KR20170006135A - Electeode laminate comprising corrosion inhibiting layer, and dye-sensitized solar cell compising the same - Google Patents

Electeode laminate comprising corrosion inhibiting layer, and dye-sensitized solar cell compising the same Download PDF

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KR20170006135A
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박태호
강경호
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an electrode laminate which comprises: a metal substrate; a corrosion prevention layer positioned on the metal substrate, and including a complex including a carbon material and a polymer compound; and a catalyst layer positioned on the corrosion prevention layer. The electrode laminate is manufactured by using conductive metal like stainless steel or the like which includes the corrosion prevention layer instead of using an electrode of an FTO or the like, thereby reducing costs, and increasing long-term stability by preventing corrosion caused by an electrolyte. In addition, the electrode laminate can be applied to a dye-sensitized solar cell to improve durability, and can be applied to a flexible device.

Description

부식방지층을 포함하는 전극 적층체, 그를 포함하는 염료감응 태양전지 {ELECTEODE LAMINATE COMPRISING CORROSION INHIBITING LAYER, AND DYE-SENSITIZED SOLAR CELL COMPISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dye-sensitized solar cell and a dye-sensitized solar cell including the dye-sensitized solar cell. 2. The dye-sensitized solar cell according to claim 1,

본 발명은 전극 적층체 및 그를 포함하는 염료감응 태양전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부식방지층을 포함하는 전극 적층체와 그를 상대전극으로 포함하는 염료감응 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode laminate and a dye-sensitized solar cell including the electrode laminate, and more particularly, to an electrode laminate including a corrosion inhibiting layer and a dye-sensitized solar cell including the electrode laminate as a counter electrode.

재생 에너지 자원은 증가하는 에너지 수요, 화석 연료의 부족 및 친환경적 에너지 자원에 대한 관심 증가로 인하여 지대한 관심을 받고 있다. 다양한 재생 에너지 중에서도, 태양 에너지는 무한한 에너지원으로 태양광선을 이용할 수 있기 때문에 좋은 후보로 여겨져 왔다. Renewable energy resources are of great interest because of growing demand for energy, a lack of fossil fuels, and increased interest in environmentally friendly energy resources. Among the various renewable energies, solar energy has been regarded as a good candidate because it can use sunlight as an infinite energy source.

염료감응 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell)는 산화-환원 전해질로 구성되어 있으며 표면에 화학적으로 흡착된 염료 분자가 태양빛을 받아 전자를 방출함으로써 전기를 생산하는 전지이다. 염료감응 태양전지는 특정 염료를 흡착한 나노입자로 이루어진 광전극과 상대 전극 사이에 전해질을 채운 간단한 구조로 되어 있다. 유리기판을 통과한 태양광은 염료와 만나는데, 이때 염료는 전자를 생성한다. 생성된 전자는 나노입자를 따라 투명전극으로 흐르게 되는데, 이것이 전기를 만들게 되는 것이다. 염료로는 일반적으로 다양한 무기물 및 유기물이 사용되고 있다. 전해질은 전자를 배출한 염료에 다시 전자를 생성시켜주는 역할을 담당한다.Dye-sensitized solar cells are composed of oxidation-reduction electrolytes, and the dye molecules chemically adsorbed on the surface absorb the sunlight to emit electrons to produce electricity. The dye-sensitized solar cell has a simple structure in which an electrolyte is filled between a photoelectrode made of nanoparticles adsorbing a specific dye and a counter electrode. The sunlight passing through the glass substrate meets the dye, where the dye produces electrons. The generated electrons flow along the nanoparticles to the transparent electrode, which makes electricity. Various inorganic and organic materials are generally used as dyes. Electrolytes are responsible for the generation of electrons in the dyes that emit electrons.

구체적으로, 염료감응 태양전지는 제1 전극, 상대전극, 금속산화물, 염료 및 전해질로 구성된다. 상대전극으로 백금을 포함한 불소 도핑 산화주석을 주로 사용하였고, 이는 전해질의 산화-환원 반응과 염료의 재성성에 관여하였다. Specifically, a dye-sensitized solar cell is composed of a first electrode, a counter electrode, a metal oxide, a dye, and an electrolyte. As a counter electrode, platinum-containing fluorine-doped tin oxide was mainly used, which involved oxidation-reduction reaction of the electrolyte and regeneration of the dye.

그러나, 촉매 역할을 하는 백금의 경우 가격이 비싸고, 장기적으로 사용할 시 전해질에 의한 부식으로 이해 안정성이 낮은 문제점이 있었다. 또한, 불소가 도핑된 산화주석의 경우 비용적인 측면에서 경제성이 떨어졌으며, 플렉서블한 특성이 약하고, 물리적 충격에 의해 쉽게 손상되는 문제점이 있었다. 따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 상대전극으로 전도성 금속기판을 이용하려는 시도가 있었으나, 전도성 금속기판 또한 전해질에 의해 부식이 되어 장기적인 안정성 측면에서 문제가 있었다. However, the cost of platinum, which serves as a catalyst, is high, and when used for a long time, there is a problem that the stability of understanding is low due to the corrosion caused by the electrolyte. In addition, in the case of fluorine-doped tin oxide, the cost is inferior in terms of cost, the flexible property is weak, and there is a problem that it is easily damaged by physical impact. Accordingly, there has been an attempt to use a conductive metal substrate as a counter electrode in order to solve such a problem. However, the conductive metal substrate is also corroded by an electrolyte and thus has a problem in terms of long-term stability.

그러므로, 비용적인 측면에서 경제성이 높고, 전해질에 의한 부식이 최소화되며 플렉서블한 특성이 있는 전극의 개발과 이를 이용한 연료감응 태양전지의 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is required to develop an electrode having a high economic efficiency in terms of cost, minimal corrosion caused by an electrolyte and having a flexible property, and development of a fuel-responsive solar cell using the same.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, FTO 등의 전극 대신에 부식방지층이 포함된 스테인리스 스틸 등의 전도성 금속을 사용하여 전극 적층체를 제조함으로써, 비용을 절감하고, 전해질에 의한 부식을 방지하여 장기적인 안정성을 높이는 데 있다. 또한, 플렉서블 염료감응 태양전지 등 플렉서블 소자에 도입할 수 있다.An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method of manufacturing an electrode stacked body using a conductive metal such as stainless steel containing a corrosion inhibiting layer instead of an electrode of FTO to reduce costs, Thereby improving long-term stability. In addition, it can be introduced into a flexible element such as a flexible dye-sensitized solar cell.

본 발명의 하나의 측면에 따르면 금속 기판; 상기 금속 기판 상에 위치하고, 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체를 포함하는 부식방지층; 및 상기 부식방지층 상에 위치하는 촉매층; 을 포함하는 전극 적층체가 제공된다.According to one aspect of the present invention, A corrosion preventing layer disposed on the metal substrate and including a composite including a carbon material and a polymer compound; And a catalyst layer disposed on the corrosion inhibiting layer; Is provided.

상기 금속 기판은 스테인리스 스틸, 니켈, 구리 및 텅스텐 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.The metal substrate may include any one selected from stainless steel, nickel, copper, and tungsten.

상기 부식방지층의 복합체에 포함되는 탄소재료가 5 내지 20wt% 포함하는 포함될 수 있다.The carbon material contained in the composite of the corrosion inhibiting layer may be included in an amount of 5 to 20 wt%.

상기 탄소재료가 카본 블랙, 그래핀, 단일벽 탄소 나노 튜브 및 이중벽 탄소 나노 튜브 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The carbon material may be at least one selected from carbon black, graphene, single wall carbon nanotube, and double wall carbon nanotube.

상기 고분자 화합물이 에폭시 수지일 수 있다.The polymer compound may be an epoxy resin.

상기 촉매층이 탄소재료, 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체; 및 금속재료 중 어느 하나일 수 있다.Wherein the catalyst layer comprises a carbon material, a carbon material and a polymer compound; And a metal material.

상기 탄소재료가 카본 블랙, 그래핀, 단일벽 탄소 나노 튜브 및 이중벽 탄소 나노 튜브 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The carbon material may be at least one selected from carbon black, graphene, single wall carbon nanotube, and double wall carbon nanotube.

상기 고분자 화합물이 에폭시 수지일 수 있다.The polymer compound may be an epoxy resin.

상기 금속재료가 백금(Pt), 은(Ag) 및 금(Au) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The metal material may be at least one selected from platinum (Pt), silver (Ag), and gold (Au).

상기 촉매층의 복합체에 포함되는 탄소재료가 35 내지 95wt% 포함될 수 있다.35 to 95 wt% of the carbon material contained in the composite of the catalyst layer may be included.

상기 전극 적층체는 상기 부식방지층에 포함되는 탄소재료의 함량이 상기 촉매층에 포함되는 탄소재료의 함량에 비하여 상대적으로 적을 수 있다.The content of the carbon material contained in the corrosion inhibiting layer may be relatively small as compared with the content of the carbon material contained in the catalyst layer.

본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면, 상기 전극 적층체를 상대전극으로 포함하는 염료감응 태양전지가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a dye-sensitized solar cell comprising the electrode stacked body as a counter electrode.

본 발명의 또 다른 하나의 측면에 따르면, (a) 금속 스틸 기판을 준비하는 단계; (b) 상기 금속 기판 상에 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체를 포함하는 부식방지층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 부식방지층 상에 촉매층을 형성하는 단계; 를 포함하는 전극 적층체의 제조방법이 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) preparing a metal steel substrate; (b) forming a corrosion preventive layer on the metal substrate, the composite including a carbon material and a polymer compound; And (c) forming a catalyst layer on the anti-corrosion layer; The electrode assembly includes a first electrode and a second electrode.

단계 b는, (b-1) 탄소재료, 단량체 및 가교제를 혼합한 혼합용액을 준비하는 단계; 및 (b-2) 상기 혼합용액을 상기 금속 기판 상에 코팅하는 단계; 를 포함할 수 있다.Step (b) comprises: (b-1) preparing a mixed solution obtained by mixing a carbon material, a monomer and a crosslinking agent; And (b-2) coating the mixed solution on the metal substrate. . ≪ / RTI >

상기 단량체가 에폭시 단량체일 수 있다.The monomer may be an epoxy monomer.

상기 에폭시 단량체가 하기 구조식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The epoxy monomer may be at least one selected from compounds represented by any one of the following structural formulas (1) to (4).

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

구조식 1에서,In formula 1,

m1은 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.m 1 is the number of repeating units, and each independently is an integer of 1 to 10.

[구조식 2][Structural formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

구조식 2에서,In formula 2,

m2는 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이고,m 2 is the number of repeating units, each independently any one of integers from 1 to 10,

R1은 수소원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이다.R 1 is a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group.

[구조식 3][Structural Formula 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

구조식 3에서,In Structure 3,

m3는 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이고,m 3 is the number of repeating units, each independently any one of integers from 1 to 10,

R2 및 R3은 서로 같거나 다르고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이다.R 2 and R 3 are the same as or different from each other, and R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group.

[구조식 4] [Structural Formula 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

구조식 4에서,In Scheme 4,

m4는 반복단위수이고, 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.m 4 is the number of repeating units, and is an integer of 1 to 10.

상기 가교제가 하기 구조식 5로 표시되는 아민계 화합물일 수 있다.The crosslinking agent may be an amine compound represented by the following structural formula (5).

[구조식 5][Structural Formula 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

구조식 5에서,In Structure 5,

n은 반복단위수이고, 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.n is the number of repeating units, and is an integer of 1 to 10;

본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면, 상기 전극 적층체의 제조방법을 포함하는 염료감응 태양전지의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a dye-sensitized solar cell including the method of manufacturing the electrode laminate.

본 발명은 FTO 등의 전극 대신에 부식방지층이 포함된 스테인리스 스틸 등의 전도성 금속을 사용하여 전극 적층체를 제조함으로써, 비용을 절감하고, 전해질에 의한 부식을 방지하여 장기적인 안정성을 높일 수 있다. 또한, 플렉서블한 성질이 있는 스테인리스 전극을 염료감응 태양전지에 도입하여 플렉서블한 태양전지를 구현할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the electrode laminate is manufactured by using a conductive metal such as stainless steel containing an anti-corrosive layer instead of the electrode such as FTO, thereby reducing costs and preventing erosion by electrolytes, thereby enhancing long-term stability. In addition, a flexible solar cell can be realized by introducing a flexible stainless steel electrode into a dye-sensitized solar cell.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 전극 적층체의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체로 형성된 부식방지층을 도시한 이미지이다.
도 3은 본 발명에 따라 염료감응 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 전극 적층체의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 염료감응 태양전지의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6은 스테인리스 스틸 기판 상에 형성된 부식방지층 단면(a) 및 표면(b) SEM 이미지를 나타낸 것이다.
도 7은 소자실시예 4 및 소자비교예 2의 전압-전류 곡선 분석(a) 및 전기화학적 임피던스 스펙트럼(b) 분석을 나타낸 것이다.
도 8은 소자실시예 1 내지 3의 전압-전류 곡선 분석(a) 및 전기화학적 임피던스 스펙트럼(b) 분석을 나타낸 것이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of an electrode laminate manufactured according to the present invention.
2 is an image showing a corrosion preventing layer formed of a composite containing a carbon material and a polymeric compound.
3 is a cross-sectional view illustrating the structure of a dye-sensitized solar cell according to the present invention.
4 is a flowchart sequentially showing a method of manufacturing the electrode laminate according to the present invention.
5 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing the dye-sensitized solar cell of the present invention.
6 shows an SEM image of a corrosion inhibiting layer formed on a stainless steel substrate in cross-section (a) and surface (b).
7 shows the voltage-current curve analysis (a) and the electrochemical impedance spectrum (b) analysis of the device example 4 and the device comparison example 2.
8 shows the voltage-current curve analysis (a) and the electrochemical impedance spectrum (b) analysis of the device embodiments 1 to 3.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The invention is capable of various modifications and may have various embodiments, and particular embodiments are exemplified and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Furthermore, terms including an ordinal number such as first, second, etc. to be used below can be used to describe various elements, but the constituent elements are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, when an element is referred to as being "formed" or "laminated" on another element, it may be formed or laminated directly on the front surface or one surface of the other element, It will be appreciated that other components may be present in the < / RTI >

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 전극 적층체의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.1 is a schematic cross-sectional view of an electrode laminate of the present invention.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 전극 적층체(100)에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the electrode laminate 100 of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 전극 적층체는 금속 기판(110); 금속 기판(110) 상에 위치하고, 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체를 포함하는 부식방지층(120); 부식방지층(120) 상에 위치하는 촉매층(130); 을 포함한다.The electrode laminate of the present invention includes a metal substrate 110; An anti-corrosion layer (120) on the metal substrate (110) and comprising a composite comprising a carbon material and a polymeric compound; A catalyst layer 130 located on the anti-corrosion layer 120; .

금속 기판(100)은 스테인리스 스틸, 니켈, 구리, 텅스텐 등일 수 있고, 바람직하게는 스테인리스 스틸일 수 있다.The metal substrate 100 may be stainless steel, nickel, copper, tungsten, or the like, and may preferably be stainless steel.

부식방지층(120)의 복합체에 포함되는 탄소재료는 5 내지 20wt% 포함될 수 있다. The carbon material contained in the composite of the anti-corrosion layer 120 is 5 to 20 wt% .

상기 탄소재료는 카본 블랙, 그래핀, 단일벽 탄소 나노 튜브, 이중벽 탄소 나노 튜브 등일 수 있다. 바람직하게는 카본 블랙일 수 있다.The carbon material may be carbon black , graphene, single wall carbon nanotubes, double wall carbon nanotubes, or the like. Preferably, it may be carbon black.

바람직하게는, 상기 고분자 화합물은 에폭시 수지일 수 있다. Preferably, the polymer compound may be an epoxy resin.

촉매층(130)은 탄소재료, 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체 및 금속재료 중 어느 하나일 수 있다.The catalyst layer 130 may be any of a composite material including a carbon material, a carbon material, and a polymer compound, and a metal material.

상기 탄소재료는 카본 블랙, 그래핀, 단일벽 탄소 나노 튜브, 이중벽 탄소 나노 튜브 등일 수 있다. 바람직하게는 카본 블랙일 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 여기에 한정되지 않는다.The carbon material may be carbon black, graphene, single wall carbon nanotubes, double wall carbon nanotubes, or the like. Preferably, it may be carbon black. However, the scope of the present invention is not limited thereto.

상기 고분자 화합물은 에폭시 수지일 수 있다.The polymer compound may be an epoxy resin.

상기 금속재료는 백금(Pt), 은(Ag), 금(Au) 등일 수 있다. 바람직하게는 백금일 수 있으나 본 발명의 범위가 여기에 한정되지 않는다.The metal material may be platinum (Pt), silver (Ag), gold (Au), or the like. Preferably platinum, but the scope of the present invention is not limited thereto.

촉매층(130)의 복합체에 포함되는 탄소재료는 35 내지 95wt% 포함될 수 있다.The carbon material contained in the composite of the catalyst layer 130 may include 35 to 95 wt%.

또한, 상기 전극 적층체는 상기 부식방지층에 포함되는 탄소재료의 함량이 상기 촉매층에 포함되는 탄소재료의 함량에 비하여 상대적으로 적게 포함될 수 있다. In addition, the electrode stack may include a relatively small amount of the carbon material contained in the corrosion inhibiting layer, as compared with the content of the carbon material contained in the catalyst layer.

도 2는 본 발명의 전극 적층체에 포함된 부식방지층의 성분에 대해 개략적으로 나타낸 것이다.2 schematically shows the composition of the corrosion inhibiting layer included in the electrode laminate of the present invention.

도 2에 따르면, 탄소재료로만 구성된 부식방지층 보다 탄소재료에 고분자를 추가로 한 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체를 포함하는 부식방지층은 고분자가 결합력을 높임으로써, 내구성 및 장기 안전성을 향상시켜 스테인리스 스틸 기판의 부식을 효과적으로 방지할 수 있다.According to FIG. 2, the anti-corrosive layer comprising a composite material containing a carbon material and a polymer compound, which is made by adding a polymer to a carbon material rather than a corrosion inhibiting layer composed only of a carbon material, improves durability and long- Corrosion of the steel substrate can be effectively prevented.

도 3은 본 발명의 염료감응 태양전지(200)의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.3 is a schematic cross-sectional view of the dye-sensitized solar cell 200 of the present invention.

이하, 도 3을 참조하여 염료감응 태양전지(200)에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the dye-sensitized solar cell 200 will be described with reference to FIG.

본 발명의 염료감응 태양전지는 제1 기판(210); 제1 기판(210) 상에 위치하고, 투명 전도성 산화막을 포함하는 제1 전극층(220); 및 제1 전극층(220) 상에 위치하고, 염료(232)가 흡착된 금속산화물(234)을 포함하는 감광응성 반도체 전극층(230); 을 포함하는 광전극; 상기 광전극과 서로 마주보도록 이격 배치된 상대전극(전극적층체)(100); 상기 광전극과 상기 촉매층(130) 사이에 위치하는 전해질층(240); 을 포함하는 염료감응 태양전지를 제공한다.The dye-sensitized solar cell of the present invention comprises a first substrate (210); A first electrode layer 220 located on the first substrate 210 and including a transparent conductive oxide layer; And a photoconductive semiconductor electrode layer (230) on the first electrode layer (220) and including a metal oxide (234) on which a dye (232) is adsorbed; A photoelectrode; A counter electrode (electrode stack) 100 spaced apart from the photoelectrode so as to face each other; An electrolyte layer 240 positioned between the photoelectrode and the catalyst layer 130; And a dye-sensitized solar cell.

상대전극(100)은 상술한 본 발명의 전극적층체와 동일하며, 금속 기판(110), 부식방지층(120), 및 촉매층(130)을 포함할 수 있다.The counter electrode 100 is the same as the electrode laminate of the present invention described above and may include a metal substrate 110, a corrosion prevention layer 120, and a catalyst layer 130.

도 4는 본 발명의 전극 적층체의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 4 is a flowchart sequentially showing a method of manufacturing the electrode laminate according to the present invention.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 전극 적층체의 제조방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the electrode laminate of the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 금속 기판을 준비한다(단계 a).First, a metal substrate is prepared (step a).

상기 금속 기판은 스테인리스 스틸, 니켈, 구리, 텅스텐 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 스테인리스 스틸을 사용할 수 있다. The metal substrate may be made of stainless steel, nickel, copper, tungsten, or the like. Preferably, stainless steel can be used.

다음으로, 상기 금속 Next, the metal 기판 상에On the substrate 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체를 포함하는  A composite material comprising a carbon material and a polymer compound 부식방지층을The anti-corrosion layer 형성한다(단계 b). (Step b).

상기 고분자 화합물은 에폭시 수지일 수 있다.The polymer compound may be an epoxy resin.

구체적으로, 단계 b는 아래와 같이 두 단계로 나누어 순차적으로 수행될 수 있다.Specifically, step b may be performed sequentially in two steps as follows.

우선, 탄소재료, 단량체 및 가교제를 포함하는 혼합용액을 준비한다(단계 b-1).First, a mixed solution containing a carbon material, a monomer and a crosslinking agent is prepared (step b-1).

상기 단량체는 하기 구조식 1 내지 4로 표시되는 에폭시 단량체일 수 있다.The monomer may be an epoxy monomer represented by the following structural formulas 1 to 4.

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

구조식 1에서,In formula 1,

m1은 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.m 1 is the number of repeating units, and each independently is an integer of 1 to 10.

[구조식 2][Structural formula 2]

Figure pat00007
Figure pat00007

구조식 2에서,In formula 2,

m2는 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이고,m 2 is the number of repeating units, each independently any one of integers from 1 to 10,

R1은 수소원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이다.R 1 is a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group.

[구조식 3][Structural Formula 3]

Figure pat00008
Figure pat00008

구조식 3에서,In Structure 3,

m3는 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이고,m 3 is the number of repeating units, each independently any one of integers from 1 to 10,

R1 및 R2는 서로 같거나 서로 다르고, 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이다.R 1 and R 2 are the same or different and are each independently a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group.

[구조식 4][Structural Formula 4]

Figure pat00009
Figure pat00009

구조식 4에서,In Scheme 4,

m4는 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.m 4 is the number of repeating units, and each independently is an integer of 1 to 10.

상기 가교제가 하기 구조식 5로 표시되는 아민계 가교제일 수 있다.The crosslinking agent may be an amine crosslinking agent represented by the following structural formula (5).

[구조식 5][Structural Formula 5]

Figure pat00010
Figure pat00010

구조식 5에서,In Structure 5,

n은 반복단위수이고, 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.n is the number of repeating units, and is an integer of 1 to 10;

단계 b는, 극성용매를 사용하여 혼합용액을 제조할 수 있으며, 바람직하게는 에탄올을 사용할 수 있다.In step (b), a mixed solution can be prepared using a polar solvent, and preferably ethanol can be used.

다음으로, 상기 혼합용액을 상기 금속 기판 상에 코팅한다(단계 b-2).Next, the mixed solution is coated on the metal substrate (step b-2).

상기 혼합용액은 스프레이 법으로 금속 기판 상에 코팅될 수 있다.The mixed solution may be coated on a metal substrate by spraying.

마지막으로, 상기 Finally, 부식방지층Corrosion-resistant layer 상에  On 촉매층을The catalyst layer 형성한다(단계 c). (Step c).

상기 촉매층은 탄소재료, 고분자 화합물 및 금속재료 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는, 탄소재료, 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체 및 금속재료 중 어느 하나일 수 있다. The catalyst layer may be at least one selected from a carbon material, a polymer compound and a metal material. Preferably, it may be any of a carbon material, a composite material including a carbon material and a high molecular compound, and a metal material.

상기 탄소재료는 카본 블랙, 그래핀, 단일벽 탄소 나노 튜브, 이중벽 탄소 나노 튜브 등일 수 있고, 바람직하게는 카본 블랙일 수 있다.The carbon material may be carbon black, graphene, single wall carbon nanotubes, double wall carbon nanotubes, and the like, preferably carbon black.

상기 고분자 화합물은 에폭시 수지일 수 있다.The polymer compound may be an epoxy resin.

상기 금속재료는 백금(Pt), 은(Ag), 금(Au)등일 수 있다. 바람직하게는 백금일 수 있다.The metal material may be platinum (Pt), silver (Ag), gold (Au), or the like. Preferably platinum.

상기 촉매층의 복합체에 포함되는 탄소재료는 35 내지 95wt% 포함될 수 있다.The carbon material contained in the composite of the catalyst layer may contain 35 to 95 wt%.

상기 촉매층은 에탄올을 용매로 한 탄소재료와 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체를 스프레이 방법을 이용하여 상기 부식방지층 상에 형성시킬 수 있다. 또한, 백금 페이스트를 사용하여 닥터 블레이드 법을 이용해 상기 부식방지층 상에 촉매층을 형성시킬 수 있다.The catalyst layer may be formed on the corrosion inhibiting layer by spraying a composite containing a carbon material containing ethanol as a solvent and a carbon material and a polymer compound. In addition, a catalyst layer can be formed on the corrosion inhibiting layer by using a doctor blade method using a platinum paste.

도 5는 본 발명의 염료감응 태양전지의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 5 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing the dye-sensitized solar cell of the present invention.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 전극 적층체를 상대전극으로 포함하는 염료감응 태양전지의 제조방법을 설명하도록 한다. Hereinafter, a method for manufacturing a dye-sensitized solar cell including the electrode stacked body of the present invention as a counter electrode will be described with reference to FIG.

먼저, 제1 기판을 준비한다(단계 1). First, a first substrate is prepared (step 1).

상기 제1 기판은 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프테레이트(polyethylene naphthalate) 및 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose)등일 수 있다. 바람직하게는 유리를 사용할 수 있다.The first substrate may be glass, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetylcellulose, or the like. Preferably, glass can be used.

다음으로, 상기 제1 Next, the first 기판 상에On the substrate 제1  1st 전극층을The electrode layer 형성한다(단계 2). (Step 2).

상기 제1 전극층은 투명 전도성 산화막일 수 있고, 바람직하게는 산화인듐주석(ITO), 플루오린 도핑된 산화주석(FTO) 산화주석(SnO2), 티타늄산화물(TiO2), 산화아연(ZnO), 알루미늄 도핑 산화아연(Al-doped ZnO), 글래시 카본(glassy carbon)등일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 플루오린 도핑된 산화주석일 수 있다.The first electrode layer may be a transparent conductive oxide film, and preferably indium tin oxide (ITO), fluorine doped tin oxide (FTO) tin oxide (SnO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO) , Al-doped ZnO, glassy carbon, and the like. More preferably, it may be fluorine-doped tin oxide.

이후, 상기 제1 Thereafter, 전극층Electrode layer 상에 염료가 흡착된 금속산화물을 포함하는  Lt; RTI ID = 0.0 > dye-adsorbed < / RTI > 감광응성Photosensitive activity 반도체  semiconductor 전극층을The electrode layer 형성시켜  To form 광전극을The photoelectrode 제조한다(단계 3). (Step 3).

단계 3은 아래와 같이 단계 3-1 내지 단계 3-3의 세 단계로 나누어 순차적으로 수행될 수 있다.Step 3 can be performed sequentially by dividing into three steps of steps 3-1 to 3-3 as follows.

먼저, 제1 전극층 상에 금속산화물을 도포한다(단계 3-1).First, a metal oxide is applied on the first electrode layer (step 3-1).

상기 금속산화물은 티타늄(Ti) 산화물, 스칸듐(Sc) 산화물, 바나듐(V) 산화물, 아연(Zn) 산화물, 갈륨(Ga) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 지르코늄(Zr) 산화물, 니오브(Nb) 산화물, 몰리브덴(Mo) 산화물, 인듐(In) 산화물, 주석(Sn) 산화물, 란탄족 산화물, 텅스텐(W) 산화물, 이리듐(Ir) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물, 스트론듐(Sr) 산화물 및 알루미늄(Al)등일 수 있고, 바람직하게는 티타늄 산화물일 수 있다.The metal oxide may be selected from the group consisting of titanium (Ti) oxide, scandium (Sc) oxide, vanadium (V) oxide, zinc oxide, gallium oxide, yttrium oxide, zirconium oxide, niobium oxide, (Al) oxide, molybdenum (Mo) oxide, indium oxide, tin oxide, lanthanide oxide, tungsten oxide, iridium oxide, magnesium oxide, strontium oxide, Aluminum (Al), and the like, preferably titanium oxide.

상기 금속 산화물은 닥터 블레이드 법으로 제1 전극층 상에 형성될 수 있다.The metal oxide may be formed on the first electrode layer by a doctor blade method.

다음으로, 단계 3-1의 결과물을 열처리를 하여 금속산화물 다공성막을 형성한다(단계 3-2).Next, the resultant product of step 3-1 is heat-treated to form a metal oxide porous film (step 3-2).

상기 열처리는 300 내지 700℃, 바람직하게는 350 내지 650℃, 더욱 바람직하게는 400 내지 600℃의 온도에서 수행될 수 있다.The heat treatment may be performed at a temperature of 300 to 700 ° C, preferably 350 to 650 ° C, more preferably 400 to 600 ° C.

마지막으로, 단계 3-2의 결과물을 염료에 침지시켜 감광응성 반도체 전극층을 형성한다(단계 3-3).Finally, the result of step 3-2 is immersed in a dye to form a photosensitive semiconductor electrode layer (step 3-3).

상기 염료는 루테늄계 염료, 크산텐계 염료, 시아닌계 염료, 안트라퀴논계 염료 및 유기염료 등일 수 있고, 바람직하게는 루테늄 2(4,4-dicarboxy-2,2'-bipyridine), 루테늄 535, 루테늄 535 비스-TBA 및 루테늄 620-1H3TBA 등일 수 있다. 더욱 바람직하게는 루테늄 2(4,4-dicarboxy-2,2'-bipyridine)일 수 있다.The dyes may be ruthenium dyes, xanthene dyes, cyanine dyes, anthraquinone dyes and organic dyes, and preferably 4,4-dicarboxy-2,2'-bipyridine, ruthenium 535, ruthenium 535 bis-TBA and ruthenium 620-1H3TBA. More preferably, it may be 4,4-dicarboxy-2,2'-bipyridine.

상기 침지는 10 내지 24시간, 바람직하게는 12 내지 22시간, 더욱 바람직하게는 14 내지 20시간 동안 수행될 수 있다.The immersion may be carried out for 10 to 24 hours, preferably 12 to 22 hours, more preferably 14 to 20 hours.

다음으로, 상기 전극 Next, 적층체를The laminate 포함하는 상대전극과 상기  And a counter electrode 광전극을The photoelectrode 접합한다(단계 4). (Step 4).

마지막으로, 전해질을 주입한다(단계 5).Finally, electrolyte is injected (step 5).

상기 제1 전극층을 포함하는 제1 기판에 구멍을 뚫고, 상기 구멍에 전해질을 주입할 수 있다.A hole may be formed in the first substrate including the first electrode layer and an electrolyte may be injected into the hole.

상기 전해질층은 n-메틸이미다졸리움 요오드, n-에틸이미다졸리움 요오드, 1-벤질-2-메틸이미다졸리움 요오드, 1-에틸-3-메틸이미다졸리움 요오드, 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 요오드 등일 수 있다.Wherein the electrolyte layer is selected from the group consisting of n-methylimidazolium iodide, n-ethylimidazolium iodide, 1-benzyl-2-methylimidazolium iodide, Methyl imidazolium iodide, and the like.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, this is for illustrative purposes only, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예] [Example]

실시예Example 1 One

하기 화학식 2로 표시되는 에폭시 단량체 및 하기 구조식 5로 표시되는 아민계 가교제를 각각 4:1의 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 제조된 혼합물이 94wt%, 카본 블랙이(Carbon black N234 제품사용, 15nm 직경의 입자) 6wt%가 되도록 에탄올에 혼합하여 혼합용액 1을 제조하였다.An epoxy monomer represented by the following formula 2 and an amine-based crosslinking agent represented by the following formula 5 were mixed at a weight ratio of 4: 1, respectively, to prepare a mixture. The mixed solution 1 was prepared by mixing 94 wt% of the prepared mixture and 6 wt% of carbon black (Carbon black N234 product, 15 nm diameter particles).

상기 혼합용액 1을 스테인리스 스틸 기판(가로 2.7 cm X 세로 1.9 cm X 높이 100㎛) 상에 스프레이 법으로 코팅하여 부식방지층을 형성하였다. The mixed solution 1 was coated on a stainless steel substrate (width 2.7 cm x 1.9 cm x height 100 m) by a spray method to form a corrosion inhibition layer.

하기 화학식 2로 표시되는 에폭시 단량체 및 하기 구조식 5로 표시되는 아민계 가교제를 각각 4:1의 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 제조된 혼합물이 60wt%, 카본 블랙이(Carbon black N234 제품사용, 15nm 직경의 입자) 40wt%가 되도록 에탄올에 혼합하여 혼합용액 2를 제조하였다. 상기 혼합용액 2를 상기 부식방지층 상에 스프레이 법으로 코팅하여 촉매층을 형성시켜 전극 적층체를 제조하였다. An epoxy monomer represented by the following formula 2 and an amine-based crosslinking agent represented by the following formula 5 were mixed at a weight ratio of 4: 1, respectively, to prepare a mixture. The mixed solution 2 was prepared by mixing 60 wt% of the prepared mixture and 40 wt% of carbon black (Carbon black N234 product, 15 nm diameter particles). The mixed solution 2 was coated on the anti-corrosion layer by a spray method to form a catalyst layer to prepare an electrode laminate.

제조된 전극 적층체의 부식방지층은 카본 블랙 6wt% 및 에폭시 수지 94wt% 를 포함하고, 촉매층은 카본 블랙 40wt% 및 에폭시 수지 60wt%를 포함한다.The anti-corrosive layer of the electrode laminate thus produced contained 6 wt% of carbon black and 94 wt% of epoxy resin, and the catalyst layer contained 40 wt% of carbon black and 60 wt% of epoxy resin.

[화학식 2](2)

Figure pat00011
Figure pat00011

[구조식 5][Structural Formula 5]

Figure pat00012
Figure pat00012

구조식 5에서,In Structure 5,

n은 반복단위수이고, 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.n is the number of repeating units, and is an integer of 1 to 10;

실시예 2Example 2

실시예 1의 혼합용액 2 대신에 상기 화학식 2로 표시되는 에폭시 단량체 및 상기 구조식 5로 표시되는 아민계 가교제를 각각 4:1의 중량비로 혼합하여 제조한 혼합물이 45wt%, 카본 블랙이(Carbon black N234 제품사용, 15nm 직경의 입자) 55wt%가 되도록 에탄올에 혼합한 혼합용액 2-2를 사용하여 촉매층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극 적층체를 제조하였다. The mixture prepared by mixing the epoxy monomer represented by Formula 2 and the amine crosslinking agent represented by Formula 5 in a weight ratio of 4: 1 was used in place of the mixed solution 2 of Example 1, and 45 wt% Except that a catalyst layer was formed by using a mixed solution 2-2 obtained by mixing N234 with ethanol so as to have a particle size of 15 nm (particle diameter: 15 nm).

상기 전극 적층체의 부식방지층은 카본 블랙 6wt% 및 에폭시 수지 94wt% 포함하고, 촉매층은 카본 블랙 55wt% 및 에폭시 수지 45wt%를 포함한다.The corrosion inhibiting layer of the electrode laminate includes 6 wt% of carbon black and 94 wt% of epoxy resin, and the catalyst layer contains 55 wt% of carbon black and 45 wt% of epoxy resin.

실시예 3Example 3

실시예 1의 혼합용액 2 대신에 상기 화학식 2로 표시되는 에폭시 단량체 및 상기 구조식 5로 표시되는 아민계 가교제를 각각 4:1의 중량비로 혼합하여 제조한 혼합물이 14wt%, 카본 블랙이 (Carbon black N234 제품사용, 15nm 직경의 입자) 86wt%가 되도록 에탄올에 혼합한 혼합용액 2-3을 사용하여 촉매층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극 적층체를 제조하였다.Except that 14 wt% of the mixture prepared by mixing the epoxy monomer represented by Formula 2 and the amine crosslinking agent represented by Formula 5 at a weight ratio of 4: 1 was used instead of the mixed solution 2 of Example 1, and carbon black Except that a catalyst layer was formed by using a mixed solution 2-3 mixed with ethanol so as to have a particle size of 15 nm and a particle size of 15 nm (using N234, 86 wt%).

상기 전극 적층체의 부식방지층은 카본 블랙 6wt% 및 에폭시 수지 94wt% 포함하고, 촉매층은 카본 블랙 86wt% 및 에폭시 수지 14wt%를 포함한다.The corrosion inhibiting layer of the electrode laminate contains 6 wt% of carbon black and 94 wt% of epoxy resin, and the catalyst layer contains 86 wt% of carbon black and 14 wt% of epoxy resin.

실시예 4Example 4

실시예 1의 혼합용액 2 대신에 백금 페이스트를 사용하여 백금 촉매층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극 적층체를 제조하였다.An electrode laminate was prepared in the same manner as in Example 1, except that a platinum catalyst layer was formed using platinum paste instead of the mixed solution 2 of Example 1.

상기 전극 적층체의 부식방지층은 카본 블랙 6wt% 및 에폭시 수지 94wt% 포함하고, 촉매층은 백금을 포함한다. The corrosion preventive layer of the electrode laminate includes 6 wt% of carbon black and 94 wt% of epoxy resin, and the catalyst layer contains platinum.

비교예 1Comparative Example 1

백금 페이스트를 FTO가 코팅된 유리기판(기판의 저항이 8Ω/sq) 상에 닥터 블레이드 법으로 코팅하고, 450℃의 온도에서 30분 동안 열처리하여 상기 FTO 상에 백금 촉매층이 형성된 전극 적층체를 제조하였다.The platinum paste was coated on a FTO coated glass substrate (resistance of the substrate is 8? / Sq) by a doctor blade method and heat-treated at a temperature of 450 占 폚 for 30 minutes to produce an electrode laminate having a platinum catalyst layer formed on the FTO Respectively.

비교예Comparative Example 2 2

부식방지층 상에 촉매층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극 적층체를 제조하였다.An electrode laminate was prepared in the same manner as in Example 1, except that the catalyst layer was not formed on the anti-corrosion layer.

상기 전극 적층체의 부식방지층은 카본 블랙 6wt% 및 에폭시 수지 94wt%를 포함한다. The anticorrosion layer of the electrode laminate contains 6 wt% of carbon black and 94 wt% of epoxy resin.

하기 표 1은 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1과 2의 부식방지층 및 촉매층에 포함된 성분 및 함량을 정리한 것이다.Table 1 below summarizes the components and contents contained in the corrosion inhibiting layer and the catalyst layer of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.


구분
division 부식방지층Corrosion-resistant layer 촉매층The catalyst layer 기판종류Substrate type 카본블랙(wt%)Carbon black (wt%) 에폭시수지(wt%)Epoxy resin (wt%) 카본블랙(wt%)Carbon black (wt%) 에폭시수지(wt%)Epoxy resin (wt%) 금속재료Metal material 실시예1Example 1 스테인리스 스틸Stainless steel 66 9494 4040 6060 -- 실시예2Example 2 스테인리스 스틸Stainless steel 66 9494 5555 4545 -- 실시예3Example 3 스테인리스 스틸Stainless steel 66 9494 8686 1414 -- 실시예4Example 4 스테인리스 스틸Stainless steel 66 9494 -- -- 백금platinum 비교예1Comparative Example 1 FTOFTO -- -- -- -- 백금platinum 비교예2Comparative Example 2 스테인리스 스틸Stainless steel 66 9494 -- -- --

소자실시예Device Example 1 One

티타늄 산화물(TiO2, solaronix사 제품)을 플루오린이 도핑된 산화인듐(FTO)이 코팅된 유리기판(기판의 저항이 8Ω/sq)위에 닥터 블레이드 법으로 도포한 후 이를 건조하였다. 이후에, 500℃의 온도에서 열처리하여 TiO2를 포함하는 다공성 막(두께 6㎛)을 유리기판 상에 형성하였다. 아세토니트릴 및 터트-뷰탄올을 혼합(1:1의 부피비)한 혼합물을 용매를 사용하여 0.3mM의 루테늄 2(4,4-디카르복시-2,2'-바이피리딘) 염료 용액을 제조하였고, 염료 용액에 상기 다공성 막이 형성된 유리기판을 18시간 동안 침지시켜 티타늄 산화물 다공성 막에 염료를 흡착시켜 제1 전극 적층체를 제조하였다.Titanium oxide (TiO 2 , manufactured by solaronix) was coated on a glass substrate coated with fluorine-doped indium oxide (FTO) (resistance of the substrate was 8? / Sq) by a doctor blade method and then dried. Thereafter, a porous membrane (thickness 6㎛) containing TiO 2 subjected to heat treatment at a temperature of 500 ℃ was formed on a glass substrate. (Ruthenium 2 (4,4-dicarboxy-2,2'-bipyridine) dye solution was prepared using a solvent mixture of acetonitrile and tert-butanol in a volume ratio of 1: 1, The glass substrate on which the porous film was formed was immersed in the dye solution for 18 hours to adsorb the dye to the titanium oxide porous film to produce the first electrode stacked body.

상기 제1 전극(광전극)과 실시예 1에 따라 제조된 전극 적층체(상대전극)를 60μm-thick-hot-melt spacer(Surlyn®) 밀봉 부재로 밀봉하여 접합하고, 0.75mm의 드릴을 이용하여 제1 전극을 관통하는 구멍을 만들었다. 이어서, 0.03M의 아이오딘(I2), 0.6M의 1-부틸-3-메틸이미다졸리움 아이오다이드(1-butyl-3-methylimidazolium iodide(BMII), 0.1M의 구아니디늄 티오시아네이트(guanidinium thiocyanate), 0.5M의 리튬 아이오다이드(LiI) 및 0.5M의 4-터트-부틸피리딘(4-tert-butylpyridine)을 아세토나이트릴(acetonitrile)과 발레로나이트릴(valeronitrile)가 85:15의 부피비로 혼합된 혼합용매에 용해시켜 전해질 용액을 구멍을 통해 상기 제1 전극과 상기 상대전극 사이에 주입하여 염료감응 태양전지를 제조하였다.The first electrode (photoelectrode) and the electrode laminate (counter electrode) prepared according to Example 1 were sealed and sealed with a 60 μm thick-hot-melt spacer (Surlyn®) sealing member, and a 0.75 mm drill was used Thereby making a hole penetrating the first electrode. Subsequently, a solution of 0.03 M iodine (I 2 ), 0.6 M 1-butyl-3-methylimidazolium iodide (BMII), 0.1 M guanidinium thiocyanate 0.5 mol of lithium iodide (LiI) and 0.5 M of 4-tert-butylpyridine in acetonitrile and valeronitrile in a ratio of 85: 15, and an electrolyte solution was injected through the hole between the first electrode and the counter electrode to prepare a dye-sensitized solar cell.

소자실시예 2Device Example 2

실시예 1의 전극 적층체 대신에 실시예 2의 전극 적층체를 상대전극으로 사용한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 염료감응 태양전지를 제조하였다.A dye-sensitized solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrode laminate of Example 2 was used as a counter electrode in place of the electrode laminate of Example 1.

소자실시예 3Device Embodiment 3

실시예 1의 전극 적층체 대신에 실시예 3의 전극 적층체를 상대전극으로 사용한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 염료감응 태양전지를 제조하였다.A dye-sensitized solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrode laminate of Example 3 was used as a counter electrode in place of the electrode laminate of Example 1.

소자실시예 4Device Example 4

실시예 1의 전극 적층체 대신에 실시예 4의 전극 적층체를 상대전극으로 사용한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 염료감응 태양전지를 제조하였다.A dye-sensitized solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrode laminate of Example 4 was used as a counter electrode instead of the electrode laminate of Example 1.

소자비교예 1Device Comparative Example 1

실시예 1의 전극 적층체 대신에 비교예 1의 전극 적층체를 상대전극으로 사용한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 염료감응 태양전지를 제조하였다.A dye-sensitized solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrode laminate of Comparative Example 1 was used as a counter electrode in place of the electrode laminate of Example 1.

소자비교예 2Device Comparative Example 2

실시예 1의 전극 적층체 대신에 비교예 2의 전극 적층체를 상대전극으로 사용한 것을 제외하고는 소자실시예 1과 동일한 방법으로 염료감응 태양전지를 제조하였다.A dye-sensitized solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrode laminate of Comparative Example 2 was used as a counter electrode in place of the electrode laminate of Example 1.

[시험예][Test Example]

시험예 1: 탄소재료 함량에 따른 부식방지층의 특성 분석Test Example 1: Characterization of the corrosion inhibiting layer according to the carbon material content

도 6은 탄소재료 함량에 따른 부식방지층의 단면(a) 및 표면(b)의 SEM 이미지를 비교하여 나타낸 것이다. Fig. 6 shows a comparison of the SEM images of the cross-section (a) and the surface (b) of the corrosion inhibition layer according to the carbon material content.

부식방지층에 포함된 탄소재료의 함량에 따른 차이를 분석하기 위해, 스테인리스 스틸 기판 상에 카본 블랙의 함량을 달리한 부식방지층을 포함하는 적층체 1 내지 4를 제조하였다. 적층체 1 내지 4의 부식방지층에 포함된 카본 블랙 및 에폭시 수지의 함량과 두께는 하기 표 2에 정리하여 나타내었다.In order to analyze the difference depending on the content of the carbon material contained in the corrosion inhibiting layer, the laminate 1 to 4 including the corrosion inhibiting layer having different contents of carbon black on the stainless steel substrate was prepared. The contents and thicknesses of the carbon black and the epoxy resin contained in the corrosion preventive layer of the laminate 1 to 4 are shown in Table 2 below.

구분division 카본 블랙(wt%)Carbon black (wt%) 에폭시수지(wt%)Epoxy resin (wt%) 두께(㎛)Thickness (㎛) 적층체 1The laminate 1 33 9797 2.42.4 적층체 2The laminate 2 66 9494 2.42.4 적층체 3The laminate 3 1212 8888 2.52.5 적층체 4The laminate 4 2020 8080 2.52.5

도 6 및 표 2에 따르면, 적층체 1 내지 4의 부식방지층 두께가 거의 비슷한 것을 확인할 수 있었다. 그러므로, 부식방지층에 포함된 카본블랙의 함량에 따른 두께의 차이는 거의 없는 것으로 판단된다.6 and Table 2, it was confirmed that the thicknesses of the anticorrosion layers of the multilayer bodies 1 to 4 were almost the same. Therefore, it is judged that there is almost no difference in thickness depending on the content of carbon black contained in the corrosion inhibiting layer.

또한, 적층체 1 내지 4의 부식방지층의 표면에 카본 블랙 입자가 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었으며, 부식방지층에 6wt% 이상의 카본 블랙을 함유하면 3D 가교된 에폭시 수지에 기인한 카본 블랙 간의 수직 연결성(vertical interconnectivity)이 우수하여 카본 블랙이 더 고르게 분산되는 것을 알 수 있었다.It was also confirmed that carbon black particles were dispersed on the surface of the anti-corrosion layer of the laminate 1 to 4. When the corrosion inhibition layer contained carbon black of 6 wt% or more, the vertical connectivity between the carbon blacks due to the 3D crosslinked epoxy resin vertical interconnectivity, and thus carbon black was more uniformly dispersed.

또한, 하기 표 3은 탄소재료 함량에 따른 부식방지층의 전기 전도도와 관련된 특성을 정리하여 나타낸 것이다.In addition, Table 3 summarizes the characteristics related to the electric conductivity of the corrosion inhibiting layer according to the carbon material content.

구분division 카본 블랙(wt%)Carbon black (wt%) 에폭시 수지(wt%)Epoxy resin (wt%) 측정저항(Ω)Measuring Resistance (Ω) 면저항(Ω/sq.)Sheet resistance (Ω / sq.) 전도도(s/cm)Conductivity (s / cm) 적층체 1The laminate 1 33 9797 11,30011,300 51,00051,000 0.0810.081 적층체 2The laminate 2 66 9494 1,1001,100 4,9004,900 0.850.85 적층체 3The laminate 3 1212 8888 930930 4,2004,200 0.960.96 적층체 4The laminate 4 2020 8080 930930 4,2004,200 0.960.96

표 3에 따르면, 적층체 1의 부식방지층의 전기 전도도가 0.081s/cm으로 가장 낮고, 적층체 3 및 4의 부식방지층 전기 전도도가 0.96s/cm로 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로, 부식방지층에 포함된 카본 블랙의 함량이 높을수록 부식방지층의 전기 전도도가 높은 것을 알 수 있었다. 이는 카본 블랙이 전도성을 지닌 물질이기 때문인 것으로 판단된다.According to Table 3, it was confirmed that the corrosion resistance layer of the laminate 1 had the lowest electric conductivity of 0.081 s / cm and the corrosion resistance layer of the laminate 3 and 4 had the highest electric conductivity of 0.96 s / cm. As a result, it was found that the higher the content of carbon black contained in the corrosion inhibiting layer, the higher the electric conductivity of the corrosion inhibiting layer. This is because carbon black is a conductive material.

따라서, 부식방지층에 포함된 카본 블랙의 함량이 높을수록 물성 및 전기 전도도가 향상될 수 있다. 그러나, 부식방지층에 포함된 에폭시 수지의 함량이 적으면 부식 방지 효과가 낮아질 수 있다. 그러므로 물성, 전기 전도도 및 부식 방지 효과 등을 고려하여 부식방지층에 포함된 탄소재료와 에폭시 수지의 조성비를 조절해야 하는 것으로 판단된다. 이에 따라, 부식방지층에 포함된 카본 블랙의 함량은 6wt% 내외로 조절하는 것이 가장 적절한 것으로 판단된다.Therefore, the higher the content of the carbon black contained in the corrosion inhibiting layer, the more the physical properties and electrical conductivity can be improved. However, if the content of the epoxy resin contained in the corrosion inhibiting layer is small, the corrosion inhibiting effect may be lowered. Therefore, it is considered that the composition ratio of the carbon material and the epoxy resin contained in the corrosion inhibiting layer should be controlled in consideration of the physical properties, the electric conductivity and the corrosion prevention effect. Accordingly, it is considered that it is most appropriate to control the content of carbon black contained in the corrosion inhibiting layer to about 6 wt%.

시험예 2: 부식방지층의 부식 방지 효과 분석Test Example 2: Corrosion prevention effect analysis of corrosion prevention layer

시험예 1의 적층체 2와 부식방지층이 형성되지 않는 스테인리스 스틸 기판을 이용하여 부식방지층의 부식방지 효과를 알아보았다.The corrosion preventive effect of the corrosion preventing layer was examined using the laminate 2 of Test Example 1 and the stainless steel substrate on which the corrosion preventing layer was not formed.

구체적으로, 상기 적층체 2와, 부식방지층을 포함하지 않는 스테인리스 스틸 기판을 0.03M iodine과 첨가제(t-butyl pyridine (tBP) 및 lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI))을 포함하는 전해질에 30일 동안 침지하여 표면 상태를 관찰하였다.Specifically, the above-mentioned laminate 2 and a stainless steel substrate not containing a corrosion inhibiting layer were immersed in an electrolyte containing 0.03M iodine and additives (t-butyl pyridine (tBP) and lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) And the surface state was observed.

부식방지층을 포함하지 않는 스테인리스 스틸 기판의 표면은 색이 점점 갈색으로 변하면서 부식이 진행된 것을 확인할 수 있었으나, 이에 반해, 적층체 2는 부식이 거의 일어나지 않아 표면의 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다. It was confirmed that the surface of the stainless steel substrate not containing the corrosion inhibition layer was gradually changed in color and the corrosion progressed. On the other hand, it was confirmed that there was no change in the surface of the laminate 2 due to almost no corrosion.

따라서, 본 발명의 부식방지층이 스테인리스 스틸 기판의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the corrosion inhibiting layer of the present invention can effectively prevent the corrosion of the stainless steel substrate.

시험예 3: 부식방지층 상의 촉매층 유무에 따른 소자 특성 분석Test Example 3: Characteristic analysis of the anti-corrosion layer with and without catalyst layer

도 7의 (a)는 소자실시예 4 및 소자비교예 2의 염료감응 태양전지의 전류-전압(J-V) 특성을 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 소자실시예 4 및 소자비교예 2의 전기화학적 임피던스 스펙트럼을 나타낸 것이다. 또한, 도 7에 따른 결과를 표 4에 정리하였다.7A shows the current-voltage (JV) characteristics of the dye-sensitized solar cell of the device example 4 and the device comparative example 2. FIG. 7B shows the characteristics of the device example 4 and the device comparative example 2 The electrochemical impedance spectrum is shown. The results of FIG. 7 are summarized in Table 4.

구분division 촉매저항(cm2)Catalyst resistance (cm 2 ) 개방전압(V)Open-circuit voltage (V) 단락전류(mA/cm2)Short circuit current (mA / cm 2 ) 충진계수(%)Filling Factor (%) 광전변환효율(%)Photoelectric conversion efficiency (%) 소자실시예 4Device Example 4 4040 0.700.70 17.717.7 59.459.4 7.37.3 소자비교예 2Device Comparative Example 2 10,50010,500 0.700.70 5.55.5 59.459.4 0.430.43

도 7 및 표 4에 따르면, 소자실시예 4의 전류-전압 특성이 소자비교예 2 보다 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이는 소자비교예 2의 부식방지층은 카본 블랙과 I3 -간의 불충분한 접촉 면적으로 인해 부식방지층과 촉매층의 역할을 동시에 할 수 없기 때문인 것으로 판단된다. 소자실시예 4의 우수한 전류-전압 특성은 백금 촉매층에서 스테인리스 스틸 기판으로 부식방지층의 상호 연결된 탄소재료들을 통해 전자가 효과적으로 이동하기 때문인 것으로 판단된다. 그러므로 절연체인 고분자 복합체 내에서 전도성이 있는 카본 블랙 입자들이 서로 긴밀하게 연결되고 에너지 레벨 측면에서도 저항 접촉(ohmic contact)을 만들어 전하를 효율적으로 전달하는 것으로 판단된다.7 and Table 4, it was confirmed that the current-voltage characteristic of the fourth embodiment is superior to that of the second comparative example. This is because the corrosion inhibiting layer of Comparative Example 2 is not able to simultaneously serve as a corrosion preventing layer and a catalyst layer due to insufficient contact area between carbon black and I 3 - . It is believed that the excellent current-voltage characteristics of the device Embodiment 4 are due to the effective transfer of electrons through the carbon materials interconnected with the corrosion-resistant layer by the stainless steel substrate in the platinum catalyst layer. Therefore, it is judged that conductive carbon black particles in an insulator polymer complex are tightly connected to each other, and also in terms of energy level, they make ohmic contact and efficiently transfer charge.

또한, 소자실시예 4의 임피던스 스펙트럼에서 두 개의 반원 형태의 그래프가 나타났다. 이는 전해질과 백금 사이 계면 및 백금과 카본 블랙 사이 계면이 존재하기 때문인 것으로 판단된다. 구체적으로, 높은 주파수에서 작은 반원이 나타났고, 낮은 주파수에서 큰 반원이 나타난 것을 확인할 수 있었다. 이는 각각 백금 촉매층과 카본블랙 사이 계면에서 전자 이동과 백금 촉매층과 전해질 사이 계면에서 산화환원 반응에 기인한 것으로 판단된다. 반면에, 소자비교예 2는 하나의 큰 반원만 나타났다. 이는 전해질과 카본 블랙 사이 계면에 의한 것으로 판단된다. 큰 촉매 저항값은 부식방지층과 전해질 사이 계면에서 촉매적 특성(catalytic properties)이 낮은 것을 의미한다. 촉매층은 전해질과 카본 블랙 사이 계면에서 표면 면적을 넓혀주기 때문에, 촉매층을 포함하지 않는 소자비교예 2의 광전기적 성능이 낮은 것으로 판단된다. In the impedance spectrum of the fourth embodiment, two semicircular graphs are shown. This is because the interface between the electrolyte and the platinum and the interface between the platinum and the carbon black are present. Specifically, small semicircles appeared at high frequencies, and large semicircles appeared at low frequencies. It is believed that this is due to the electron transfer at the interface between the platinum catalyst layer and the carbon black and the redox reaction at the interface between the platinum catalyst layer and the electrolyte. On the other hand, in the device comparison example 2, only one large class circle appeared. It is believed that this is due to the interface between the electrolyte and the carbon black. A large catalyst resistance value means that the catalytic properties at the interface between the corrosion inhibiting layer and the electrolyte are low. Since the catalyst layer widens the surface area at the interface between the electrolyte and the carbon black, it is judged that the comparative example 2 which does not include the catalyst layer has low photoelectric performance.

따라서, 부식방지층 상에 형성된 촉매층이 형성된 전극을 사용하는 염료감응 태양전지의 광전기적 성능이 더 우수한 것으로 판단된다.Therefore, it is considered that the photoelectric performance of the dye-sensitized solar cell using the electrode having the catalyst layer formed on the anti-corrosion layer is superior.

시험예 4: 카본 블랙 함량에 따른 소자 특성 분석Test Example 4: Analysis of device characteristics according to carbon black content

도 8의 (a)는 소자실시예 1 내지 3, 및 소자비교예 1의 염료감응 태양전지의 전류-전압(J-V) 특성을 나타낸 것이고, 도 8의 (b)는 전기화학적 임피던스 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 8에 따른 결과를 아래의 표 5에 정리하여 나타내었다.FIG. 8A shows the current-voltage (JV) characteristics of the element-sensitive organic EL devices of the element comparison examples 1 to 3 and the element comparison example 1, and FIG. 8B shows the electrochemical impedance spectrum . The results according to FIG. 8 are summarized in Table 5 below.

구분division 촉매저항(cm2)Catalyst resistance (cm 2 ) 개방전압(V)Open-circuit voltage (V) 단락전류(mA/cm2)Short circuit current (mA / cm 2 ) 충진계수(%)Filling Factor (%) 광전변환효율(%)Photoelectric conversion efficiency (%) 소자실시예 1Device Embodiment 1 119119 0.620.62 12.712.7 40.340.3 3.23.2 소자실시예 2Device Example 2 6868 0.640.64 14.814.8 42.742.7 4.04.0 소자실시예 3Device Embodiment 3 4141 0.680.68 14.914.9 60.660.6 6.16.1 소자비교예 1Device Comparative Example 1 -- 0.740.74 15.415.4 62.962.9 7.17.1

도 8 및 표 5에 따르면, 부식방지층 상에 형성된 촉매층의 카본 블랙 함량이 높을수록 소자비교예 1과 유사한 광전기적 파라미터(photovoltaic parameters)가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 부식방지층 상에 형성된 촉매층의 카본 블랙 함량이 증가할수록 전해질과 카본블랙 계면에서 촉매활성이 증가할 것으로 판단된다. 또한, 촉매의 활성이 높을수록 충진계수가 증가하였다. 이러한 결과는 높은 촉매 활성이 광유전자(photoinduced electron)와 I3 -간의 재결합 반응을 최소화하기 때문인 것으로 판단된다.8 and Table 5, it can be seen that photovoltaic parameters similar to those of Comparative Example 1 are exhibited as the carbon black content of the catalyst layer formed on the anti-corrosion layer is higher. As the carbon black content of the catalyst layer formed on the anti-corrosion layer increases, the catalytic activity increases at the interface between the electrolyte and the carbon black. Also, the higher the activity of the catalyst, the higher the packing coefficient. These results suggest that the high catalytic activity minimizes the recombination reaction between photoinduced electron and I 3 - .

또한, 한 개의 반원은 촉매층과 부식방지층에서 카본 블랙간의 저항 접촉(Ohmic contact)을 나타내는 것이다. 전해질과 카본 블랙 계면에서 촉매 활성 (catalytic activity)으로 인해 소자실시예 1의 촉매층의 촉매 저항은 소자비교예 2의 부식방지층의 촉매 저항값보다 더 낮은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 촉매층에 포함된 탄소의 함량이 증가할수록 촉매 저항이 작아졌다. 이에 따라, 촉매층의 카본 블랙의 함량이 높을수록 전해질과 카본 블랙 계면에서 촉매 활성이 우수한 것으로 판단된다.In addition, one semicircle represents the Ohmic contact between the catalyst layer and the carbon black in the anti-corrosion layer. It was confirmed that the catalytic resistance of the catalyst layer of the device example 1 was lower than the catalytic resistance of the corrosion inhibiting layer of the device comparative example 2 due to the catalytic activity at the electrolyte and the carbon black interface. Also, as the content of carbon contained in the catalyst layer increased, the catalyst resistance decreased. Accordingly, it is considered that the higher the content of carbon black in the catalyst layer, the better the catalytic activity at the interface between the electrolyte and the carbon black.

따라서, 부식방지층 상에 카본 블랙 함량이 높은 촉매층이 형성된 전극을 사용하는 염료감응 태양전지의 광전기(photovoltaic) 성능이 더 우수한 것으로 판단된다. 또한, 소자실시예 3은 소자비교예 1과 유사한 수준의 광전기 성능이 나타나는 것을 알 수 있었다.Therefore, it is considered that the photovoltaic performance of the dye-sensitized solar cell using an electrode having a catalyst layer having a high carbon black content on the anti-corrosion layer is superior. Further, it was found that the device example 3 exhibited a similar photoelectric performance to that of the device comparative example 1. [

이와 같은 결과로, 본 발명의 염료감응 태양전지는 종래의 기술과 유사한 수준의 전지 성능을 유지하면서, 내충격성 및 내구성이 강할 뿐만 아니라, 경제적으로 효율성이 높은 것으로 판단된다.As a result, the dye-sensitized solar cell of the present invention has high impact resistance and durability while maintaining battery performance at a level similar to that of the prior art, and is economically efficient.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is possible.

100: 전극 적층체
110: 스테인리스 스틸 기판
120: 부식방지층
130: 촉매층
200: 염료감응 태양전지
210: 제1 기판
220: 제1 전극층
230: 감광응성 반도체 전극층
240: 전해질100: Electrode laminate
110: Stainless steel substrate
120: Corrosion preventing layer
130: catalyst layer
200: Dye-sensitized solar cell
210: a first substrate
220: first electrode layer
230: Photosensitive semiconductor electrode layer
240: electrolyte

Claims (18)

금속 기판;
상기 금속 기판 상에 위치하고, 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체를 포함하는 부식방지층; 및
상기 부식방지층 상에 위치하는 촉매층; 을
포함하는 전극 적층체.A metal substrate;
A corrosion preventing layer disposed on the metal substrate and including a composite including a carbon material and a polymer compound; And
A catalyst layer disposed on the corrosion inhibiting layer; of
/ RTI > 제1항에 있어서,
상기 금속 기판은 스테인리스 스틸, 니켈, 구리 및 텅스텐 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 1,
Wherein the metal substrate comprises one selected from the group consisting of stainless steel, nickel, copper and tungsten. 제1항에 있어서,
상기 부식방지층의 복합체에 포함되는 탄소재료가 5 내지 20wt% 포함되는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 1,
Wherein the carbon material contained in the composite of the corrosion inhibiting layer is contained in an amount of 5 to 20 wt%. 제1항에 있어서,
상기 탄소재료가 카본 블랙, 그래핀, 단일벽 탄소 나노 튜브 및 이중벽 탄소 나노 튜브 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 1,
Wherein the carbon material is at least one selected from carbon black, graphene, single wall carbon nanotubes, and double wall carbon nanotubes. 제1항에 있어서,
상기 고분자 화합물이 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 1,
Wherein the polymer compound is an epoxy resin. 제1항에 있어서,
상기 촉매층이 탄소재료; 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체; 및 금속재료 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 1,
Wherein the catalyst layer comprises a carbon material; A composite material comprising a carbon material and a polymer compound; And a metallic material. 제6항에 있어서,
상기 탄소재료가 카본 블랙, 그래핀, 단일벽 탄소 나노 튜브 및 이중벽 탄소 나노 튜브 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 6,
Wherein the carbon material is at least one selected from carbon black, graphene, single wall carbon nanotubes, and double wall carbon nanotubes. 제6항에 있어서,
상기 고분자 화합물이 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 6,
Wherein the polymer compound is an epoxy resin. 제6항에 있어서,
상기 금속재료가 백금(Pt), 은(Ag) 및 금(Au)중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 6,
Wherein the metal material is at least one selected from platinum (Pt), silver (Ag), and gold (Au). 제6항에 있어서,
상기 촉매층의 복합체에 포함되는 탄소재료가 35 내지 95wt% 포함되는 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 6,
Wherein the carbon material contained in the complex of the catalyst layer is contained in an amount of 35 to 95 wt%. 제6항에 있어서,
상기 전극 적층체는 상기 부식방지층에 포함되는 탄소재료의 함량이 상기 촉매층에 포함되는 탄소재료의 함량에 비하여 상대적으로 적은 것을 특징으로 하는 전극 적층체.The method according to claim 6,
Wherein the electrode laminate has a content of the carbon material contained in the corrosion inhibiting layer is relatively smaller than a content of the carbon material contained in the catalyst layer. 제1항의 전극 적층체를 상대전극으로 포함하는 염료감응 태양전지.A dye-sensitized solar cell comprising the electrode laminate of claim 1 as a counter electrode. (a) 금속 기판을 준비하는 단계;
(b) 상기 금속 기판 상에 탄소재료 및 고분자 화합물을 포함하는 복합체를 포함하는 부식방지층을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 부식방지층 상에 촉매층을 형성하는 단계; 를
포함하는 전극 적층체의 제조방법.(a) preparing a metal substrate;
(b) forming a corrosion preventive layer on the metal substrate, the composite including a carbon material and a polymer compound; And
(c) forming a catalyst layer on the anti-corrosion layer; To
Wherein the electrode layer is formed on the electrode layer. 제13항에 있어서,
단계 b가,
(b-1) 탄소재료, 단량체 및 가교제를 용매와 혼합하여 혼합용액을 준비하는 단계; 및
(b-2) 상기 혼합용액을 상기 금속 기판 상에 코팅하는 단계; 를 포함하는 전극 적층체의 제조방법.14. The method of claim 13,
Step b,
(b-1) preparing a mixed solution by mixing a carbon material, a monomer and a cross-linking agent with a solvent; And
(b-2) coating the mixed solution on the metal substrate; Wherein the electrode layer is formed on the electrode layer. 제14항에 있어서,
상기 단량체가 에폭시 단량체인 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the monomer is an epoxy monomer. 제15항에 있어서,
상기 에폭시 단량체가 하기 구조식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.
[구조식 1]
Figure pat00013

구조식 1에서,
m1은 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.
[구조식 2]
Figure pat00014

구조식 2에서,
m2는 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이고,
R1은 수소원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이다.
[구조식 3]
Figure pat00015

구조식 3에서,
m3는 반복단위수이고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이고,
R2 및 R3은 서로 같거나 다르고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이다.
[구조식 4]
Figure pat00016

구조식 4에서,
m4는 반복단위수이고, 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.16. The method of claim 15,
Wherein the epoxy monomer is at least one selected from compounds represented by any one of the following structural formulas (1) to (4).
[Structural formula 1]
Figure pat00013

In formula 1,
m 1 is the number of repeating units, and each independently is an integer of 1 to 10.
[Structural formula 2]
Figure pat00014

In formula 2,
m 2 is the number of repeating units, each independently any one of integers from 1 to 10,
R 1 is a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group.
[Structural Formula 3]
Figure pat00015

In Structure 3,
m 3 is the number of repeating units, each independently any one of integers from 1 to 10,
R 2 and R 3 are the same as or different from each other, and R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a C1 to C10 alkyl group.
[Structural Formula 4]
Figure pat00016

In Scheme 4,
m 4 is the number of repeating units, and is an integer of 1 to 10. 제13항에 있어서,
상기 가교제가 하기 구조식 5로 표시되는 아민계 화합물인 것을 특징으로 하는 전극 적층체의 제조방법.
[구조식 5]
Figure pat00017

구조식 5에서,
n은 반복단위수이고, 1 내지 10의 정수 중 어느 하나이다.14. The method of claim 13,
Wherein the crosslinking agent is an amine compound represented by the following structural formula (5).
[Structural Formula 5]
Figure pat00017

In Structure 5,
n is the number of repeating units, and is an integer of 1 to 10; 제13항의 전극 적층체의 제조방법을 포함하는 염료감응 태양전지의 제조방법.14. A method of manufacturing a dye-sensitized solar cell comprising the electrode laminate of claim 13.
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