KR20090051597A - 전도성 섬유 전극을 사용하는 염료감응 태양전지 - Google Patents

전도성 섬유 전극을 사용하는 염료감응 태양전지 Download PDF

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Abstract

유연성 있는 전극을 사용하는 염료감응 태양전지를 개시한다. 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 서로 대향하고 있는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되어 있는 전해질층을 포함하되, 상기 제1 전극은 전도성 섬유의 구조물, 상기 전도성 섬유의 구조물의 표면에 형성되어 있는 나노입자 반도체 산화물층 및 상기 나노입자 반도체 산화물층에 흡착되어 있는 염료분자를 포함한다.
염료감응 태양전지, 전도성 섬유, 나노입자 반도체 산화물, 염료분자

Description

전도성 섬유 전극을 사용하는 염료감응 태양전지{Dye sensitized solar cell using conductive fiber electrode}
본 발명은 태양전지에 관한 것으로, 특히 새로운 전극 재료를 사용하여 유연성과 가공성 및 효율을 향상시킨 염료감응 태양전지에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-006-02, 과제명: 유비쿼터스 단말용 부품 모듈].
염료감응 태양전지는 1991년에 스위스 국립 로잔 고등기술원(EPFL)의 마이클 그래첼(Michael Gratzel) 연구팀에 의해 개발된 비교적 새로운 종류의 저비용 태양전지이다. 염료감응 태양전지는 가시광선의 빛을 흡수하여 전자를 생성할 수 있는 감광성 염료분자, 생성된 전자를 전극으로 전달하는 전이금속 반도체 산화물 및 전해질을 포함하는 광전기화학적 시스템(photoelectrochemical system)을 기반으로 한다.
도 1은 염료감응 태양전지의 동작 원리를 설명하기 위한 염료감응 태양전지의 개념적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 태양광이 투명한 전극(anode)(10)을 통 하여 입사되어 전이금속 반도체 산화물인 TiO2(21) 표면에 존재하는 염료(22)를 때린다. (염료분자는 매우 작기 때문에 TiO2는 주어진 전지의 표면적에 대하여 3-D 매질에서 많은 수의 염료분자를 간직하기 위한 뼈대(scaffold)로 사용된다.) 흡수되기에 충분한 에너지를 갖고 염료(22)를 때린 광자(photon)는 염료를 들뜬 상태로 만들어 염료(22)로부터 전자(e-)를 방출시킨다. 염료에서 방출된 전자(e-)는 TiO2(21)의 전도대로 바로 주입되어 전극(10)으로 화학적 확산 구배(diffusion gradient)에 의하여 이동한다. 한편, 전자를 잃은 염료(22)는 전해질(23) 내의 요오드 이온(I-)을 3 요오드 이온(I3 -)으로 산화시키면서 전자를 얻는다. 전해질 내의 3 요오드 이온(I3 -)은 대향 전극(30)으로 기계적으로 확산하고 그곳에서 외부 회로를 통하여 흘러 들어온 카운터 전자에 의하여 잃었던 전자를 회복한다.
이러한 염료감응 태양전지는 이전의 실리콘 태양전지보다 저비용 물질로 만들어지고 또한 제조 과정이 단순하며 효율이 실리콘 태양전지에 비하여 그다지 낮지 않으므로 많은 연구가 이루어지고 있다.
한편, 태양 전지의 활용 범위가 넓어짐에 따라 유연한 형태의 태양 전지도 요구되고 있다. 그런데 종래의 염료감응 태양전지는 전극(anode)으로 표면에 전도성 막이 형성된 유리 기판을 사용하며, 여기에 나노입자 반도체 산화물이 부착/소결되는 경우에는 유리의 유연성이 낮아서 구부림이 가능한 염료감응 태양전지를 구 성할 수 없다. 따라서 염료감응 태양전지 제작상의 난이점과 제품 활용상의 제약이 있어 왔다.
이러한 문제점에 대응하여 전도성 유리기판 대신에 얇은 금속판을 전극 기재로 사용함으로써 유연성을 부여한 연구가 있다(대한민국 공개특허 10-2005-0116869). 그러나 이 경우 유연성은 부여되나 금속판이 얇을 경우에는 강도가 약해지고, 금속판이 두꺼울 경우에는 유연성이 크지 않은 한계가 있다. 또한 금속 재질의 낮은 광 투과성으로 인하여 나노입자 반도체 산화물이 있는 전극(anode)이 항상 광원으로부터 멀리 떨어진 위치에 있어야 하는 등의 한계가 있어 왔다.
본 발명의 목적은 유연성, 강도 및 에너지 변환 효율이 높으며 제조 공정과 대량 생산이 용이한 염료감응 태양전지를 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하고자 본원 발명의 염료감응 태양전지는 전도성 섬유를 반도체 전극의 기재로써 사용한다.
반도체 전극의 전도층으로 전도성 섬유를 사용함으로써 전도성 섬유와 나노입자 반도체 산화물층과의 접촉면적을 증가시켜 전자의 이동경로가 짧게 할 수 있고 따라서 전극층을 두껍게 사용하여 더 많은 빛을 흡수할 수 있으므로 에너지 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.　 한편, 전극층을 구성하는 전도성 섬유의 유연성, 성형성으로 인하여 제품의 유연성 및 성형성을 높일 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 염료감응 태양전지는 서로 대향하고 있는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되어 있는 전해질층을 포함하며, 이때 상기 제1 전극은 전도성 섬유의 구조물, 상기 전도성 섬유의 구조물의 표면에 형성되어 있는 나노입자 반도체 산화물층 및 상기 나노입자 반도체 산화물층에 흡착되어 있는 염료분자를 포함한다.
상기 전도성 섬유는 전기 전도성을 가지며, 선택적으로 광투과성을 가질 수 있다.
상기 전도성 섬유는 전도성 유리섬유를 포함한다. 상기 전도성 유리섬유는 주석(Sn)을 함유할 수 있으며, 상기 주석을 함유하는 전도성 유리섬유는 상기 전도성 유리섬유의 표면이 FTO(Fluorinated Tin Oxide) 또는 ITO(Indium Tin Oxide)로 코팅되어 있을 수 있다.
다르게는 상기 전도성 섬유는 탄소섬유 또는 전도성 고분자 섬유를 포함할 수 있다.
상기 전도성 섬유의 구조물은 전도성 섬유의 적층 구조를 포함할 수 있다. 또는 상기 전도성 섬유의 구조물은 전도성 섬유로 짜여진 직물구조를 포함할 수 있다.
상기 제2 전극은 구부려질 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 상기 제2 전극은 백금층이 코팅되어 있는 전도성 기판을 포함할 수 있다. 또는 상기 제2 전극은 탄소 함유량이 95~100% 인 전극을 포함할 수 있다. 다르게는 상기 제2 전극은 전도성 물질이 도포 또는 증착된 고분자 기재를 포함할 수 있다. 이때 상기 고분자 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.
상기 전해질은 상온에서 액체 상태일 수 있다. 그러나 다르게는 상기 전해질은 상온에서 고체 또는 겔(gel) 상태일 수도 있다.
상기 나노입자 반도체 산화물층은 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO) 또는 오 산화니오브(Nb2O5)를 포함할 수 있다.
상기 염료분자는 루테늄(Ru) 착화합물을 포함할 수 있으며, 다르게는 상기 염료 분자는 타이오펜, 프탈로시아닌, 포르피린, 인돌린 또는 퀴놀린 및 그 유도체를 포함하는 유기물질을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 염료감응 태양전지는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 전해질층 내에 절연 박막 또는 반도체 박막을 더 포함할 수 있다.
나아가 본 발명의 염료감응 태양전지는 상기 전도성 섬유의 구조물 위의 투명층을 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 염료감응 태양전지의 전극 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지는 반도체 전극(200), 대향 전극(300) 및 이들 사이에 개재되어 있는 전해질층(230)을 포함하여 구성되어 있다. 본 발명에 따른 반도체 전극(200)은 도전층 인 전도성 섬유에 나노입자 반도체 산화물층이 부착되어 있는 구조를 갖는다. 반도체 전극(200) 위에는 투명층(100)이 형성되어 있다. 염료감응 태양전지가 외부 회로와 연결되는 단자(미도시)는 반도체 전극(200)과 대향 전극(300)에 구비되어 있다. 도 2에서는 전해질층(230)이 반도체 전극(200)과 분리되어 있는 것처럼 도시되었으나 실질적으로 전해질층(230)은 반도체 전극(200) 내부에도 혼재되어 있다. 전해질층(230)의 전해질은 상온에서 액체 상태인 것이 일반적이지만 고체 또는 겔(gel) 상태일 수도 있다. 전도성 섬유를 사용하는 반도체 전극(200)의 유연성에 대응하여 대향전극(300)역시 구부림이 가능한 유연한 물질을 사용할 수 있다. 대향전극(300)의 재질로 백금층이 코팅되어 있는 전도성 기판 또는 탄소 함유량이 95% 이상인 탄소전극을 사용할 수 있다. 또는 전극은 전도성 물질이 도포 또는 증착된 고분자 물질을 대향전극(300)으로 사용할 수 있으며, 이때 상기 고분자 물질은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.
도 3은 전도성 섬유(220)와 전도성 섬유(220)의 표면 위에 소결된 나노입자 반도체 산화물층(212)으로 이루어진 반도체 전극(200)의 구조를 나타낸 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 전도성 섬유(220)와 나노입자 반도체 산화물층(210) 간의 계면을 도식적으로 나타낸 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 염료감응 태양전지의 반도체 전극(200)은 수 마이크로미터에서 수 밀리미터의 굵기를 갖는 전도성 섬유(220)를 전도층으로 사용한다. 이 전도성 섬유(220)의 표면 위에 수 나노미터에서 수백 나노미터 크기의 나노입자 반도체 산화물(212)이 소결되어 있고, 나노입자 반도체 산화물(212)의 표면에는 염료감응형 태양전지 염료(214)가 흡착되어 있다. 또한, 선택적으로, 전도성 섬유(220)가 전해질(230)과 바로 접촉하여, 생성된 전자가 전해질물질과 재결합하는 것을 줄여주도록, 전도성 섬유와 나노입자 반도체 산화물층(212) 사이에 별도의 얇은 금속 산화물층(216)이 있을수도 있다. 염료(214)가 흡착되어 있는 나노입자 반도체 산화물층(212)을 참조번호 210으로 표시하였다. 나노입자 반도체 산화물(212)과 선택적으로 있을 수 있는 금속산화물층(216)은 이산화티탄(TiO2), 이산화주석(SnO2) 또는 산화아연(ZnO) 등의 물질로 이루어질 수 있으며, 염료(214)는 예를 들면 Ru 착화합물(complex compound)을 포함할 수 있다. 또는 타이오펜, 프탈로시아닌, 포르피린, 인돌린 또는 퀴놀린 및 그 유도체를 포함하는 유기물질들이 염료(214)로 사용될 수도 있다. 전도성 섬유(220)는 예를 들면 광 투과성이 좋은 전도성 유리섬유를 사용할 수 있다.
전도성 섬유의 적층구조의 한 예를 도 5에 도식적으로 나타내었다. 도 5의 전도성 섬유의 적층구조는 가로 A, 세로 B, 두께 T의 공간에 지름이 d인 전도성 유리섬유가 적층되어 있는 구조이다. 도 5와 같은 전도성 섬유의 적층구조로 이루어진 전도층은 판상형 전도층에 비하여 나노입자 반도체가 그 위에 소결될 수 있는 표면적이 크게 증가된다.
전도성 섬유의 적층구조와 판상형 구조의 표면적을 비교해 본다. 먼저, 가로 A, 세로 B, 두께 T의 판상형 전도체층을 사용할 경우, 나노입자 반도체 산화물이 접촉할 수 있는 면적은 전도층의 일면의 넓이인 A?B이다. 한편, 지름이 d인 전도성 섬유를 같은 크기의 공간에 적층한 경우 나노입자 반도체 산화물이 접촉할 수 있는 면적은 각 섬유형 전도층의 표면을 포함하므로 대략 (T/d)?(A/d)?(πd)?B = A?B?(T/d)?π가 된다. 따라서 동일한 부피에 대하여 전도성 섬유의 지름이 작을 수록 전도성 섬유의 적층구조의 표면적이 증가함을 알 수 있다. 전도성 섬유, 예를 들면, 유리섬유의 적층구조의 표면적이 증가하면 나노입자 반도체 산화물과의 접촉 면적이 증가하며, 따라서 염료분자에서 발생한 광전자가 나노입자 반도체 산화물을 통하여 반도체 전극의 전도층으로 쉽게 이동할 수 있다. 결과적으로 염료감응 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 전도성 섬유의 굵기는 작을수록 좋으나 지나치게 작을 경우 전도성 섬유 제작상의 어려움이 있음을 고려할 때, 현재 유리섬유산업에서 경제적인 가격으로 많이 생산되는 수 마이크로미터에서 밀리미터 사이의 두께가 적당하다.
이와 같이, 전도성 섬유를 양극 전도층으로 사용할 경우 나노입자 반도체에서 전도층까지의 경로가 비약적으로 감소하여, 태양전지의 효율을 높일 수 있다. 이러한 전도성 섬유로서 FTO(Fluorinated Tin Oxide) 또는 ITO(Indium Tin Oxide)로 코팅되어 있는 유리섬유를 사용할 수 있으며, 유리솜 형태나 유리섬유로 짠 직물과 같은 형태 또는 그 적층으로 구성될 수도 있다.
한편, 광 투과성은 유리섬유에 비하여 좋지 못하나 전기 전도도가 좋은 탄소섬유 또한 본 발명의 예가 될 수 있다. 단, 광 투과성이 좋지 못한 섬유상 재질을 나노반도체 입자가 고정된 양극 재질로 사용하였을 경우는 그 적층 두께에 제약이 따를 수 있다.
유리섬유나 탄소섬유의 경우 흔히 FRP(fiber glass reinforced plastic)에서 사용되는 것에서 알 수 있듯이, 가벼우면서도 강도가 우수하고 뛰어난 가공성을 갖는다. 따라서 전도성 유리섬유를 나노입자 반도체의 소결 기재로 사용한 염료감응 태양전지의 경우 전자제품의 케이스, 의류, 자동차, 선박, 항공기의 몸체 등 다양한 제품의 형태로 제작될 수 있다. 또한, 필요에 따라 최종제품이 구부림이 가능한 형태로 제작될 수도 있어 다양한 범위에 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 종래 기술에 따른 태양전지에 비하여, 가공성, 강성, 적용성이 우수하면서 가벼운 무게를 갖는 특성을 갖는다. 특히 투명도가 높은 전도성 섬유를 사용할 경우 전도층의 두께를 높이고 이에 의하여 나노입자 반도체가 고정될 수 있는 양극의 표면적을 비약적으로 키울 수 있어 에너지 효율 또한 뛰어난 염료감응 태양전지를 만들 수 있다.
(실시예)
다시 도 2 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에서 반도체 전극(200)은 ITO 또는 SnO2 로 표면처리된 지름 10~100 ㎛의 유리섬유가 적층되어 있는 전도층에 약 15 ~ 25 ㎚의 크기의 이산화티탄으로 이루어진 나노입자 반도체 산화물층(212)이 덮여 있는 구성을 갖는다. 상기 나노입자 반도체 산화물층(212) 표면에는 루테늄 착화합물(complex compound)로 이루어진 염료(214)가 화학적으로 흡착되어 있다. 그리고 반도체 전극(200)은 전해질 용액(230)에 의하여 둘러 쌓여있다. 전해질 용액은 요오드계 산화-환원 액체 전해질, 예를 들면, 0.7M의 1-비닐-3-메칠옥틸-이미다졸륨 아이오다이드(1-vinyl-3-hexyl-imidazolium iodide)와 0.1M LiI 그리고 40mM의 I2(Iodine)를 3-메톡시프로피오니트릴(3-Methoxypropionitrile)에 용해시킨 I3 -/I-의 전해질 용액일 수 있다.　
대향 전극(300)은 전도성 기판(320), 예를 들면 ITO 또는 SnO2가 코팅되어 있는 투명한 전도성 유리 기판 위에 백금층(310)이 코팅되어 있는 구성을 가질 수 있다. 대향 전극(300)의 백금층(310)은 반도체 전극(200)과 대향하도록 배치되어 있다. 상기 반도체 전극(300)의 반대쪽 대향면에는 전해질(230)을 보호하기 위한 투명층(100)이 있다. 한편, 반도체 전극(200)과 대향 전극(300) 사이에 절연 박막 또는 반도체 박막(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 절연 박막 또는 반도체 박막은 반도체 전극(200)과 대향 전극(300) 사이의 쇼트를 방지하는 역할을 할 수 있다. 투명층(100)은 액체 전해질(230)이 새어나오는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 태양전지의 작동은 다음과 같다. 입사된 빛이 투명층(100)을 통과하여 반도체 전극(200) 내의 나노입자 반도체 산화물층(212)에 흡착된 염료분자(214)에 의하여 흡수된다. 그러면, 염료분자(214)는 여기되어 전자를 나노입자 반도체 산화물층(212)의 전도대로 주입하게 된다. 나노입자 반도체 산화물층(212)으로 주입된 전자는 입자간 계면을 통하여 나노입자 반도체 산화물층(212)에 접하고 있는 전도층인 전도성 섬유(12)에 전달되고, 외부회로(미도시)을 거쳐서 대향전극(300)으로 이동된다.
한편, 전자 전이의 결과로 산화된 염료분자(214)는 전해질 용액(230) 내의 요오드 이온의 산화 환원 작용에(3I-->I3 -+2e-)에 의하여 제공되는 전자를 받아 다시 환원된다. 그리고 산화된 요오드 이온(I3 -)은 대향 전극(300)에 도달한 전자에 의해 다시 환원된다.
본 발명에 따른 태양전지에 입사된 태양광은 전도성 섬유와 나노입자 반도체 산화물층과의 접촉면적의 증가로 인하여 전자의 이동경로가 길어지지 않는다. 따라서 두꺼운 전극층을 사용하여 더 많은 빛을 흡수할 수 있으므로 에너지 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.　 한편, 전극층을 구성하는 전도성 섬유의 유연성, 성형성으로 인하여 에너지 효율을 높임과 동시에 제품의 유연성 및 성형성을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 염료감응 태양전지의 동작 원리를 설명하기 위한 염료감응 태양전지의 개념적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 염료감응 태양전지의 전극 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 반도체 전극의 구조를 나타낸 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 전도성 섬유와 나노입자 반도체 산화물층 간의 계면을 도식적으로 나타낸 단면도이다.
도 5 전도성 섬유의 적층구조의 한 예를 도식적으로 나타낸 도면이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
100: 투명층 200: 반도체 전극
210: 염료가 흡착된 나노입자 반도체 산화물층
212: 나노입자 반도체 산화물층 214: 염료
216: 금속 산화물층 220: 전도성 섬유
230: 전해질층 300: 대향전극
310: 백금층 320: 전도성 기판

Claims (22)

  1. 서로 대향하고 있는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되어 있는 전해질층을 포함하는 염료감응 태양전지에 있어서,
    상기 제1 전극은 전도성 섬유의 구조물, 상기 전도성 섬유의 구조물의 표면에 형성되어 있는 나노입자 반도체 산화물층 및 상기 나노입자 반도체 산화물층에 흡착되어 있는 염료분자를 포함하는 염료감응 태양전지.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 전도성 섬유는 수 마이크로미터에서 수 밀리미터의 굵기를 갖는 염료감응 태양전지.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 전도성 섬유는 광투과성과 전기 전도성을 갖는 염료감응 태양전지.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 전도성 섬유는 전도성 유리섬유를 포함하는 염료감응 태양전지.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 전도성 유리섬유는 주석(Sn)을 함유하고 있는염료감응 태양전지.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 주석을 함유하는 전도성 유리섬유는 상기 전도성 유리섬유의 표면이 FTO(Fluorinated Tin Oxide) 또는 ITO(Indium Tin Oxide)로 코팅되어 있는 염료감응 태양전지.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 전도성 섬유는 탄소섬유를 포함하는 염료감응 태양전지.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 전도성 섬유는 전도성 고분자 섬유를 포함하는 염료감응 태양전지.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 전도성 섬유의 구조물은 전도성 섬유의 적층 구조를 포함하는 염료감응 태양전지.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 전도성 섬유의 구조물은 전도성 섬유로 짜여진 직물구조를 포함하는 염료감응 태양전지.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 제2 전극은 구부려질 수 있는 염료감응 태양전지.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 전극은 백금층이 코팅되어 있는 전도성 기판을 포함하는 염료감응 태양전지.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 전극은 탄소 함유량이 95~100% 인 염료감응 태양전지.
  14. 제11 항에 있어서, 상기 제2 전극은 전도성 물질이 도포 또는 증착된 고분자 기재를 포함하는 염료감응 태양전지.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 고분자 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함하는 염료감응 태양전지.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 전해질층 내에 절연 박막 또는 반도체 박막을 더 포함하는 염료감응 태양전지.
  17. 제1 항에 있어서, 상기 전해질은 상온에서 액체 상태인 염료감응 태양전지.
  18. 제1 항에 있어서, 상기 전해질은 상온에서 고체 또는 겔(gel) 상태인 염료감응 태양전지.
  19. 제1 항에 있어서, 상기 나노입자 반도체 산화물층은 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO) 또는 오산화니오브(Nb2O5)를 포함하는 염료감응 태양전지.
  20. 제1 항에 있어서, 상기 염료분자는 루테늄(Ru) 착화합물을 포함하는 염료감응 태양전지.
  21. 제1 항에 있어서, 상기 염료 분자는 타이오펜, 프탈로시아닌, 포르피린, 인돌린 또는 퀴놀린 및 그 유도체를 포함하는 유기물질을 포함하는 염료감응 태양전지.
  22. 제1 항에 있어서, 상기 전도성 섬유의 구조물 위의 투명층을 더 포함하는 염료감응 태양전지.
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