KR20130050449A - Sun roof having dye-sensitized solar cells - Google Patents

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KR20130050449A
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송미연
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Abstract

PURPOSE: A sunroof equipping dye-sensitized solar cells is provided to lighten the weight of a sunroof and make the entire thickness of the sunroof to be thin by using a thin transparent substrate. CONSTITUTION: A sunroof equipping dye-sensitized solar cells comprises dye-sensitized solar cell modules(101-104). A dye-sensitized solar cell module is made of a thin transparent substrate with 1mm or less thickness. The dye-sensitized solar cell module is attached to the inner surface of a sunroof(S) by shock absorbing structures(70,70-1,70-2).

Description

염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프 {Sun roof having dye-sensitized solar cells}Sun roof having dye-sensitized solar cells

본 발명은 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 적용하기 적합하도록 두께가 얇은 박막형 투명기판을 사용하여 전체 두께를 슬림화하고 무게를 경량화한 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프에 관한 것이다.
The present invention relates to a sunroof of an automobile having a dye-sensitized solar cell, and more particularly, to a dye-sensitized solar cell having a thin thickness and a light weight by using a thin thin film transparent substrate suitable for application to a vehicle. It relates to a sunroof of a car having.

염료감응 태양전지는 다양한 색감을 나타낼 수 있고 외부와 내부를 반투명하게 볼 수 있는 시각적인 장점을 가짐으로 기존의 실리콘 태양전지나 기타 태양전지에 비해 투명성을 요구하는 분야의 적용에 유리한 이점이 있다.Dye-sensitized solar cell has a visual advantage that can display a variety of colors and see the outside and the inside transparently, there is an advantage in the application of the field that requires transparency than the conventional silicon solar cell or other solar cells.

최근에는 HEV(Hybrid Electric Vehicle), EV(Electric Vehicle) 및 고급차량의 차체 상면에 실리콘 태양전지판을 설치하여 하절기에 주차중 실내 온도 상승시 태양전지로 발전한 전력을 이용하여 팬(FAN)을 구동시킴으로써 차량 내부 온도를 낮추어 승객에게 쾌적감을 제공하고 에어컨 사용량을 줄여 연비향상의 효과를 제공하는 등 태양전지가 친환경 에너지원으로서 다양하게 개발되고 있다.Recently, silicon solar panels are installed on the upper surfaces of HEV (Electric Vehicle), EV (Electric Vehicle), and luxury vehicles to drive fans using the power generated by solar cells when the room temperature rises during the summer. Solar cells are being developed as an environmentally friendly energy source by lowering the temperature inside the vehicle to provide comfort to passengers and improving fuel efficiency by reducing the use of air conditioners.

그러나, 종래의 실리콘 태양전지는 고가이면서 불투명한 특성을 가짐으로 인해 차량 상면, 특히 선루프에 설치시 고유의 개방감을 살리지 못하는 단점이 있었다.However, the conventional silicon solar cell has a disadvantage in that it does not use the inherent feeling of opening when installed on the upper surface of the vehicle, particularly the sun roof due to the expensive and opaque characteristics.

이에 개방감과 에어로다이나믹 곡면 설계가 함께 고려된 차세대 태양전지가 채택된 자동차용 선루프에 대한 개발 기대가 높아지고 있다.Accordingly, the expectation for the development of the sunroof for automobiles adopting the next generation solar cell that considers the openness and the aerodynamic curved design is rising.

차세대 태양전지 중 염료감응 태양전지는 반투명한 특성 및 실리콘 태양전지 대비 1/3의 제조비용을 가짐과 더불어 다양한 색상 적용이 가능한 등의 이유로 많은 관심이 쏠리고 있으나, 일반적으로 그 전극용 기판을 두꺼운 유리소재를 사용하기 때문에 자동차 차체 또는 유리 부분에 적용시 자동차 무게가 증가하게 되고 기판 두께로 인해 차량 설계를 변경해야 하는 등의 문제점이 있다.
Among the next generation solar cells, dye-sensitized solar cells are attracting much attention because of their translucent characteristics and manufacturing cost of 1/3 compared to silicon solar cells, and various colors can be applied. Since the material is used, the weight of the vehicle increases when it is applied to the vehicle body or the glass part, and there is a problem of changing the vehicle design due to the thickness of the substrate.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 차량에 적용하기 적합하도록 두께가 얇은 박막형 투명기판을 사용하여 전체 두께를 슬림화하고 무게를 경량화한 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, using a thin thin film transparent substrate suitable for application to a vehicle, the sunroof of a vehicle having a dye-sensitized solar cell slimming the overall thickness and light weight The purpose is to provide.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전극용 기판이 두께 1㎜ 이하의 박막형 투명기판으로 구성된 염료감응 태양전지 모듈이 그 일표면에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a dye-sensitized solar cell module comprising a thin film-type transparent substrate having an electrode substrate of 1 mm or less on one surface thereof. Provide sunroof.

바람직하게, 상기 염료감응 태양전지 모듈은 양면에 투명접착층을 갖는 투명접착필름이 그 작동전극의 기판과 선루프 사이에 부착된 것을 특징으로 한다.Preferably, the dye-sensitized solar cell module is characterized in that the transparent adhesive film having a transparent adhesive layer on both sides is attached between the substrate and the sunroof of the working electrode.

또는 바람직하게, 상기 염료감응 태양전지 모듈은 열과 압력에 의해 접착성을 갖게 되는 PVB(polyvinylbutyrate) 필름에 의해 선루프의 일표면에 부착된 것을 특징으로 한다.Or preferably, the dye-sensitized solar cell module is characterized in that attached to one surface of the sunroof by a polyvinylbutyrate (PVB) film that is adhesive by heat and pressure.

또는 바람직하게, 상기 염료감응 태양전지 모듈은 상대전극용 기판이 작동전극용 기판보다 큰 사이즈로 구성되고, 작동전극용 기판을 초과한 상대전극용 기판의 외곽 부분에 도포된 자외선 경화제 또는 접착제에 의해 선루프의 일표면에 부착된 것을 특징으로 한다.Or preferably, the dye-sensitized solar cell module is formed of a larger size than the substrate for the working electrode, the ultraviolet electrode curing agent or an adhesive applied to the outer portion of the counter electrode substrate over the working electrode substrate It is characterized in that it is attached to one surface of the sunroof.

또한 바람직하게, 상기 염료감응 태양전지 모듈은, 일면에 상대전극의 기판의 외표면에 접착되는 투명접착층이 구성되고 타면에 표면강도를 증대하기 위한 강화코팅층이 구성된 전지보호용 투명접착필름이 부착된 것을 특징으로 한다.Also preferably, the dye-sensitized solar cell module has a transparent adhesive film for battery protection comprising a transparent adhesive layer adhered to the outer surface of the substrate of the counter electrode on one surface and a reinforcement coating layer for increasing the surface strength on the other surface. It features.

또는 바람직하게, 상기 염료감응 태양전지 모듈은 복수 개의 염료감응 태양전지 모듈을 밀착된 형태로 연결지지하면서 태양전지 모듈의 광전극으로 입사되는 빛을 차단하지 않는 구조의 충격흡수용 구조물에 의해 선루프의 일표면에 부착된 것을 특징으로 한다.Or preferably, the dye-sensitized solar cell module is sunroofed by a structure for absorbing light, which does not block light incident on the photoelectrode of the solar cell module while supporting the plurality of dye-sensitized solar cell modules in close contact. It is characterized in that attached to one surface of.

상기 충격흡수용 구조물은 상대전극의 기판에 부착되는 일면에 투명접착층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하며, 충격 흡수가 가능한 탄성소재로 이루어지는 것이 바람직하다.The shock absorbing structure is characterized in that the transparent adhesive layer is formed on one surface attached to the substrate of the counter electrode, preferably made of an elastic material capable of shock absorption.

상기 박막형 투명기판은 가시광선 투과율이 80% 이상이며, 내충격성의 향상을 위해 어느 일면 또는 양면에 고분자 수지가 코팅된 것을 특징으로 한다.The thin film type transparent substrate has a visible light transmittance of 80% or more, and is characterized in that a polymer resin is coated on one or both sides to improve impact resistance.

또한 바람직하게, 상기 박막형 투명기판은 0.7㎜ 이하의 두께는 갖는 것을 특징으로 한다.
Also preferably, the thin film transparent substrate has a thickness of 0.7 mm or less.

본 발명에 따른 자동차의 선루프는 얇고 가벼운 염료감응 태양전지 모듈이 부착 구비되므로 태양전지를 부착함에 따른 차량의 설계변경이 발생하지 않아 유리하고, 기존의 두꺼운 전극용 기판을 적용한 태양전지를 사용함에 의한 무게 증가 및 차량의 연비 저하를 개선할 수 있다. Since the sunroof of the vehicle according to the present invention is provided with a thin and light dye-sensitized solar cell module attached, the design of the vehicle does not occur due to the attachment of the solar cell, which is advantageous, and uses a conventional solar cell using a thick electrode substrate. It is possible to improve the weight increase and the fuel economy decrease of the vehicle.

또한, 본 발명에 따른 자동차의 선루프는 사고 발생 등으로 인한 전해질의 누수가 방지되어 상품성 및 유해성을 개선할 수 있고, 얇은 두께의 전극용 기판, 특히 플렉서블한 특성을 갖는 박막형 기판의 사용시 우려되는 쇼트 문제를 개선할 수 있어 유리하다.
In addition, the sunroof of the vehicle according to the present invention can prevent the leakage of the electrolyte due to the occurrence of an accident, thereby improving the merchandise and harmfulness, and is a concern when using a thin-film electrode substrate, especially a thin film substrate having a flexible characteristic It is advantageous because the short problem can be improved.

도 1 및 도 2는 일반적인 염료감응 태양전지의 기본 구조를 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 선루프에 부착되는 염료감응 태양전지 모듈을 나타낸 단면도
도 4 내지 7는 본 발명의 각 실시예에 따른 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프를 나타낸 도면
도 8a는 본 발명의 실시예에 따라 염료감응 태양전지를 선루프의 내표면에 부착하는데 사용되는 충격흡수용 구조물을 나타낸 예시도
도 8b는 도 8a의 충격흡수용 구조물에 태양전지 모듈을 장착한 형태를 나타낸 예시도
도 8c는 도 8b의 태양전지 모듈이 조립된 충격흡수용 구조물이 부착된 자동차의 선루프를 나타낸 예시도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프를 나타낸 단면도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 선루프에 부착되는 염료감응 태양전지 모듈을 나타낸 평면도
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예에 따라 구현된 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프를 나타낸 평면도1 and 2 are cross-sectional views showing the basic structure of a conventional dye-sensitized solar cell
Figure 3 is a cross-sectional view showing a dye-sensitized solar cell module attached to the sunroof of the vehicle according to an embodiment of the present invention
4 to 7 is a view showing a sunroof of a vehicle having a dye-sensitized solar cell according to each embodiment of the present invention
Figure 8a is an exemplary view showing a shock-absorbing structure used to attach the dye-sensitized solar cell to the inner surface of the sunroof according to an embodiment of the present invention.
8B is an exemplary view showing a form in which a solar cell module is mounted on the shock absorbing structure of FIG. 8A.
FIG. 8C is an exemplary view showing a sunroof of a vehicle to which a shock absorbing structure assembled with the solar cell module of FIG. 8B is attached.
9 is a cross-sectional view showing a sunroof of an automobile having a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
10 is a plan view showing a dye-sensitized solar cell module attached to the sunroof of the vehicle according to an embodiment of the present invention
11A and 11B are plan views illustrating a sunroof of an automobile having a dye-sensitized solar cell implemented according to an embodiment of the present invention.

현재 염료감응 태양전지의 투명기판으로는 가장 일반적인 소다라임 유리를 사용하며, 또는 광 투과율을 높이기 위해 저철분 유리와 같은 특수유리를 사용하기도 한다. 이와 같은 유리소재의 투명기판들은 외부 충격을 견디기 위해 일반적으로 두께가 2㎜ 이상인 것이 대부분이며, 이에 태양전지의 제조시 최소 4㎜를 넘는 두께를 형성하게 된다. Currently, the most common soda-lime glass is used as a transparent substrate for dye-sensitized solar cells, or special glass such as low iron glass is used to increase light transmittance. In order to withstand external impacts, the transparent substrates of such glass materials are generally 2 mm or more in thickness, and thus form a thickness of at least 4 mm in the manufacture of solar cells.

한편, 차량의 선루프에 사용되는 유리소재로는 승객의 안전을 확보하기 위하여 강화유리를 사용하며, 일반적으로 사용되는 두께는 약 4㎜ 내외인 것으로 알려져 있다. On the other hand, as a glass material used in the sunroof of the vehicle is used tempered glass to ensure the safety of the passenger, the thickness is generally used is about 4mm or so.

따라서, 통상적인 방법으로 제조된 태양전지를 차량의 선루프에 장착시 최소 8㎜의 두께를 형성하게 되며, 이에 차량의 중량이 증가하는 문제가 발생하여 오히려 차량의 연비를 증가시키는 요인이 될 수 있다. 또한, 태양전지로 인해 증가된 선루프의 두께로 인해 선루프의 움직임이 간섭을 받게 되므로 기존의 차량 설계를 변경해야 하는 문제점이 발생하게 되고 이로 인한 비용상승을 초래하게 된다. 따라서 차량용 태양전지는 두께가 얇고 경량인 것이 유리하다.Therefore, when the solar cell manufactured by the conventional method is mounted on the sunroof of the vehicle, a thickness of at least 8 mm is formed, and thus, a problem of increasing the weight of the vehicle may occur, which may increase fuel economy of the vehicle. have. In addition, due to the increased thickness of the sunroof due to the solar cell, the sunroof movement is interrupted, resulting in a problem of changing the existing vehicle design, resulting in a cost increase. Therefore, a solar cell for a vehicle is advantageously thin and light.

차량에 염료감응 태양전지를 적용할 시 고려해야 할 또 다른 사항으로는 전해질을 들 수 있다.Another consideration in applying dye-sensitized solar cells to vehicles is the electrolyte.

염료감응 태양전지용 전해질로는 주로 물과 유사한 점성을 가지는 액체전해질을 사용하는데, 이러한 액체전해질을 사용한 염료감응 태양전지는 차량에 장착하게 되면 사고 발생시 전해질의 누수 문제가 발생하고, 또한 이의 유해성으로 인해 승객에게 2차 피해를 유발시킬 수 있어 상품성이 저하되는 단점이 있다.As electrolyte for dye-sensitized solar cell, liquid electrolyte having viscosity similar to that of water is mainly used. When the dye-sensitized solar cell using liquid electrolyte is installed in a vehicle, leakage of electrolyte occurs when an accident occurs, and due to its harmfulness, It can cause secondary damage to passengers has the disadvantage of deteriorating the merchandise.

최근에는 액체전해질의 누수문제를 개선하기 위해 점성이 있는 겔타입 전해질, 고분자 전해질, 나아가 고체 전해질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나 기본적으로 성능이 액체전해질보다 좋지 않으며, 겔타입 전해질은 점성이 기존의 액체전해질 대비 높으나 액체전해질과 마찬가지로 사고 발생시 누수 문제가 있으며, 고체전해질은 성능이 매우 낮아 실차 적용이 어렵다.Recently, researches on viscous gel type electrolytes, polymer electrolytes, and solid electrolytes have been actively conducted to improve the leakage problem of liquid electrolytes. Although it is higher than liquid electrolyte, like liquid electrolyte, there is a leakage problem when an accident occurs, and solid electrolyte has very low performance, so it is difficult to apply a real vehicle.

이에 본 발명은 그 두께가 얇고 경량이면서 사고 발생시 전해질 누수를 방지할 수 있는 등 자동차에 사용하기 적합한 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프를 제시하도록 한다.
Accordingly, the present invention provides a sunroof of a vehicle having a dye-sensitized solar cell suitable for use in a vehicle, such as being thin and lightweight and preventing electrolyte leakage in the event of an accident.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다. 실시예의 설명에 있어 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며 실제로 본 발명에 적용되는 크기를 나타내는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the embodiments, the size of each component may be exaggerated for the purpose of description and does not represent the size that is actually applied to the present invention.

본 발명의 실시예는 염료감응 태양전지의 각 셀이 병렬로 연결된 병렬형 태양전지 모듈의 구조를 도식화한 도면을 참조하여 설명하나, 이 외에도 각 셀의 광전극과 촉매전극이 한 기판에 형성된 모노리틱 구조와 각 셀이 직렬로 연결된 Z-타입 구조, 광전극과 촉매전극이 한 투명기판에 교대로 형성되는 W-타입 구조에도 적용 가능하다. An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings illustrating the structure of a parallel solar cell module in which each cell of the dye-sensitized solar cell is connected in parallel. In addition, the photoelectrode and the catalyst electrode of each cell are formed on a single substrate. It is also applicable to a Z-type structure in which a ritic structure and each cell are connected in series, and a W-type structure in which photoelectrodes and a catalyst electrode are alternately formed on a transparent substrate.

도 1은 염료감응 태양전지의 각 셀이 병렬로 연결된 병렬형 모듈 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 염료감응 태양전지의 각 셀의 광전극과 촉매전극이 한 기판에 형성된 모노리틱 구조를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a parallel module structure in which each cell of a dye-sensitized solar cell is connected in parallel, and FIG. 2 is a diagram showing a monolithic structure in which photoelectrodes and a catalyst electrode of each cell of a dye-sensitized solar cell are formed on a substrate. to be.

모노리틱 구조를 갖는 염료감응 태양전지의 경우 다른 구조에 비해 성능이 낮으나 투명전도층(32)이 코팅된 기판(31)(혹은 전도성 기판)이 한 개만 사용되므로 원가절감에 유리한 구조로 알려져 있다.The dye-sensitized solar cell having a monolithic structure has a lower performance than other structures, but is known to be advantageous in cost reduction because only one substrate 31 (or conductive substrate) coated with the transparent conductive layer 32 is used.

도 1을 참조하면, 염료감응 태양전지 단위 셀은 기본적으로 작동전극(10)과 상대전극(20)을 접합한 구조를 가지며, 그 내부에는 빛을 흡수하여 전자를 방출하는 염료(미도시), 전극용 기판(11) 위에 코팅되며 표면에 염료가 흡착되어 있고 방출된 전자를 외부 전극으로 이동시키는 역할을 하는 다공질 나노입자로 구성된 반도체 산화물 후막(13, 혹은 광전극), 전자가 방출된 염료에 전자를 채워주는 전해질(17)이 구비되어 있고, 촉매전극(23)을 구비한 상대전극(20)은 산화된 전해질(17)을 환원시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 1, the dye-sensitized solar cell unit cell basically has a structure in which the working electrode 10 and the counter electrode 20 are bonded to each other, and dyes (not shown) absorbing light to emit electrons therein; The semiconductor oxide thick film 13 (or photoelectrode) composed of porous nanoparticles coated on the electrode substrate 11 and having a dye adsorbed on the surface and moving the emitted electrons to an external electrode, and the dye on which the electrons are emitted Electrolyte 17 is provided to fill the electrons, and the counter electrode 20 having the catalyst electrode 23 serves to reduce the oxidized electrolyte 17.

그리고, 상기 작동전극(10)과 상대전극(20)은 발생된 광전자가 이동할 수 있도록 각각 FTO(Fluorine doped Tin Oxide)와 같은 투명전도층(12,22, TCO)이 코팅된 투명기판(11,21)을 포함한 형태로 구성된다.In addition, the working electrode 10 and the counter electrode 20 are transparent substrates 11 and 22 coated with transparent conductive layers 12, 22 and TCO such as Fluorine doped Tin Oxide (FTO), respectively, so that generated photoelectrons can move. 21).

본 발명의 실시예에서는 염료감응 태양전지 모듈의 기본 구조인 도 3의 병렬형 구조를 참조로 하여 설명하고자 하나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 차량에 장착가능한 태양전지의 경우 모두 적용 가능하다.In the embodiment of the present invention will be described with reference to the parallel structure of Figure 3, which is the basic structure of the dye-sensitized solar cell module, but the present invention is not limited by this, all applicable to the solar cell can be mounted on a vehicle Do.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈은 일반적인 두께의 투명기판 대신 박막형 투명기판(11,21)을 사용하여 태양전지 모듈의 전체 두께를 슬림화함으로써 자동차의 상면부 또는 선루프 등에 장착되기 적합한 구조를 갖음에 특징이 있다.As shown in FIG. 3, the dye-sensitized solar cell module according to the embodiment of the present invention uses the thin film transparent substrates 11 and 21 instead of the general thickness of the transparent substrate to slim down the overall thickness of the solar cell module. It is characterized in that it has a structure suitable for mounting to a part or a sunroof or the like.

즉, 본 발명의 선루프에는 얇은 두께의 경량화된 박막형 투명기판(11,21)을 사용한 염료감응 태양전지가 장착되며, 이러한 얇은 두께의 박막형 투명기판(11,21)은 태양전지의 중량을 경량화할 뿐만 아니라 얇은 두께로 인해 곡면구조를 갖는 선루프의 표면에 부착되기에 적절한 플렉시블한 특성을 갖는다.That is, the sunroof of the present invention is equipped with a dye-sensitized solar cell using a thin, lightweight thin-film transparent substrate (11, 21), the thin-film transparent substrate (11, 21) of the thin thickness reduced the weight of the solar cell. In addition, due to its thin thickness, it has a flexible characteristic suitable for attachment to the surface of a sunroof having a curved structure.

구체적으로, 상기 박막형 투명기판(11,21)은 그 두께가 1㎜ 이하인 것으로, 이를 이용한 본 발명의 차량용 태양전지 모듈은 기존 대비 훨씬 얇은 두께를 가지게 되고, 이에 앞서 말한 바와 같이 선루프의 표면에 부착되기에 적합한 가벼운 중량과 플렉시블한 특성을 갖게 되며, 또한 가능한 얇은 두께를 갖음이 자동차의 선루프에 적용되기 유리하므로 가능한 얇은 두께의 박막형 투명기판을 사용함이 바람직하다.Specifically, the thin film transparent substrates 11 and 21 have a thickness of 1 mm or less, and the vehicle solar cell module of the present invention using the same has a much thinner thickness than the conventional one, and as described above, the surface of the sunroof It is preferable to use a thin film-type transparent substrate having the thinnest possible thickness because it has the light weight and the flexible property suitable for being attached and the thinnest possible thickness is advantageous to be applied to the sunroof of the automobile.

상기 박막형 투명기판(11,21)으로는 가시광선 투과율이 적어도 80% 이상인 투명기판을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use a transparent substrate having visible light transmittance of at least 80% as the thin film transparent substrates 11 and 21.

또한, 상기 박막형 투명기판(11,21)으로는 선루프와 같은 곡면부위에 적용 시 일정 곡률의 곡면부위와 자연스럽게 조화를 이룰 수 있도록 플렉서블(flexible)한 특성을 갖는 초박막형 유리(Ultra-thin glass)를 사용하는 것이 유리하다.In addition, the thin-film transparent substrates 11 and 21 are ultra-thin glass having a flexible characteristic so as to be naturally harmonized with curved portions having a predetermined curvature when applied to curved portions such as a sunroof. ) Is advantageous.

초박막형 유리로 이루어진 초박막형 투명기판(11,21)은 기존의 투명기판 및 상기의 박막형 투명기판(11,21)보다 더욱 얇은 기판으로서 0.7㎜ 이하의 두께를 갖는 것이 유리하며, 더욱 얇게는 0.5㎜ 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.Ultra-thin transparent substrates 11 and 21 made of ultra-thin glass are conventional transparent substrates and It is advantageous to have a thickness of 0.7 mm or less as the substrate thinner than the above-mentioned thin film transparent substrates 11 and 21, and more preferably, to have a thickness of 0.5 mm or less.

이렇게 얇은 두께의 초박막형 투명기판은 플렉서블한 기판 중 가장 저렴하고 투명하며, 표면 평탄도가 양호하고, 수분 및 산소에 대한 패키징 박막을 별도로 도입할 필요성이 없다는 장점 외에 원가 절감 및 공정성 확보가 용이한 정점을 갖는다.This thin, ultra-thin transparent substrate is the most inexpensive and transparent among the flexible substrates, has good surface flatness, and does not require the introduction of a packaging thin film for moisture and oxygen. Have a vertex

상기 초박막형 투명기판도 박막형 투명기판의 범주에 포함되므로, 이하 본 발명의 실시예를 설명하는데 있어 초박막형 및 박막형 투명기판을 모두 박막형 투명기판으로 명시하도록 한다.Since the ultra-thin transparent substrate is also included in the category of the thin-film transparent substrate, in the following description of the embodiments of the present invention, both ultra-thin and thin-film transparent substrates are specified as thin-film transparent substrates.

도 3의 (a)는 박막형 투명기판, 즉 플렉서블한 투명기판을 사용한 염료감응 태양전지 모듈을 나타낸 예시도로, 상기와 같이 얇은 두께의 박막형 투명기판(11,21)을 작동전극(10)과 상대전극(20)에 사용하여 태양전지 모듈을 구성하면, 4㎜ 이상의 두께를 형성하게 되는 기존의 투명기판 대비, 최소 0.1㎜ 내외에서 최대 2㎜ 내외 범위의 두께를 형성하게 되어 태양전지 모듈의 전체 두께를 줄이는 것이 가능하며, 이에 차량의 설계변경 없이 태양전지 모듈을 자동차의 선루프에 적용할 수 있고 원가 절감에 유리하게 된다.FIG. 3 (a) shows an example of a dye-sensitized solar cell module using a thin film-type transparent substrate, that is, a flexible transparent substrate. The thin film-type transparent substrates 11 and 21 having a thin thickness as described above are opposed to the working electrode 10. When the solar cell module is used for the electrode 20, the total thickness of the solar cell module is formed by forming a thickness in the range of about 0.1 mm to about 2 mm, compared to the existing transparent substrate which forms a thickness of 4 mm or more. The solar cell module can be applied to the sunroof of an automobile without changing the design of the vehicle, which is advantageous in cost reduction.

도 3에 도시된 바와 같이, 작동전극(10)과 상대전극(20)의 간격은 실링제를 이용하여 조절하는데, 일반적으로 실링제를 0.05㎜ 내외의 두께로 도포하여 조절하며, 글래스프릿, 열경화성 고분자, 자외선 경화제 등의 재료를 사용하여 유지되고, 여기서 실링제는 전지 내부 전해질의 누수를 막는 역할을 한다.As shown in FIG. 3, the distance between the working electrode 10 and the counter electrode 20 is controlled by using a sealing agent. In general, the sealing agent is applied to a thickness of about 0.05 mm to adjust the thickness of the glass frit and thermosetting. It is maintained using a material such as a polymer, an ultraviolet curing agent, and the sealing agent serves to prevent leakage of the electrolyte inside the battery.

본 발명에서는 염료감응 태양전지의 내구성을 확보하기 위하여, 상기의 재료들 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 또는 최소 2종 이상의 재료를 사용하여 단일 또는 2중 이상의 실링을 한다.In the present invention, in order to secure the durability of the dye-sensitized solar cell, any one of the above materials are used alone or at least two or more materials are used to perform single or double or more sealing.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈은 작동전극(10)과 상대전극(20) 사이에 단일 또는 이중 이상의 실링부(16,16-1)를 갖게 된다.That is, the dye-sensitized solar cell module according to the embodiment of the present invention has a single or double or more sealing portions 16 and 16-1 between the working electrode 10 and the counter electrode 20.

도 3의 (b)는 열경화성 고분자와 자외선 경화제를 사용하여 이중 실링한 일 예를 나타내고 있으나, 이는 예시일 뿐 어떠한 재료의 조합도 사용 가능하다.Figure 3 (b) shows an example of double sealing using a thermosetting polymer and an ultraviolet curing agent, this is only an example, any combination of materials can be used.

상기에 언급한 바와 같이 태양전지 모듈을 제조한 후, 제조한 태양전지 모듈을 차량 상면 또는 선루프에 장착하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으나 가급적 구조를 간단하게 하는 것이 원가 절감에 유리하며, 이에 대한 예를 도 4 내지 9에 각각 도식화하였다.As mentioned above, after manufacturing the solar cell module, there may be various methods of mounting the manufactured solar cell module on the upper surface of the vehicle or the sunroof, but it is advantageous to reduce the cost as much as possible. Examples are shown in FIGS. 4-9, respectively.

도 4의 (a)는 투명접착필름(40)을 사용하여 태양전지 모듈의 작동전극(10)의 외표면과 차량 선루프(S)의 내표면을 부착한 구조를 나타낸 도면으로, 작동전극(10)과 선루프(S) 사이에 부착되는 투명접착필름(40)은 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리에스터계, 폴리아크릴계, 폴리이미드계, 폴리아미드계, 폴리스티렌계 고분자 등 거의 모든 종류의 고분자 소재를 사용하여 제조된 필름을 기재(41)로 사용할 수 있으며, 아울러 이들 각 고분자 소재들을 혼합한 블렌드나 공중합물로 만든 필름 혹은 각각의 고분자 소재를 2층 이상으로 적층시켜 만든 필름을 기재로 사용할 수 있다.4 (a) is a view showing a structure in which the outer surface of the working electrode 10 of the solar cell module and the inner surface of the vehicle sunroof S are attached using the transparent adhesive film 40. 10) and the transparent adhesive film 40 attached between the sunroof (S) is almost all kinds of polymers such as polyethylene, polypropylene, polyester, polyacrylic, polyimide, polyamide, polystyrene-based polymer A film made using the material may be used as the base material 41, and a film made of a blend or copolymer in which each of these polymer materials is mixed or a film made by laminating each polymer material in two or more layers may be used as the base material. Can be.

아울러 이렇게 제조된 투명접착필름(40)의 기재(41)는 가시광선 투과율이 최소 80% 이상인 것이 바람직하다.In addition, the base material 41 of the transparent adhesive film 40 thus prepared is preferably a visible light transmittance of at least 80% or more.

도 4의 (a)의 확대도면은 작동전극(10)과 선루프(S) 사이에 사용한 투명접착필름을 도시한 단면도로서, 태양전지 모듈(100)과 차량 선루프(S) 사이에 부착하기 전 초기의 투명접착필름(40)의 구조를 나타낸다.4A is a cross-sectional view illustrating a transparent adhesive film used between the working electrode 10 and the sunroof S, and is attached between the solar cell module 100 and the vehicle sunroof S. FIG. The structure of the previous transparent adhesive film 40 is shown.

본 발명에 따라 전극용 기판(즉, 박막형 투명기판)(11)의 표면에 부착되어 구성되는 투명접착필름(40)은 도 4의 (a)와 같은 형태로 제작된 후, 염료감응 태양전지의 제작 공정에서 작동전극(10)의 외표면에 부착되게 된다.According to the present invention, the transparent adhesive film 40 formed on the surface of the electrode substrate (ie, the thin film transparent substrate) 11 is formed as shown in FIG. In the manufacturing process is attached to the outer surface of the working electrode (10).

도 4의 (a)를 참조하면, 상기 투명접착필름(40)은 전술한 바와 같은 고분자 소재로 이루어진 기재(41)의 양면에 전극용 기판(11) 및 차량 선루프(S)와의 접착이 가능하도록 투명접착층(42)이 코팅 형성되고, 이러한 투명접착필름(40)의 용이한 취급을 위해 상기 투명접착층(42) 위에 이형필름(43)이 부착 구성된다.Referring to Figure 4 (a), the transparent adhesive film 40 can be bonded to the electrode substrate 11 and the vehicle sunroof (S) on both sides of the base material 41 made of a polymer material as described above. The transparent adhesive layer 42 is coated so that the release film 43 is attached to the transparent adhesive layer 42 for easy handling of the transparent adhesive film 40.

상기 이형필름(43)으로는 투명 필름용 소재로 사용하는 모든 종류의 고분자 소재로 이루어진 필름을 사용할 수 있으며, 이형필름(43)의 표면은 실리콘계나 불소계 재료와 같이 이형성이 우수한 소재로 코팅하여 상기 투명접착층(42)에 부착된 후 쉽게 박리될 수 있도록 처리한다.As the release film 43, a film made of all kinds of polymer materials used as a transparent film material may be used, and the surface of the release film 43 may be coated with a material having excellent releasability such as silicon-based or fluorine-based materials. After being attached to the transparent adhesive layer 42, it is treated to be easily peeled off.

그리고, 상기 투명접착층(42)을 형성하기 위해 사용되는 접착제로는 광학적으로 투명접착필름(40)의 투과도를 저해하지 않는, 예컨대 터치스크린과 같은 디스플레이 및 광학필름 라미네이션에 사용되는, 광학용 투명접착물질을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 예를 들면 에폭시계, 아크릴계, 우레탄계 및 변성아크릴계, 변성우레탄계, 변성엘라스토머계 등의 재료를 사용할 수 있다.In addition, as the adhesive used to form the transparent adhesive layer 42, optically transparent adhesive, which is used for optical film lamination and display such as a touch screen, for example, does not optically impair the transmittance of the transparent adhesive film 40. It is preferable to use a substance, and specifically, materials, such as an epoxy type, an acryl type, a urethane type, and a modified acrylic type, a modified urethane type, a modified elastomer type, can be used.

상기 이형필름(43)은 단순히 투명접착필름(40)의 표면 보호를 위해 사용되는 1회용 필름이므로 가급적 폴리에스터계와 같은 저가 소재의 필름을 사용하는 것이 원가 절감에 유리하다.Since the release film 43 is simply a disposable film used for protecting the surface of the transparent adhesive film 40, it is advantageous to use a film of a low-cost material such as a polyester-based material as much as possible in cost reduction.

전술된 본 발명의 염료감응 태양전지 모듈(100)은 두께가 얇고 가볍기 때문에 상기와 같은 투명접착필름(40)을 사용하여 선루프(S)의 일표면에 부착됨이 가능하다.Since the dye-sensitized solar cell module 100 of the present invention described above is thin and light, it can be attached to one surface of the sunroof S using the transparent adhesive film 40 as described above.

차량 선루프(S)와 태양전지 모듈(100)을 부착하는 또 다른 방법으로는 차량 앞유리의 제조시 사용되는 이중유리 접합을 위한 PVB(polyvinylbutyrate) 필름(50)을 사용하는 것으로, 이는 200℃ 내외의 열과 일정 압력을 가함으로써 태양전지 모듈(100)의 투명도를 크게 저해하지 않으면서 선루프(S)와 태양전지 모듈(100)을 부착하는 것이 가능하다. Another method for attaching the vehicle sunroof (S) and the solar cell module 100 is to use a polyvinylbutyrate (PVB) film 50 for the double glass bonding used in the manufacture of the vehicle windshield, which is 200 ° C. By applying internal and external heat and a predetermined pressure, it is possible to attach the sunroof S and the solar cell module 100 without significantly impairing the transparency of the solar cell module 100.

상기 PVB 필름(50)은 일정 수준의 열과 압력에 의해 접착성을 갖게 되어 염료감응 태양전지 모듈(100)이 선루프(S)의 내표면에 부착될 수 있게 한다.The PVB film 50 has adhesiveness by a certain level of heat and pressure to allow the dye-sensitized solar cell module 100 to be attached to the inner surface of the sunroof (S).

PVB 필름(50)을 이용하여 차량 선루프(S)와 염료감응 태양전지 모듈(100)을 접착한 구조는 도 4의 (b)에 도식화하였다.The structure in which the vehicle sunroof S and the dye-sensitized solar cell module 100 are bonded to each other using the PVB film 50 is illustrated in FIG. 4B.

도 5는 차량 선루프와 태양전지를 부착하는 또 다른 구조를 나타낸 도면으로, 차량 외부에서 선루프를 바라볼 때의 형상을 도식화하였다. FIG. 5 is a view illustrating another structure for attaching a vehicle sunroof and a solar cell. FIG.

도 5의 실시예에서는 태양전지 모듈(100)의 작동전극 표면에서 실질적으로 전력을 발전시키지 않는 광전극(유효면적 부위임)의 외곽 부분(광전극이 적층되어 있지 않은 기판의 외곽 부분임)만 선루프(S)와 부착되며, 이는 전술한 투명접착필름이나 PVB 필름을 사용하거나 또는 자외선 경화제나 통상의 접착제를 사용하여 접착층(51)을 형성하여 부착시킬 수 있다.In the embodiment of FIG. 5, only an outer portion of the photoelectrode (which is an effective area) that does not substantially generate power on the surface of the working electrode of the solar cell module 100 (which is an outer portion of the substrate on which the photoelectrodes are not stacked). It is attached to the sunroof (S), it can be attached by forming the adhesive layer 51 using the above-mentioned transparent adhesive film or PVB film, or using an ultraviolet curing agent or a conventional adhesive.

도 6은 차량 선루프와 태양전지 모듈을 부착하는 또 다른 부착구조를 나타낸 도면으로, 상대전극(20)의 기판(21) 크기를 태양전지 모듈(100, 또는 작동전극(10)의 기판(11))의 전체 크기보다 크게 구성하여, 태양전지 모듈(100, 또는 작동전극의 기판)의 외곽 부분을 초과한 상대전극용 기판(21)의 가장자리 부분만을 자외선 경화제나 통상의 접착제를 사용하여 접착층(52)을 형성하여서 선루프(S) 내표면에 부착시킨다.FIG. 6 is a view illustrating another attachment structure for attaching a vehicle sunroof and a solar cell module, wherein the size of the substrate 21 of the counter electrode 20 corresponds to the size of the solar cell module 100 or the operating electrode 10. The edge portion of the counter electrode substrate 21 beyond the outer portion of the solar cell module 100 (or the substrate of the working electrode) is configured to be larger than the overall size of 52) and attach to the inner surface of the sunroof (S).

또는 태양전지 모듈(100)의 외곽 부분을 초과한 상대전극용 기판(21)의 가장자리 부분을 전술한 투명접착필름이나 PVB 필름을 사용하여 선루프 내표면에 부착시키는 것도 가능하다.Alternatively, the edge portion of the counter electrode substrate 21 beyond the outer portion of the solar cell module 100 may be attached to the inner surface of the sunroof using the above-mentioned transparent adhesive film or PVB film.

도 7의 (a)는 차량의 선루프에 부착된 염료감응 태양전지를 차량 실내 측에서 보호할 수 있도록 한 구조를 나타낸 도면으로, 선루프(S)에 부착된 염료감응 태양전지 모듈(100)의 상대전극(20)의 기판(21) 외표면(차량 실내 측 표면)에 전지보호용 투명접착필름(60)을 부착하고 있다.7 (a) is a view showing a structure to protect the dye-sensitized solar cell attached to the sunroof of the vehicle in the vehicle interior side, the dye-sensitized solar cell module 100 attached to the sunroof (S) The transparent adhesive film 60 for battery protection is attached to the outer surface (vehicle interior side surface) of the substrate 21 of the counter electrode 20.

차량의 실내에서는 태양전지가 승객에게 직접 노출되므로 이러한 태양전지를 보호하기 위하여 전지보호용 투명접착필름(60)을 사용하여 태양전지를 보호할 수 있도록 한다.Since the solar cells are directly exposed to passengers in the interior of the vehicle, the solar cells may be protected by using the transparent adhesive film 60 for protecting the solar cells.

상기 전지보호용 투명접착필름(60)은 전술한 투명접착필름(40)과 유사한 구성을 갖는데, 투명접착필름(40)의 일면을 투명접착층(42)이 아니라, 표면강도 부여를 위한 방법으로, 열경화성 재료나 자외선 경화성 재료로 코팅하여 표면강도를 강화할 수 있는 형태로 구성하여 전지보호용 투명접착필름(60)으로 사용할 수 있다.The transparent adhesive film 60 for protecting the battery has a similar configuration to the above-mentioned transparent adhesive film 40. The surface of the transparent adhesive film 40 is not a transparent adhesive layer 42, but a method for imparting surface strength. It can be used as a transparent adhesive film for battery protection by forming a form that can be strengthened surface strength by coating with a material or ultraviolet curable material.

즉, 상기 전지보호용 투명접착필름(60)의 기재(61)는 상대전극(20)의 기판(21)에 접착되는 일면에 투명접착층(62)이 코팅 형성되고 차량 실내를 마주하는 타면에 표면강도 강화용 재료(열경화성 또는 자외선 경화성 재료 등)가 코팅되어 강화코팅층(64)이 형성되며, 상기 기재(61)의 일면에는 투명접착층(62)을 보호하는 이형필름(63)이 부착되어 있고, 다른 일면에는 강화코팅층(64)을 보호하기 위한 보호필름(63-1)이 부착된다.That is, the substrate 61 of the battery protective transparent adhesive film 60 has a transparent adhesive layer 62 is formed on one surface that is bonded to the substrate 21 of the counter electrode 20 and the surface strength on the other surface facing the vehicle interior A reinforcing coating layer 64 is formed by coating a reinforcing material (such as a thermosetting or ultraviolet curable material), and a release film 63 that protects the transparent adhesive layer 62 is attached to one surface of the substrate 61. On one surface, a protective film 63-1 for protecting the reinforcement coating layer 64 is attached.

상기 보호필름(63-1)은 강화코팅층(64)과 접촉하는 부위에 접착력이 약한 물질을 코팅하여 투명접착필름(60)에서 쉽게 박리될 수 있도록 구비되며, 상기 이형필름(63) 및 보호필름(63-1)은 전지보호용 투명접착필름(60)을 태양전지 모듈(100)에 부착할 시 박리된다.The protective film 63-1 is provided to be easily peeled off the transparent adhesive film 60 by coating a material having a weak adhesive strength in contact with the reinforcing coating layer 64, the release film 63 and the protective film. 63-1 is peeled off when attaching the transparent adhesive film 60 for protecting the battery to the solar cell module 100.

아울러, 도 7의 (b)의 같이 전지보호용 투명접착필름(60-1)의 일면(상대전극의 기판에 접착되는 일면), 구체적으로는 전지보호용 투명접착필름(60-1)의 기재(61-1)의 일표면에 산란층을 도입 형성하여 태양전지 모듈(100)에 입사된 빛이 태양전지 모듈(100)의 내부에서 산란되도록 하여 외부로 바로 빠져나가는 빛 손실을 줄여주어 태양전지의 효율을 증대시키는 것도 가능하다.In addition, as shown in FIG. 7B, one surface of the battery protective transparent adhesive film 60-1 (one surface adhered to the substrate of the relative electrode), specifically, the substrate 61 of the battery protective transparent adhesive film 60-1. Introducing and forming a scattering layer on the surface of -1) so that the light incident on the solar cell module 100 is scattered inside the solar cell module 100 to reduce the loss of light directly to the outside to reduce the efficiency of the solar cell It is also possible to increase the.

즉, 상기 전지보호용 투명접착필름(60-1)은 상대전극(20)의 기판(21)에 접착되는 기재(61-1)의 일면에 태양전지 모듈(100)에 입사된 빛을 산란시켜 빛의 손실을 줄이고 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있는 형태의 산란층을 갖는다.That is, the battery protective transparent adhesive film 60-1 scatters light incident on the solar cell module 100 on one surface of the substrate 61-1 adhered to the substrate 21 of the counter electrode 20. It has a scattering layer of a type that can reduce the loss and increase the efficiency of the solar cell.

상기 산란층은 이형필름이 제거된 전지보호용 투명접착필름(60-1)의 표면, 즉 기재(61-1)의 일표면에 톱니 형상과 같이 삼각뿔 모양의 요철 구조로 형성되거나 또는 투명접착층에 크기가 서로 다른 다양한 비드를 부착시켜 표면의 높낮이가 고르지 않은 비균일한 구조로 형성될 수 있다.The scattering layer is formed on a surface of the battery protective transparent adhesive film 60-1 from which the release film is removed, that is, a triangular pyramid-shaped concave-convex structure such as a sawtooth shape on one surface of the substrate 61-1 or a size of the transparent adhesive layer. By attaching a variety of different beads can be formed into a non-uniform structure of uneven height of the surface.

또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 알루미늄 호일이나 거울 등과 같이 빛을 반사시킬 수 있는 부재를 이용하여 전지보호용 투명접착필름(60)의 일면(상대전극용 기판의 외표면에 부착되는 일면임)에 빛 반사층을 형성하는 것도 가능하며, 이는 전지보호용 투명접착필름(60-1)의 일면에 산란층을 형성한 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, light is applied to one surface of the battery protective transparent adhesive film 60 (one surface attached to the outer surface of the counter electrode substrate) by using a member capable of reflecting light such as aluminum foil or a mirror. It is also possible to form a reflective layer, which can achieve the same effect as when the scattering layer is formed on one surface of the transparent protective film 60-1 for battery protection.

다만 상기 빛 반사층을 갖는 전지보호용 투명접착필름은 차량의 선루프 등에 적용시 채광성을 저하시키게 되므로 채광성을 중시하는 차량 부분에는 사용하지 않는 것이 좋다.However, the transparent adhesive film for protecting the battery having the light reflecting layer deteriorates lightability when applied to a sunroof of a vehicle, so it is not recommended to use it for a vehicle part that values light.

또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상대전극(20)의 기판(21) 외표면에 직접 열경화성 재료 또는 자외선 경화성 재료를 코팅 처리하여 차량 실내 측에 노출되는 태양전지의 표면강도를 증대하는 것도 가능하다.In addition, although not shown in the drawings, it is also possible to increase the surface strength of the solar cell exposed to the vehicle interior by coating a thermosetting material or an ultraviolet curable material directly on the outer surface of the substrate 21 of the counter electrode 20.

전술한 도 7의 실시예에서는 염료감응 태양전지 모듈(100)이 투명접착필름(40)을 사용하여 선루프(S)에 부착된 구조가 도시되어 있으나, 태양전지 모듈(100)은 상대전극용 기판(21)의 외표면에 상기 전지보호용 투명접착필름(60,60-1)이 부착 구비됨과 동시에 도 4 내지 6에 도시된 실시예와 같이 다양한 형태로 선루프(S)에 부착될 수 있다.
In the above-described embodiment of FIG. 7, the structure in which the dye-sensitized solar cell module 100 is attached to the sunroof S using the transparent adhesive film 40 is illustrated, but the solar cell module 100 is used for the counter electrode. The battery protective transparent adhesive films 60 and 60-1 may be attached to the outer surface of the substrate 21 and may be attached to the sunroof S in various forms as shown in FIGS. 4 to 6. .

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차의 선루프는 염료감응 태양전지 모듈(100)의 작동전극(10)의 기판(11)이 자동차의 선루프 유리 또는 투명접착필름(40)의 투명접착층(42)에 밀착되는 것이 아니라, 도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 외부 충격 발생시 충격을 흡수할 수 있는 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)에 지지 또는 삽입된 형태로 구성된 태양전지 모듈(101~104) 또는 어레이(110)가 부착 구비됨에 특징이 있다.On the other hand, the sunroof of the vehicle according to another embodiment of the present invention, the substrate 11 of the working electrode 10 of the dye-sensitized solar cell module 100 is a transparent adhesive layer of the sunroof glass or transparent adhesive film 40 of the vehicle As shown in FIGS. 8B and 8C, rather than being in close contact with (42), the form is supported or inserted into the shock absorbing structure (70, 70-1, 70-2) that can absorb the shock when an external shock occurs. It is characterized in that the solar cell module (101 ~ 104) or array 110 is configured to be attached.

편의상 도 8b 및 도 8c의 실시예는 태양전지 모듈(101~104)의 내부 구조를 생략하고 상대전극과 작동전극의 기판만 도식화하여 그 구성을 나타내었다.For convenience, the embodiment of FIGS. 8B and 8C omits the internal structure of the solar cell modules 101 to 104 and shows only the substrates of the counter electrode and the working electrode.

도 8a에는 도 8b 및 도 8c의 실시예에 사용한 충격흡수용 구조물의 예를 나타내었다.Figure 8a shows an example of the shock absorbing structure used in the embodiment of Figures 8b and 8c.

도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 태양전지 모듈(101~104)의 삽입이 용이하고 삽입된 태양전지 모듈(101~104)이 태양전지 어레이(110,110-1,110-2)의 일부로서 배열되기 쉬운 구조로 형성된다.As shown in Figure 8a, the shock absorbing structure (70, 70-1, 70-2) is easy to insert the solar cell module (101 ~ 104) and inserted solar cell module (101 ~ 104) It is formed in a structure that is easily arranged as part of the battery arrays 110, 110-1, 110-2.

구체적으로, 상기 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 도 8a의 (a)와 같이 이 구조물(70)에 삽입된 각각의 태양전지 모듈(101~104)을 지지할 수 있도록 일렬로 배열된 다수의 사각 프레임(71, 혹은 공(工) 형상의 종단면을 갖는 연결지지대)이 직사각 형상의 상부 및 하부 프레임(72,73)에 의해 일체로 연결된 형태로 형성되거나, 또는 도 8a의 (b)와 같이 밀착 배열되는 각 태양전지 모듈(101~104)들 사이를 지지할 수 있는 공(工) 형상의 종단면을 갖는 복수 개의 연결지지대(71-1)로 구성되거나, 또는 도 8a의 (c)와 같이 공(工) 형상의 종단면을 갖는 복수 개의 연결지지대(71-2)가 일렬로 배열되어 직사각 형상의 하부 프레임(73-2)에 의해 일체로 연결된 형태로 형성될 수 있다.Specifically, the shock absorbing structures 70, 70-1, and 70-2 may support the respective solar cell modules 101 to 104 inserted into the structure 70 as shown in FIG. 8A. A plurality of rectangular frames 71 or a connecting support having a ball-shaped longitudinal section) arranged in a row so as to be integrally connected by rectangular upper and lower frames 72 and 73, or FIG. It is composed of a plurality of connecting support (71-1) having a ball-shaped longitudinal section that can support between each of the solar cell modules 101 to 104 arranged in close contact as shown in (b) of 8a, or FIG. As shown in (c) of FIG. 8A, a plurality of connection supports 71-2 having a ball-shaped longitudinal section may be arranged in a line and integrally connected by a rectangular lower frame 73-2. have.

도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 이러한 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 태양전지 어레이(110,110-1,110-2)를 형성하게 되는 각각의 태양전지 모듈(101~104)이 밀착된 형태로 인접 배열된 구조를 유지 및 지지하는 동시에, 태양전지 모듈(101~104) 혹은 어레이(110,110-1,110-2)가 선루프(S)의 내표면(차량 실내측 표면)에 부착 고정될 수 있게 한다.As shown in FIGS. 8B and 8C, the shock absorbing structures 70, 70-1, and 70-2 form solar cell arrays 110, 110-1, and 110-2, respectively. While the solar cell modules 101 to 104 or the arrays 110, 110-1, and 110-2 are arranged on the inner surface of the sunroof S (surface of the vehicle interior) while the 104 is held in close contact with the structure arranged in close contact with each other. To allow it to be fixed.

도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 삽설된 태양전지 모듈(101~104)의 가장자리를 지지하거나 또는 태양전지 모듈(101~104)의 양단부를 지지하게 된다.As shown in FIGS. 8B and 8C, the shock absorbing structures 70, 70-1, and 70-2 support edges of the inserted solar cell modules 101 to 104 or the solar cell modules 101 to 104. Support both ends of 104).

특히, 도 8a의 (b)와 같은 충격흡수용 구조물(70-1)의 경우 공(工) 형상의 종단면을 갖는 연결지지대(71-1)가 그에 삽입된 태양전지 모듈(101~104)의 양단부를 각각 지지하면서 도 8b 및 도 8c와 같이 인접한 태양전지 모듈(101~104)의 각 일단부를 상호 밀착된 형태로 유지 및 지지해주게 된다.In particular, in the case of a shock absorbing structure 70-1, such as (b) of Figure 8a of the solar cell module (101 ~ 104) of the connection support (71-1) having a ball-shaped longitudinal section inserted into it While supporting both ends, each end of the adjacent solar cell modules 101 to 104 is maintained and supported in close contact with each other, as shown in FIGS. 8B and 8C.

즉, 도 8a의 (b)와 같은 충격흡수용 구조물(70-1)은 태양전지 모듈(101~104)의 일단부가 좌우 양측으로 각각 삽설됨에 따라 인접한 염료감응 태양전지 모듈(101~104) 사이를 밀착된 형태로 연결해주게 된다.That is, the shock absorbing structure 70-1 as shown in (b) of FIG. 8A has a gap between adjacent dye-sensitized solar cell modules 101 to 104 as one end of each of the solar cell modules 101 to 104 is inserted into left and right sides. Will be connected in a close form.

이러한 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 태양전지 모듈(101~104)에 전달되는 외부 충격을 흡수하고 각각의 태양전지 모듈(101~104)이 삽입 배열되어 태양전지 어레이(110,110-1,110-2)를 형성할 수 있도록 지지하는 것으로, 가능한 태양전지 모듈(101~104)의 유효면적(광전극)을 가리지 않는 구조로 이루어짐과 동시에 각각의 태양전지 모듈(101~104)이 밀착 연결되는 부위를 가려주어 상품성을 향상시킬 수 있다.The shock absorbing structures 70, 70-1, and 70-2 absorb external shocks transmitted to the solar cell modules 101 to 104, and each solar cell module 101 to 104 is inserted into and arranged in a solar cell array. By supporting so as to form the (110,110-1,110-2), it is made of a structure that does not cover the effective area (photoelectrode) of the solar cell module (101 ~ 104) possible, and each solar cell module (101 ~ 104) By covering this close contact portion can improve the marketability.

다시 말해, 상기 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 복수 개의 염료감응 태양전지 모듈(101~104)을 밀착된 형태로 연결지지하면서 작동전극의 광전극으로 입사되는 빛을 차단하지 않는 구조로 이루어지며, 염료감응 태양전지 모듈(101~104)은 이러한 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)에 의해 선루프(S)의 내표면에 부착된다.In other words, the shock-absorbing structures 70, 70-1, and 70-2 support the plurality of dye-sensitized solar cell modules 101 to 104 in close contact, and receive light incident on the photoelectrode of the working electrode. It is made of a structure that does not block, the dye-sensitized solar cell module (101 ~ 104) is attached to the inner surface of the sunroof (S) by such a shock-absorbing structure (70, 70-1, 70-2).

상기 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 태양전지 모듈(101~104) 또는 태양전지 어레이(110,110-1,110-2)를 선루프(S)에 부착시키기 위하여 선루프(S)의 내표면에 접촉하게 되는 일면에 투명접착층(미도시)이 코팅 형성되고, 이에 강화유리로 이루어진 선루프(S)의 표면에 쉽게 부착되어진다.The shock absorbing structure (70, 70-1, 70-2) is a sunroof (S) to attach the solar cell module (101 ~ 104) or the solar cell array (110, 110-1, 110-2) to the sunroof (S) A transparent adhesive layer (not shown) is formed on one surface which is in contact with the inner surface of the), and is easily attached to the surface of the sunroof S made of tempered glass.

즉, 상기 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 상대전극의 기판에 부착되는 일면에 투명접착층이 형성되어 있다.That is, the shock absorbing structures 70, 70-1, and 70-2 have a transparent adhesive layer formed on one surface of the counter electrode.

그리고, 상기 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 딱딱한 재질보다 예를 들면 실리콘, 에폭시, 우레탄, 폴리스티렌폼, 고무 등과 같이 소프트한 탄성소재로 이루어진 것을 사용함이 충격흡수에 유리하다.In addition, the shock absorbing structures 70, 70-1, and 70-2 are made of soft elastic materials such as silicon, epoxy, urethane, polystyrene foam, rubber, etc., rather than hard materials. Do.

다만, 상기 충격흡수용 구조물(70,70-1,70-2)은 태양전지 모듈(101~104)의 광전극(유효면적)을 가리게 되는 경우 입사광을 차단하여 태양전지의 성능이 저하되므로 태양전지 모듈의 디자인에 따라 적절한 형태 및 크기로 변경됨이 바람직하다.However, when the shock absorbing structures 70, 70-1, and 70-2 cover the photoelectrode (effective area) of the solar cell modules 101 to 104, the incident light is blocked to decrease the performance of the solar cell. It is desirable to change the shape and size to the appropriate shape according to the design of the battery module.

도면으로 도시하지는 않았으나, 도 7의 실시예에서 설명한 바와 같이 태양전지의 상대전극용 기판(21)의 외표면에 전지보호용 투명접착필름(60,60-1)을 부착 구성하거나 또는 열경화성 및 자외선 경화형 재료를 직접 코팅하여 표면보호층(미도시)을 형성하는 것도 가능하다.
Although not shown in the drawings, as described in the embodiment of FIG. 7, the transparent adhesive films 60 and 60-1 for protecting the battery are attached to the outer surface of the counter electrode substrate 21 of the solar cell, or thermosetting and UV curing. It is also possible to coat the material directly to form a surface protection layer (not shown).

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동차의 선루프는 도 9와 같이 태양전지 모듈(100) 내부에 액체전해질 대신 누수 방지 및 쇼트 방지 기능이 있는 다공성 박막 전해질필름(18)을 사용한 구조에 특징이 있으며, 기타 구조는 전술한 도 3 내지 8c의 실시예와 동일하게 구성될 수 있다. The sunroof of the vehicle according to another embodiment of the present invention is characterized in that the structure using the porous thin film electrolyte film 18 having leakage preventing and short preventing functions instead of liquid electrolyte inside the solar cell module 100 as shown in FIG. 9. Other structures may be configured in the same manner as in the embodiment of FIGS. 3 to 8C described above.

상기 다공성 박막 전해질필름(18)은 다공성 박막 필름을 전해질에 함침시켜 제조된 것으로, 기출원된 대한민국 특허출원 제2011-68133호 등의 제조방법을 통해 제조할 수 있다.The porous thin film electrolyte film 18 may be prepared by impregnating a porous thin film film in an electrolyte, and may be manufactured by a manufacturing method such as Korean Patent Application No. 2011-68133.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 다공성 박막 전해질필름(18)은 작동전극(10)과 상대전극(20) 사이에 기존의 액체전해질 대신 위치되므로 전해질 누수의 염려가 없고, 태양전지 모듈의 제조시 전해질 주입구를 형성하지 않아도 되므로 상품성이 향상되며 전술한 실시예에서 설명한 박막형 투명기판(11,21)을 적용함에 따라 진동 및 충격 발생시 작동전극(10)과 상대전극(20)이 서로 닿으면서 발생 가능한 쇼트를 방지하는 스페이서의 역할도 할 수 있다.As shown in FIG. 9, since the porous thin film electrolyte film 18 is positioned between the working electrode 10 and the counter electrode 20 instead of the existing liquid electrolyte, there is no fear of leakage of electrolyte, and during the manufacturing of the solar cell module. Since it is not necessary to form the electrolyte injection hole, the marketability is improved, and when the thin film type transparent substrates 11 and 21 described in the above embodiments are applied, the operation electrode 10 and the counter electrode 20 may come into contact with each other when vibration and shock occur. It can also serve as a spacer to prevent shorts.

본 실시예는 전술한 실시예에서 도식화한 염료감응 태양전지를 갖는 선루프 구조를 일 예로 하여 도 9에 도식화되었으나, 본 실시예가 이에 의해 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 태양전지 모듈에 상기의 다공성 박막 전해질필름을 적용하여 본 발명의 다른 실시예를 구현할 수 있다.
Although the present embodiment is illustrated in FIG. 9 using the sunroof structure having the dye-sensitized solar cell illustrated in the above-described example as an example, the present embodiment is not limited thereto, and the porosity of the solar cell module in various forms is Another embodiment of the present invention can be implemented by applying a thin film electrolyte film.

도 10은 상기의 실시예에서 설명된 태양전지 모듈의 일 예를 나타낸 도면으로, 병렬형 태양전지 모듈의 평면도이며, 태양전지 모듈(100)을 작동전극(10) 위에서 바라본 도면으로 상대전극은 작동전극(10) 아래에 위치하고 있다.10 is a view showing an example of the solar cell module described in the above embodiment, which is a plan view of a parallel solar cell module, and the counter electrode is operated when the solar cell module 100 is viewed from above the working electrode 10. It is located under the electrode 10.

상기와 같은 태양전지 모듈(100)을 이용하여 본 발명에 따른 자동차의 선루프를 구성하는 경우, 차량 외부에서는 도 11a의 (b)와 같은 형태로 보여지게 된다.When configuring the sunroof of the vehicle according to the present invention using the solar cell module 100 as described above, it is shown in the form as shown in (b) of Figure 11a outside the vehicle.

선루프(S)의 크기 및 선루프(S)에 부착하는 태양전지 모듈(100)의 크기에 따라 선루프에 부착되는 태양전지 모듈의 갯수는 다양하게 변경될 수 있는바, 도 11a의 (b)와 같이 한 개의 태양전지 모듈(100)로 선루프(S)의 전면적을 메우거나 또는 도 11a의 (a)와 같이 다수개의 태양전지 모듈(100)을 연결한 태양전지 어레이(110)로 선루프(S)의 전면적을 메울 수 있다.The number of solar cell modules attached to the sunroof may vary depending on the size of the sunroof S and the size of the solar cell module 100 attached to the sunroof S, as illustrated in FIG. Fill the entire area of the sunroof (S) with one solar cell module (100) or as a solar cell array (110) connecting a plurality of solar cell modules (100) as shown in FIG. The entire area of the loop S can be filled.

도 11a의 (a)에서, 세로방향으로 배열된 태양전지 모듈(100)들은 직렬로 연결되고 가로방향으로 배열된 태양전지 모듈(100)들은 병렬로 연결되었으나, 이러한 연결 형태는 태양전지 모듈의 출력, 전압, 전류 등의 사양을 고려하여 편의에 따라 변경 가능하다.In FIG. 11A (a), the vertically arranged solar cell modules 100 are connected in series and the horizontally arranged solar cell modules 100 are connected in parallel, but this type of connection is the output of the solar cell module. It can be changed according to convenience considering the specification of voltage, current, etc.

또한, 도 11b의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 자동차의 선루프(S)에는 태양전지 모듈(100)의 실제 유효면적(광전극의 면적)을 제외한 부분을 마스킹 처리하여 제조된 염료감응 태양전지가 부착될 수도 있다. In addition, as shown in (c) and (d) of FIG. 11B, the sunroof S of the automobile is manufactured by masking a portion except the actual effective area (area of the photoelectrode) of the solar cell module 100. The dye-sensitized solar cell may be attached.

태양전지의 실제 유효면적을 제외한 부분의 마스킹(80)은 선루프(S)에 직접 코팅 처리하거나 또는 태양전지 모듈(100)의 테두리에 코팅 처리하는 등 어떠한 방법도 적용 가능하다.The masking 80 of the portion excluding the actual effective area of the solar cell may be applied to any method such as directly coating the sunroof S or coating the edge of the solar cell module 100.

이와 같이 태양전지의 실제 유효면적(광전극이 코팅되어 있는 부분)을 제외한 부분을 마스킹 처리하는 경우 차량 외부에서 선루프를 보면 전술한 충격흡수용 구조물을 적용한 경우와 유사한 형상을 나타내게 된다.
As such, when masking a portion except the actual effective area of the solar cell (the portion where the photoelectrode is coated), the sunroof from the outside of the vehicle exhibits a shape similar to the case of applying the above-described shock absorbing structure.

S : 선루프
10 : 작동전극 11 : 작동전극의 기판
12 : 작동전극의 투명전도층
13,33 : 광전극(혹은 반도체 산화물 후막)
14,24 : 금속 그리드 15,25 : 금속 그리드 보호층
16,16-1 : 실링부 17,34 : 전해질
18 : 다공성 박막 전해질필름 20 : 상대전극
21 : 상대전극의 기판 22 : 상대전극의 투명전도층
23,35 : 촉매전극 31 : 기판
32 : 투명전도층 36 : 배리어층
40 : 투명접착필름 41 : 기재
42 : 투명접착층 43 : 이형필름
50 : PVB 필름 51,52 : 접착층
60,60-1 : 전지보호용 투명접착필름
61,61-1 : 기재 62 : 투명접착층
63 : 이형필름 64,64-1 : 강화코팅층
70,70-1,70-2 : 충격흡수용 구조물
71 : 사각 프레임 71-1,71-2 : 연결지지대
72 : 상부 프레임 73,73-2 : 하부 프레임
80 : 마스킹
100,101,102,103,104 : 염료감응 태양전지 모듈
110,110-1,110-2 : 태양전지 어레이
S: sunroof
10 working electrode 11 substrate of working electrode
12: transparent conductive layer of working electrode
13,33 photoelectrode (or semiconductor oxide thick film)
14,24: metal grid 15,25: metal grid protective layer
16,16-1: sealing portion 17,34: electrolyte
18: porous thin film electrolyte film 20: counter electrode
21: substrate of counter electrode 22: transparent conductive layer of counter electrode
23, 35 catalyst electrode 31 substrate
32: transparent conductive layer 36: barrier layer
40: transparent adhesive film 41: base material
42: transparent adhesive layer 43: release film
50: PVB film 51, 52: adhesive layer
60,60-1: Transparent adhesive film for battery protection
61,61-1: Base material 62: Transparent adhesive layer
63: release film 64,64-1: reinforcement coating layer
70,70-1,70-2: Shock absorbing structure
71: square frame 71-1,71-2: connection support
72: upper frame 73,73-2: lower frame
80: masking
100,101,102,103,104: Dye-Sensitized Solar Cell Module
110,110-1,110-2: Solar Cell Array

Claims (10)

전극용 기판이 두께 1㎜ 이하의 박막형 투명기판으로 구성된 염료감응 태양전지 모듈이 그 일표면에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
A sunroof of an automobile having a dye-sensitized solar cell, wherein a surface of a dye-sensitized solar cell module having an electrode substrate composed of a thin film-type transparent substrate having a thickness of 1 mm or less is provided on one surface thereof.
청구항 1에 있어서,
상기 염료감응 태양전지 모듈은 양면에 투명접착층을 갖는 투명접착필름이 그 작동전극의 기판과 선루프 사이에 부착된 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
The method according to claim 1,
The dye-sensitized solar cell module is a sunroof of a vehicle having a dye-sensitized solar cell, characterized in that the transparent adhesive film having a transparent adhesive layer on both sides is attached between the substrate and the sunroof of the working electrode.
청구항 1에 있어서,
상기 염료감응 태양전지 모듈은 열과 압력에 의해 접착성을 갖게 되는 PVB(polyvinylbutyrate) 필름에 의해 선루프의 일표면에 부착된 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
The method according to claim 1,
The dye-sensitized solar cell module is a sunroof of a vehicle having a dye-sensitized solar cell, characterized in that attached to one surface of the sunroof by a polyvinylbutyrate (PVB) film that is adhesive by heat and pressure.
청구항 1에 있어서,
상기 염료감응 태양전지 모듈은 상대전극용 기판이 작동전극용 기판보다 큰 사이즈로 구성되고, 작동전극용 기판을 초과한 상대전극용 기판의 외곽 부분에 도포된 자외선 경화제 또는 접착제에 의해 선루프의 일표면에 부착된 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
The method according to claim 1,
The dye-sensitized solar cell module has a counter electrode substrate having a size larger than that of the working electrode substrate, and the sunroof is applied by an ultraviolet curing agent or an adhesive applied to the outer portion of the counter electrode substrate exceeding the working electrode substrate. The sunroof of an automobile having a dye-sensitized solar cell, which is attached to a surface thereof.
청구항 1에 있어서,
상기 염료감응 태양전지 모듈은, 일면에 상대전극의 기판의 외표면에 접착되는 투명접착층이 구성되고 타면에 표면강도를 증대하기 위한 강화코팅층이 구성된 전지보호용 투명접착필름이 부착된 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
The method according to claim 1,
The dye-sensitized solar cell module, the dye is characterized in that the transparent adhesive film is formed on the one surface is bonded to the outer surface of the substrate of the counter electrode and the other protective film is a battery protective transparent adhesive film composed of a reinforcement coating layer for increasing the surface strength Sunroof of automobile with sensitized solar cell.
청구항 1에 있어서,
상기 염료감응 태양전지 모듈은 복수 개의 염료감응 태양전지 모듈을 밀착된 형태로 연결지지하면서 태양전지 모듈의 광전극으로 입사되는 빛을 차단하지 않는 구조의 충격흡수용 구조물에 의해 선루프의 일표면에 부착된 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
The method according to claim 1,
The dye-sensitized solar cell module supports a plurality of dye-sensitized solar cell modules in close contact with each other on the one surface of the sunroof by a shock absorbing structure that does not block light incident on the photoelectrode of the solar cell module. Sunroof of a vehicle having a dye-sensitized solar cell, characterized in that attached.
청구항 6에 있어서,
상기 충격흡수용 구조물은 상대전극의 기판에 부착되는 일면에 투명접착층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
The method of claim 6,
The shock absorbing structure is a sunroof of a vehicle having a dye-sensitized solar cell, characterized in that the transparent adhesive layer is formed on one surface attached to the substrate of the counter electrode.
청구항 6에 있어서,
상기 충격흡수용 구조물은 충격 흡수가 가능한 탄성소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
The method of claim 6,
The shock absorbing structure is a sunroof of a vehicle having a dye-sensitized solar cell, characterized in that made of an elastic material capable of absorbing shock.
청구항 1에 있어서,
상기 박막형 투명기판은 가시광선 투과율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
The method according to claim 1,
The thin film-type transparent substrate is a sunroof of an automobile having a dye-sensitized solar cell, characterized in that the visible light transmittance of 80% or more.
청구항 1에 있어서,
상기 박막형 투명기판은 0.7㎜ 이하의 두께는 갖는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 갖는 자동차의 선루프.
The method according to claim 1,
The thin-film transparent substrate is a sunroof of an automobile having a dye-sensitized solar cell, characterized in that it has a thickness of 0.7mm or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101534971B1 (en) * 2013-12-19 2015-07-07 현대자동차주식회사 A method for making curved surface of dye sensitize solar cell applied for motors
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