층은 광전극과 전해질의 접촉을 위해서 부분적으로 제거하는 단계;
5) 상기 광전극 및 은 나노와이어 층 상에 고체전해질 층을 형성시키는 단계; 및
6) 상기 고체 전해질 층 상에 상대전극 층을 형성시키는 단계;를 포함하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 일반 상용 원단에 PU을 라미네이팅함으로써 원단위에 방수성 및 평탄성을 부여하여 태양전지 기능 층을 원 단위에 원활히 적용할 수 있게 한다.
또한, 점착성 필름인 바이넬(bynel)에 은 나노입자을 함침하거나 은 나노와이어를 스핀코팅시킴으로 인해서 전도성을 부여하여 전사용 필름으로의 기능과 전극으로의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하였다.
더불어 점착성 필름인 바이넬(bynel)을 이용한 전사 방법을 이용하면서 기존의 고온 소성으로 제조된 광전극 층을 직물(텍스타일) 위에 형성시킬 수 있어 직물(텍스타일) 기반의 염료 감응형 태양전지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한가지 실시예에 따른 전도성 점착성 필름(은 나노입자 함침 바이넬(bynel))을 이용한 염료 감응형 태양전지의 구조를 보여주는 그림이다.
도 2는 은 나노입자 함침 바이넬(Bynel)의 제조 공정을 보여주는 그림이다.
도 3은 본 발명의 또다른 한가지 실시예에 따른 전도성 점착성 필름(광전극 위에 은 나노와이어 코팅)을 이용한 염료 감응형 태양전지의 구조를 보여주는 그림이다.
도 4는 면 원단(Textile) 위에 코팅된 PU의 단면을 보여주는 사진이다.
도 5는 면 원단 위(Textile)에 코팅된 PU 층의 표면을 보여주는 사진이다.
도 6은 적층된 원단(Textile)/PU/바이넬/TiO2의 단면을 보여주는 사진이다.
도 7은 원단(Textile) 위에 전사를 통해 형성된 TiO2 층의 표면을 보여주는 사진이다.
도 8은 점착성 필름에 형성된 은 나노입자를 보여주는 사진이다.
도 9는 면 원단(Textile)/TiO2 층 위에 형성된 실버나노와이어의 단면을 보여주는 사진이다.
도 10은 바이넬(Bynel)(왼쪽) 및 실버나노입자가 함침된 전도성 바이넬(Bynel)을 보여주는 사진이다.
도 2는 은 나노입자 함침 바이넬(Bynel)의 제조 공정을 보여주는 그림이다.
도 3은 본 발명의 또다른 한가지 실시예에 따른 전도성 점착성 필름(광전극 위에 은 나노와이어 코팅)을 이용한 염료 감응형 태양전지의 구조를 보여주는 그림이다.
도 4는 면 원단(Textile) 위에 코팅된 PU의 단면을 보여주는 사진이다.
도 5는 면 원단 위(Textile)에 코팅된 PU 층의 표면을 보여주는 사진이다.
도 6은 적층된 원단(Textile)/PU/바이넬/TiO2의 단면을 보여주는 사진이다.
도 7은 원단(Textile) 위에 전사를 통해 형성된 TiO2 층의 표면을 보여주는 사진이다.
도 8은 점착성 필름에 형성된 은 나노입자를 보여주는 사진이다.
도 9는 면 원단(Textile)/TiO2 층 위에 형성된 실버나노와이어의 단면을 보여주는 사진이다.
도 10은 바이넬(Bynel)(왼쪽) 및 실버나노입자가 함침된 전도성 바이넬(Bynel)을 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
본 발명은 전도성 점착성 필름을 제작하고 이 필름의 전사 공정을 통하여 염료 감응형 태양전지의 작용 전극 및 광전극을 텍스타일 위에 제작한 염료 감응형 태양전지를 제공한다.
구체적으로, 본 발명은
폴리우레탄으로 코팅된 직물(PU-coated Textile)의 기판;
상기 기판 상에 은 나노입자(silver nanoparticle)가 함침된 점착성 필름;
상기 점착성 필름 상에 광전극 층;
상기 광전극 층 상에 고체 전해질 층; 및
상기 고체 전해질 층 상에 상대전극;을 포함하는 염료 감응형 태양전지를 제공한다.
상기 직물은 면, 나일론, 폴리에스터 등 모든 원단을 사용할 수 있으며, 이런 원단의 한쪽 면에 폴리우레탄(PU) 코팅을 하여 방수성 및 평탄성을 부여하여 기판으로 이용할 수 있다. 이때, 폴리우레탄 코팅 방법은 이형지(R/P, release paper) 위에 코팅액을 도포시켜 소정의 필름을 형성시킨 후, 원단에 라미네이션 시켜서 코팅 원단을 제조할 수 있다.
상기 점착성 필름은 바이넬(Bynel)을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 일반 바이넬 필름에 은 나노 파티클을 함침하여 전도성을 부여할 수 있다. 점착성 필름인 바이넬에 은 나노 파티클을 함침하면 전도성을 가지는 점착성 필름이 제조되어 유리기판 위에서 고온 공정을 통해 제조된 TiO2를 원단 위에 전사가 가능한 동시에 그 자체가 전사 후 전극으로 작용 가능하다.
상기 광전극은 TiO2을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 염료감응 태양전지에 사용될 수 있는 모든 광전극이 사용가능하다.
상기 광전극에 염료를 흡착시키며, 이때 염료는 감광성 염료로서 가시광선을 흡수할 수 있는 염료로 유기염료, 유-무기 복합염료, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 염료의 흡착은 유리기판 위에 형성된 TiO2를 감광성 염료를 포함하는 용액에서 1-24시간 동안 침지하여 나노 입자층에 염료를 흡착시킬 수 있다.
상기 고체 전해질은 스파이로 엠이오테드(spiro-MeOTAD)을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 염료감응 태양전지에 사용될 수 있는 모든 고체 전해질이 사용가능하다.
상기 상대전극은 상대전극은 평균 두께가 1-1000 nm인 금속 전극, 금속 질화물, 금속 산화물, 또는 전도성 고분자가 모두 사용가능하며, 은 또는 금 등의 전도성이 우수한 금속이 바람직하다.
본 발명에 따른 실버나노입자가 함침된 bynel 필름에 대한 전도성 평가는 저항치를 가지고 하며 2 point probe 저항 측정기를 가지고 평가시, 샘플마다 조금씩 다르지만 1-10옴 정도의 범위를 가진다.
또한, 본 발명은
폴리우레탄으로 코팅된 직물(PU-coated Textile)의 기판;
상기 기판 상에 점착성 필름;
상기 점착성 필름 상에 광전극 층;
상기 광전극 층의 일부 상에 은 나노와이어(silver nanowire) 층;
상기 광전극 층 및 은 나노와이어 층 상에 고체 전해질 층
상기 고체 전해질 층 상에 상대전극;을 포함하는 염료 감응형 태양전지를 제공한다.
상기 각각의 구성요소에 대한 설명은 상술한 바와 같다.
상기 은 나노와이어 층은 형성된 광전극(TiO2) 층 위에 스핀코팅 또는 스프레이를 통해서 형성할 수 있으며, 이때 형성된 은 나노와이어 층은 광전극(TiO2)과 전해질의 접촉을 위해서 부분적으로 제거하는 것이 필요하다.
전사법을 활용하여 TiO2 층이 올라간 텍스타일 위에 스핀코팅 또는 스프레잉을 통하여 실버나노와이어 층을 형성한다. 형성된 실버나노와이어 층은 TiO2 층이 가지는 면적의 반 이하를 덮고 있으면서 일부분은 추후 작용전극인 금 또는 은이 증착될 수 있도록 텍스타일 위에 남아 있도록 한다. 이는 TiO2 층 위에 형성된 실버나노와이어 층을 용액에 적신 면봉이나 붓으로 살살 문질러 위에서 설명하는 부분만 남기고 제거하는 방법을 활용한다.
상기 은 나노와이어 층은 광전극 층 상부에 더하여 광전극 층 측면 또는 직물 기판 상부에 형성될 수 있다.
상기 직물 기판 상부에 은 나노와이어 층이 형성된 경우, 은 나노와이어 층 상에 상대전극을 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명은
1) 직물에 친수성 폴리우레탄 막을 라미네이팅하여 코팅시켜 폴리우레탄으로 코팅된 직물(PU-coated Textile) 기판을 제조하는 단계;
2) 상기 직물 기판 상에 작용 전극으로서 점착성 필름에 은 나노입자를 함침하여 전도성을 부여한 점착성 필름을 적층시키고, 상기 점착성 필름 상에 광전극을 전사시켜 광전극 층을 형성시키는 단계;
3) 상기 광전극에 염료를 흡착시키는 단계;
4) 상기 광전극 층 상에 고체전해질 층을 형성시키는 단계; 및
5) 상기 고체 전해질 층 상에 상대전극 층을 형성시키는 단계;를 포함하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법을 제공한다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 1)의 폴리우레탄 코팅은 이형지(R/P, release paper) 위에 폴리우레탄 코팅액을 도포시켜 소정의 필름을 형성시킨 후, 직물에 라미네이션시켜 제조할 수 있다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 2)의 은 나노입자가 함침된 점착성 필름은 점착성 필름을 알코올류에 AgCF3COO를 녹인 용액에 침지시킨 후(30분에서 1시간 정도, 필요시 고온/고압 조건), 상기 점착성 필름을 꺼내서 건조시킨 다음, 하이드라진 수화물(hydrazine hydrate)을 물과 알코올류 혼합용액(v:v=1:1)에 녹인 후 건조된 필름에 떨어뜨려 은이 환원되면서 원단에 나노 입자(nano particle) 형태로 함침되어 제조할 수 있다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 2)의 광전극은 1차적으로 유리 기판 위에 고온 소성을 통해서 나노입자 층 형태로 형성한 후, 추후 그것을 직물 위에 점착성 필름을 이용하여 전자 전달 능력을 가지는 광전극을 제조할 수 있다. 여기서 전사하는 방법은 상기 제작한 PU-코팅된 원단, 은 나노입자 함침 점착성 필름, 유리기판 위에 형성된 TiO2를 순서대로 쌓고 고온에서 핫프레스로 눌러준 후 5wt% HF 용액에 담가주는 과정을 통해 실행되며, HF 용액에 침지하면 유리로 이루어진 기판이 녹아서 TiO2와 유리기판이 분리되면서 전사가 이루어질 수 있다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 3)의 광전극에 염료를 흡착하는 단계는 유리기판 위에 형성된 TiO2 나노입자를 감광성 염료를 포함하는 용액에서 침지하여(1-24 시간 동안) 나노입자 층에 염료를 흡착시켜 이루어질 수 있다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 4)의 고체 전해질 층은 클로로벤젠에 Spiro-MeOTAD, 리튬 비스(트리플루오로메틸셀포닐)이미드 염(lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide salt), 인산트리부틸(tributyl phosphate, tBP)을 용해시킨 혼합 용액을 스핀 코팅을 통해서 투명한 고체전해질 층을 형성할 수 있다.
상기 제조 방법에 있어서, 단계 5)의 상대전극은 평균 두께가 1-1000nm인 금속 전극, 금속 질화물, 금속 산화물 및 전도성 고분자로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 이용하여 스퍼터링, 증기 증착, 전기화학적 증착, 스핀코팅 및 화학기상증착으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 방법을 이용하여 형성시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은
1) 직물에 친수성 폴리우레탄 막을 라미네이팅하여 코팅시켜 폴리우레탄으로 코팅된 직물 기판을 제조하는 단계;
2) 상기 직물 기판 상에 점착성 필름을 적층하고, 상기 점착성 필름 상에 전사하여 광전극 층을 형성시키는 단계;
3) 상기 광전극에 염료를 흡착시키는 단계;
4) 상기 광전극 층 위에 은 나노와이어 층을 형성시키고, 형성된 은 나노와이어 층은 광전극과 전해질의 접촉을 위해서 부분적으로 제거하는 단계;
5) 상기 광전극 및 은 나노와이어 층 상에 고체전해질 층을 형성시키는 단계; 및
6) 상기 고체 전해질 층 상에 상대전극 층을 형성시키는 단계;를 포함하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법을 제공한다.
상기 제조 방법의 제조 공정은 상술한 바와 같다.
상기 은 나노와이어는 지름 50 내지 200 nm, 길이 1-50 um인 것이 바람직하고, 지름 110-115 nm, 길이 5-20 um인 것이 더욱 바람직하다.
상기 은 나노와이어 전극층은 2-propanol에 서스펜션 상태로 되어 있는 은나노와이어를 스핀 코팅(1000 rpm에서 10초간) 또는 스프레이 공정을 통해 형성할 수 있다.
본 발명은 텍스타일을 기반으로 하는 태양광을 이용한 에너지 하베스팅 기술로서 웨어러블 등 무선 모바일 전자기기 사용 환경에서 배터리 충전을 보완하고, 나아가서는 원하는 곳에 전력원으로 활용 가능하다.
Claims (19)
- 폴리우레탄으로 코팅된 직물(PU-coated Textile)의 기판;
상기 기판 상에 은 나노입자(silver nanoparticle)가 함침된 점착성 필름;
상기 점착성 필름 상에 광전극 층;
상기 광전극 층 상에 고체 전해질 층; 및
상기 고체 전해질 층 상에 상대전극;을 포함하는 염료 감응형 태양전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 직물은 면, 나일론 및 폴리에스터로 구성된 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 점착성 필름은 바이넬(bynel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 광전극은 TiO2을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 광전극에 염료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 고체 전해질은 스파이로 엠이오테드(spiro-MeOTAD)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지.
- 제 1항에 있어서, 상기 상대전극은 금속 전극, 금속 질화물, 금속 산화물, 및 전도성 고분자로 구성된 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지.
- 폴리우레탄으로 코팅된 직물(PU-coated Textile)의 기판;
상기 기판 상에 점착성 필름;
상기 점착성 필름 상에 광전극 층;
상기 광전극 층의 일부 상에 은 나노와이어(silver nanowire) 층;
상기 광전극 층 및 은 나노와이어 층 상에 고체 전해질 층
상기 고체 전해질 층 상에 상대전극;을 포함하는 염료 감응형 태양전지.
- 제 8항에 있어서, 상기 은 나노와이어 층은 광전극 층 상부에 더하여 광전극 층 측면 또는 직물 기판 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지.
- 제 9항에 있어서, 상기 직물 기판 상부에 은 나노와이어 층이 형성된 경우, 은 나노와이어 층 상에 상대전극이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지.
- 1) 직물에 친수성 폴리우레탄 막을 라미네이팅하여 코팅시켜 폴리우레탄으로 코팅된 직물(PU-coated Textile) 기판을 제조하는 단계;
2) 상기 직물 기판 상에 작용 전극으로서 점착성 필름에 은 나노입자를 함침하여 전도성을 부여한 점착성 필름을 적층시키고, 상기 점착성 필름 상에 광전극을 전사시켜 광전극 층을 형성시키는 단계;
3) 상기 광전극에 염료를 흡착시키는 단계;
4) 상기 광전극 층 상에 고체전해질 층을 형성시키는 단계; 및
5) 상기 고체 전해질 층 상에 상대전극 층을 형성시키는 단계;를 포함하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 단계 1)의 폴리우레탄 코팅은 이형지(R/P, release paper) 위에 폴리우레탄 코팅액을 도포시켜 소정의 필름을 형성시킨 후, 직물에 라미네이션시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법.
- 삭제
- 제 11항에 있어서, 상기 단계 2)의 광전극의 전사는 1차적으로 유리 기판 위에 고온 소성을 통해서 TiO2 나노입자 층 형태로 형성한 후, 직물 위에 점착성 필름, 유리기판 위에 형성된 TiO2 나노입자 층을 순서대로 쌓고 고온에서 핫프레스로 눌러준 다음, HF 용액에 침지하여 제조되는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 단계 3)의 광전극에 염료를 흡착하는 단계는 유리기판 위에 형성된 TiO2 나노입자를 감광성 염료를 포함하는 용액에서 침지하여 TiO2 나노입자 층에 염료를 흡착시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 단계 4)의 고체 전해질 층은 클로로벤젠에 Spiro-MeOTAD, 리튬 비스(트리플루오로메틸셀포닐)이미드 염(lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide salt), 인산트리부틸(tributyl phosphate, tBP)을 용해시킨 혼합 용액을 스핀 코팅을 통해서 형성시키는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 단계 5)의 상대전극은 금속 전극, 금속 질화물, 금속 산화물 및 전도성 고분자로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 스퍼터링, 증기 증착, 전기화학적 증착, 스핀코팅 및 화학기상증착으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 이용하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법.
- 1) 직물에 친수성 폴리우레탄 막을 라미네이팅하여 코팅시켜 폴리우레탄으로 코팅된 직물 기판을 제조하는 단계;
2) 상기 직물 기판 상에 점착성 필름을 적층하고, 상기 점착성 필름 상에 전사하여 광전극 층을 형성시키는 단계;
3) 상기 광전극에 염료를 흡착시키는 단계;
4) 상기 광전극 층 위에 은 나노와이어 층(silver nanowire)을 형성시키고, 형성된 은 나노와이어 층은 광전극과 전해질의 접촉을 위해서 부분적으로 제거하는 단계;
5) 상기 광전극 및 은 나노와이어 층 상에 고체전해질 층을 형성시키는 단계; 및
6) 상기 고체 전해질 층 상에 상대전극 층을 형성시키는 단계;를 포함하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법.
- 제 18항에 있어서, 상기 단계 4)의 은 나노와이어 층은 2-프로파놀(2-propanol)에 서스펜션 상태로 되어있는 은 나노와이어를 스핀코팅(spin coating) 또는 스프레이(spraying) 공정을 통해 형성시키는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지의 제조 방법.
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