KR20180017401A - Semi-transparent solar cell having bifacial structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relate to a semitransparent solar cell with a bifacial structure and a manufacturing method thereof. According to the present invention, since a transparent electrode is firstly formed on both sides of a transparent substrate and is sintered at a high temperature, and then an active layer and the like are stacked, the crystallinity of the transparent electrode can be greatly improved. Also, since one solar cell is formed on each surface of the transparent substrate, the solar cell can be uniformly formed.

Description

양면 구조의 반투명 태양전지 및 이의 제조방법{SEMI-TRANSPARENT SOLAR CELL HAVING BIFACIAL STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a semi-

본 발명은 양면 구조의 반투명 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semi-transparent solar cell having a double-sided structure and a method of manufacturing the same.

태양전지는 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 역할을 하며, 이러한 태양전지는 최근 에너지의 수요가 증가함에 따라 널리 이용 및 연구되고 있다.Solar cells convert solar energy into electrical energy, and these solar cells have been widely used and studied as the demand for energy has increased in recent years.

최근에는 태양전지의 효율을 높이기 위해서 탠덤형 태양전지(tandem solar cell)가 개발되고 있다. 탠덤형 태양전지는 다수개의 태양전지 층을 순차적으로 적층된 구조의 태양전지를 의미한다.Recently, a tandem solar cell has been developed to increase the efficiency of the solar cell. The tandem type solar cell means a solar cell having a structure in which a plurality of solar cell layers are sequentially stacked.

한국공개특허 제10-2013-0142802호는 전형적인 탠덤형 태양전지를 개시하고 있다. 도 1은 상기 종래문헌 등에 개시되어 있는 일반적인 탠덤형 태양전지를 도시한 것이다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0142802 discloses a typical tandem type solar cell. FIG. 1 shows a general tandem type solar cell disclosed in the above-mentioned conventional literature.

도 1을 참조하면 종래의 탠덤형 태양전지는 투명기판(Glass/ITO) 위에 각기 다른 파장대의 빛을 흡수하는 층(P3HT:ICBA, LBG polymer:PC71BM) 등이 순차적으로 코팅하여 형성한다. Referring to FIG. 1, a conventional tandem type solar cell is formed by sequentially coating a light absorbing layer (P3HT: ICBA, LBG polymer: PC 71 BM) on a transparent substrate (Glass / ITO).

이 때 중간에 위치한 투명전극(ZnO)의 결정성이 문제가 된다. 투명전극으로 많이 사용되는 산화아연(ZnO) 등은 고온에서 소결해야 결정성이 높아지고, 태양전지 내에서 우수한 전자전달 성능을 보일 수 있다. At this time, crystallinity of the transparent electrode (ZnO) located in the middle becomes a problem. Zinc oxide (ZnO) or the like, which is often used as a transparent electrode, must be sintered at a high temperature to increase the crystallinity and exhibit excellent electron transfer performance in a solar cell.

그런데 종래의 탠덤형 태양전지는 각 층을 순차적으로 코팅하여 형성하기 때문에 중간에 위치한 투명전극(ZnO)을 고온으로 소결하는 경우 그 아래에 위치하는 활성층(P3HT:ICBA 등)이 제거 또는 피해를 입게 된다. However, since the conventional tandem solar cell is formed by sequentially coating each layer, when the intermediate transparent electrode (ZnO) is sintered at a high temperature, the active layer (P3HT: ICBA, etc.) do.

따라서 종래에는 중간에 위치하는 투명전극(ZnO)을 단순 코팅 및 저온 건조 과정을 통해 형성하였다. 이에 투명전극의 결정이 충분히 형성되지 않아 전자전달 성능이 좋지 않았고, 이는 태양전지 내부의 저항이 높아지는 결과로 이어졌다.Therefore, conventionally, a transparent electrode (ZnO) positioned in the middle is formed through a simple coating and a low-temperature drying process. As a result, the crystal of the transparent electrode was not sufficiently formed and the electron transfer performance was not good, which resulted in an increase in the resistance inside the solar cell.

이외에도 종래의 탠덤형 태양전지는 각 층을 순차적인 용액 공정으로 형성하였으므로 충분히 건조되지 않거나, 핀홀이 생기는 등의 문제가 생겨 태양전지셀을 균일하게 형성하기 어려웠다.In addition, since each layer of the conventional tandem type solar cell is formed by a sequential solution process, it is difficult to form the solar cell uniformly due to a problem such as insufficient drying or pinhole.

한국공개특허 제10-2013-0142802호Korean Patent Publication No. 10-2013-0142802

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양전지를 적층할 때 투명전극의 결정성을 충분히 높일 수 있고, 각 태양전지를 균일하게 형성할 수 있는 방법 및 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and structure capable of sufficiently increasing the crystallinity of a transparent electrode when stacking solar cells and uniformly forming each solar cell .

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object. The objects of the present invention will become more apparent from the following description, which will be realized by means of the appended claims and their combinations.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention may include the following configuration.

본 발명인 양면 구조의 반투명 태양전지는 투명기판, 상기 투명기판의 일면에 위치하고, 제1투명전극, 제1활성층 및 제1상대전극을 포함하는 상부 태양전지셀 및 상기 투명기판의 다른 일면에 위치하고, 제2투명전극, 제2활성층 및 제2상대전극을 포함하는 하부 태양전지셀을 포함할 수 있다.A semitransparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention includes a transparent substrate, an upper solar cell disposed on one side of the transparent substrate, the upper solar cell including a first transparent electrode, a first active layer, and a first counter electrode, And a lower solar cell including a second transparent electrode, a second active layer, and a second counter electrode.

본 발명인 양면 구조의 반투명 태양전지에 있어서, 상기 제1활성층은 가시광선 영역의 광을 흡수하고, 상기 제2활성층은 적외선 영역의 광을 흡수하는 것일 수 있다.In the semi-transparent solar cell of the double-sided structure of the present invention, the first active layer absorbs light in the visible light region, and the second active layer absorbs light in the infrared region.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 상부 태양전지셀 및 상기 하부 태양전지셀은 상기 투명기판보다 적은 면적으로 형성될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the upper solar cell and the lower solar cell may have a smaller area than the transparent substrate.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 제1투명전극 및 상기 제2투명전극은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO), 산화아연(zinc oxide, ZnO), 인듐 도핑된 산화아연(indium doped ZnO, IZO), 알루미늄 도핑된 산화아연(aluminium doped ZnO, AZO), 갈륨 도핑된 산화아연(gallium doped ZnO, GZO), 산화주석(tin oxide) 및 불소 도핑된 산화주석(fluorine doped tin oxide, FTO)으로 구성된 도전성 산화물 중 어느 하나 이상일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first transparent electrode and the second transparent electrode are formed of indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium doped ZnO IZO, aluminum-doped ZnO, gallium-doped ZnO, tin oxide, and fluorine doped tin oxide (FTO) May be any one or more of the conductive oxides.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 제1활성층은 n층(n-type layer) 및 p층(p-type layer)을 포함하고, 상기 n층은 TiO2, ZnO, Nb2O5, 1-(3-메톡시-카르보닐)프로필-1-페닐(6,6)C61(1-(3-methoxy-carbonyl)propyl-1-phenyl(6,6)C61, PCBM) 및 플러렌(C60, C70, C74, C76, C78, C82, C84, C720, C860) 중 어느 하나 이상이며, 상기 p층은 MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2'-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylene vinylene), P3HT(poly(3-hexylthiophene)) 및 MDMOPPV (poly(2-methoxy-5(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylene vinylene)) 중 어느 하나 이상의 전도성 고분자; 또는 페로브스카이트 상에 PTAA(Poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine]), P3HT, spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluorene) 및 ZnPC(Zinc phthalocyanine) 중 어느 하나 이상의 정공 수송 물질이 적층된 것일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first active layer includes an n-type layer and a p-type layer, and the n-layer includes TiO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 , Phenyl- (6,6) C61, PCBM) and fullerene (C60, < RTI ID = 0.0 > Wherein the p-layer is at least one selected from the group consisting of poly [2-methoxy-5- (2'-ethyl-hexyloxy) -1,4 poly (3-hexylthiophene), MDMOPPV (poly (2-methoxy-5) 3 ', 7'-dimethyloctyloxy) -1,4-phenylene vinylene); (PTAA), P3HT, spiro-TAD (2,2 ', 7,7'-Tetrakis (n, n-diphenylamino) -9,9'-spirobifluorene) and Zinc phthalocyanine (ZnPC).

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 제2활성층은 n-p 혼합층(n-p blended layer)을 포함하고, 상기 n-p 혼합층은 PCBM/P3HT, PCBM/MEH-PPV 및 PCBM/MDMOPPV 중 어느 하나 이상일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the second active layer includes an n-p mixed layer, and the n-p mixed layer may be at least one of PCBM / P3HT, PCBM / MEH-PPV and PCBM / MDMOPPV.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 상부 태양전지셀은 다수 개의 상부 단위셀을 포함하고, 상기 다수 개의 상부 단위셀은 상호 직렬 연결되며, 상기 하부 태양전지셀은 다수 개의 하부 단위셀을 포함하고, 상기 다수 개의 하부 단위셀은 상호 직렬 연결될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the upper solar cell includes a plurality of upper unit cells, the plurality of upper unit cells are connected in series, and the lower solar cell includes a plurality of lower unit cells The plurality of lower unit cells may be connected in series.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 상부 태양전지셀 및 상기 하부 태양전지셀 상에 위치하는 소수성의 하드 코팅막을 더 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the solar cell further includes a hydrophobic hard coating layer disposed on the upper solar cell and the lower solar cell.

본 발명인 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법은 (1) 투명기판의 일면에 제1투명전극을 형성하고, 상기 투명기판의 다른 일면에 제2투명전극을 형성하는 단계, (2) 상기 제1투명전극 상에 제1활성층 및 제1상대전극을 적층하여 상부 태양전지셀을 형성하는 단계 및 (3) 상기 제2투명전극 상에 제2활성층 및 제2상대전극을 적층하여 하부 태양전지셀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.(1) forming a first transparent electrode on one surface of a transparent substrate and forming a second transparent electrode on the other surface of the transparent substrate, (2) forming a second transparent electrode on the other surface of the transparent substrate, Forming a top solar cell by laminating a first active layer and a first counter electrode on a transparent electrode, and (3) stacking a second active layer and a second counter electrode on the second transparent electrode, To form a second layer.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 (1) 단계는 (1-1) 투명기판의 일면에 상기 투명기판보다 적은 면적으로 제1투명전극을 코팅하는 단계, (1-2) 상기 제1투명전극이 코팅된 투명기판을 350 ~ 500℃로 소결하는 단계, (1-3) 투명기판의 다른 일면에 상기 투명기판보다 적은 면적으로 제2투명전극을 코팅하는 단계 및 (1-4) 상기 제2투명전극이 코팅된 투명기판을 350 ~ 500℃로 소결하는 단계를 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the step (1) comprises: (1-1) coating a first transparent electrode on one surface of the transparent substrate with a smaller area than the transparent substrate; (1-2) (1-3) coating a second transparent electrode on the other surface of the transparent substrate with a smaller area than the transparent substrate, and (1-4) 2 sintering the transparent substrate coated with the transparent electrode at 350 to 500 ° C.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 (2) 단계는 (2-1) 제1투명전극을 스크라이빙(scribing)하여 다수 개의 제1단위전극을 형성하는 단계, (2-2) 상기 제1단위전극 상에 n층과 p층을 포함하는 제1활성층을 형성하는 단계 및 (2-3) 상기 제1활성층 상에 제1상대전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the step (2) includes the steps of (2-1) scribing the first transparent electrode to form a plurality of first unit electrodes, (2-2) Forming a first active layer including an n-layer and a p-layer on one unit electrode, and (2-3) forming a first counter electrode on the first active layer.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 (2-2) 단계는 상기 제1단위전극 상에 n층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하는 단계 및 상기 n층 상에 p층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하는 단계를 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the step (2-2) comprises: coating an n-layer on the first unit electrode and sintering at 100 to 150 ° C; coating a p-layer on the n- And sintering at 100 to 150 占 폚.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 (3) 단계는 (3-1) 상기 제2투명전극을 스크라이빙(scribing)하여 다수 개의 제2단위전극을 형성하는 단계, (3-2) 상기 제2단위전극 상에 n-p 혼합층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하여 제2활성층을 형성하는 단계 및 (3-3) 상기 제2활성층 상에 제2상대전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the step (3) includes the steps of: (3-1) scribing the second transparent electrode to form a plurality of second unit electrodes; (3-2) Forming a second active layer by coating an np mixed layer on the second unit electrode and sintering at 100 to 150 ° C, and (3-3) forming a second counter electrode on the second active layer. have.

본 발명의 바람직한 구현예는 (4) 상기 상부 태양전지셀 및 상기 하부 태양전지셀 상에 소수성의 하드 코팅막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.A preferred embodiment of the present invention may further include (4) forming a hydrophobic hard coating film on the upper solar cell and the lower solar cell.

본 발명인 양면 구조의 반투명 태양전지 및 그의 제조방법에 따르면, 투명기판의 양면으로 먼저 투명전극을 형성하고 이를 고온으로 소결한 뒤 활성층 등을 적층하므로 투명전극의 결정성을 크게 높일 수 있다. 이에 따라 상기 투명전극의 전자전달 성능이 향상되므로 태양전지의 효율을 높일 수 있다.According to the present invention, a transparent electrode is first formed on both sides of a transparent substrate, sintered at a high temperature, and then an active layer or the like is laminated. Thus, the crystallinity of the transparent electrode can be greatly increased. As a result, the efficiency of electron transfer of the transparent electrode is improved, thereby increasing the efficiency of the solar cell.

또한 본 발명인 양면 구조의 반투명 태양전지 및 그의 제조방법에 따르면, 투명기판의 각 면에 한 개의 태양전지셀을 형성하므로 태양전지셀을 균일하게 형성할 수 있다.Further, according to the semi-transparent solar cell of the double-sided structure of the present invention and the manufacturing method thereof, one solar cell is formed on each side of the transparent substrate, so that the solar cell can be uniformly formed.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above. It should be understood that the effects of the present invention include all reasonably possible effects in the following description.

도 1은 일반적인 탠덤형 태양전지의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지를 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지의 각 구성을 구체적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지의 추가 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지 제조방법 중 투명전극을 제조하는 방법을 구체적으로 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 방법으로 제조된 제1투명전극(a) 및 제2투명전극(b)의 SEM(scanning electron microscope) 분석 결과이다.1 shows a structure of a general tandem type solar cell.
2 schematically shows a semi-transparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semi-transparent solar cell having a double-sided structure according to an embodiment of the present invention.
4 schematically shows a further construction of a semi-transparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention.
5 illustrates a method of fabricating a transparent electrode in a method of fabricating a semi-transparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention.
FIG. 6 is a SEM (scanning electron microscope) analysis result of the first transparent electrode a and the second transparent electrode b manufactured by the method of FIG.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 발명의 요지가 변경되지 않는 한 다양한 형태로 변형될 수 있다. 그러나 본 발명의 권리범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. The embodiments of the present invention can be modified into various forms as long as the gist of the invention is not changed. However, the scope of the present invention is not limited to the following embodiments.

본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되면 공지의 구성 및 기능에 대한 설명은 생략하도록 한다.And if it is determined that the gist of the present invention may be blurred, the description of the known configuration and function will be omitted.

본 명세서에서 "포함"한다는 것은 특별한 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
As used herein, " comprising "means that other elements may be included unless otherwise specified.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지를 상세히 설명한다.Hereinafter, a semitransparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지는 투명기판(30), 상기 투명기판(30)의 일면에 위치하는 상부 태양전지셀(10) 및 상기 투명기판(30)의 다른 일면에 위치하는 하부 태양전지셀(20)을 포함한다.2, a semitransparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention includes a transparent substrate 30, an upper solar cell 10 positioned on one side of the transparent substrate 30, And a lower solar cell 20 located on the other side.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 상부 태양전지셀(10)은 제1투명전극(11), 제1활성층(12) 및 제1상대전극(13)을 포함하고, 상기 하부 태양전지셀(20)은 제2투명전극(21), 제2활성층(22) 및 제2상대전극(23)을 포함한다.3, the upper solar cell 10 includes a first transparent electrode 11, a first active layer 12, and a first counter electrode 13, and the lower solar cell 20, The second transparent electrode 21, the second active layer 22, and the second counter electrode 23, as shown in FIG.

본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지에 있어서, 상기 상부 태양전지셀(10) 및 상기 하부 태양전지셀(20)은 상기 투명기판(30)보다 적은 면적으로 상기 투명기판(30)의 양면에 형성될 수 있다. 이는 상부 태양전지셀(10)의 제1투명전극(11)과 하부 태양전지셀(20)의 제2투명전극(21)이 접촉하여 쇼트(short)가 생기는 것을 방지하기 위함이다.The upper solar cell 10 and the lower solar cell 20 may be formed on both surfaces of the transparent substrate 30 with a smaller area than the transparent substrate 30 in the semi-transparent solar cell of the double- . This is to prevent a short between the first transparent electrode 11 of the upper solar cell 10 and the second transparent electrode 21 of the lower solar cell 20.

상기 투명기판(30)은 태양전지의 투과도를 저하시키지 않도록 투광성 물질로 만들어진 것을 사용할 수 있다. 상기 투광성 물질은 유리 등의 무기 물질 또는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰 또는 이들의 조합과 같은 유기 물질일 수 있다.The transparent substrate 30 may be made of a light transmitting material so as not to lower the transmittance of the solar cell. The light transmitting material may be an inorganic material such as glass or an organic material such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polyethersulfone or a combination thereof.

상기 제1투명전극(11) 및 상기 제2투명전극(21)은 광투과율이 높고 전기전도성이 양호한 물질로 형성할 수 있다. 바람직하게는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO), 산화아연(zinc oxide, ZnO), 인듐 도핑된 산화아연(indium doped ZnO, IZO), 알루미늄 도핑된 산화아연(aluminium doped ZnO, AZO), 갈륨 도핑된 산화아연(gallium doped ZnO, GZO), 산화주석(tin oxide) 및 불소 도핑된 산화주석(fluorine doped tin oxide, FTO)으로 구성된 도전성 산화물 중 어느 하나 이상으로 형성할 수 있다.The first transparent electrode 11 and the second transparent electrode 21 may be formed of a material having high light transmittance and good electrical conductivity. Preferably indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium doped ZnO (IZO), aluminum doped ZnO (AZO), gallium A conductive oxide composed of doped gallium doped ZnO (GZO), tin oxide, and fluorine doped tin oxide (FTO) can be formed.

본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지 제조방법에 따르면 종래와 달리 상기 제1투명전극 및 상기 제2투명전극의 결정성을 충분히 높일 수 있다. 이에 따라 상기 제1투명전극 및 상기 제2투명전극의 전자전달 성능이 향상되고 결과적으로 태양전지의 효율이 높아진다. 이의 구체적인 방법은 후술한다.According to the method of manufacturing a semi-transparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention, the crystallinity of the first transparent electrode and the second transparent electrode can be sufficiently increased unlike the conventional method. As a result, the electron transfer performance of the first transparent electrode and the second transparent electrode is improved, and as a result, the efficiency of the solar cell is increased. A specific method thereof will be described later.

상기 제1활성층(12)은 가시광선 영역의 광을 흡수하는 구성으로 n층(n-type layer, 12a) 및 p층(p-type layer, 12b)을 포함한다.The first active layer 12 includes an n-type layer 12a and a p-type layer 12b, which absorb light in the visible light region.

상기 n층(12a)은 TiO2, ZnO, Nb2O5, 1-(3-메톡시-카르보닐)프로필-1-페닐(6,6)C61(1-(3-methoxy-carbonyl)propyl-1-phenyl(6,6)C61, PCBM) 및 플러렌(C60, C70, C74, C76, C78, C82, C84, C720, C860) 중 어느 하나 이상일 수 있다.The n-layer 12a may be formed of TiO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 , 1- (3-methoxy-carbonyl) propyl- -1-phenyl (6,6) C61, PCBM) and fullerene (C60, C70, C74, C76, C78, C82, C84, C720, C860).

상기 p층(12b)은 MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2'-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylene vinylene), P3HT(poly(3-hexylthiophene)) 및 MDMOPPV (poly(2-methoxy-5(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylene vinylene)) 중 어느 하나 이상의 전도성 고분자; 또는 페로브스카이트 상에 PTAA(Poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine]), P3HT, spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluorene) 및 ZnPC(Zinc phthalocyanine) 중 어느 하나 이상의 정공 수송 물질이 적층된 것일 수 있다.
The p-layer 12b is made of poly (2-methoxy-5- (2'-ethyl-hexyloxy) -1,4-phenylene vinylene), P3HT (poly (3-hexylthiophene) 2-methoxy-5 (3 ', 7'-dimethyloctyloxy) -1,4-phenylene vinylene); (PTAA), P3HT, spiro-TAD (2,2 ', 7,7'-Tetrakis (n, n-diphenylamino) -9,9'-spirobifluorene) and Zinc phthalocyanine (ZnPC).

상기 제1활성층(12)은 위와 같은 소재의 n층(12a) 및 p층(12b)을 포함하므로 반투명한 성질을 갖는다.Since the first active layer 12 includes the n-layer 12a and the p-layer 12b, the first active layer 12 is semitransparent.

상기 제2활성층(22)은 적외선 영역의 광을 흡수하는 구성으로 n-p 혼합층(n-p blended layer)을 포함한다.The second active layer 22 includes an n-p blended layer in a structure for absorbing light in the infrared region.

상기 n-p 혼합층은 PCBM/P3HT, PCBM/MEH-PPV 및 PCBM/MDMOPPV 중 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 제2활성층은 위와 같은 n-p 혼합층을 포함하므로 투명한 성질을 갖는다.The n-p mixed layer may be at least one of PCBM / P3HT, PCBM / MEH-PPV and PCBM / MDMOPPV. Since the second active layer includes the n-p mixed layer as described above, the second active layer has a transparent property.

상기 제1활성층 및 상기 제2활성층이 서로 다른 영역의 광을 흡수한다는 것은 상기 상부 태양전지셀 및 상기 하부 태양전지셀이 서로 다른 영역의 태양광을 전기엔너지로 변환함을 의미한다. 즉, 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지는 활용할 수 있는 빛의 영역이 넓어 우수한 전기 변환 성능을 보인다.The fact that the first active layer and the second active layer absorb light in different regions means that the upper solar cell and the lower solar cell convert sunlight in different regions into electrical energy. That is, the semitransparent solar cell of the double-sided structure according to the present invention exhibits excellent electric conversion performance by broadening the range of available light.

상기 제1상대전극(13) 및 상기 제2상대전극(23)은 이에 한정되지는 않으나 각각 상기 제1활성층 및 상기 제2활성층 상에 금(Au) 또는 은(Ag)을 증착하여 형성할 수 있다.The first counter electrode 13 and the second counter electrode 23 may be formed by depositing gold (Au) or silver (Ag) on the first active layer and the second active layer, respectively, have.

상기 상부 태양전지셀(10)은 다수 개의 상부 단위셀(10')로 구성되고, 상기 상부 단위셀(10')은 상호 직렬 연결된다. 따라서 상기 상부 태양전지셀(10)은 그리드 전극을 포함하지 않을 수 있고, 이에 따라 그리드 전극이 태양전지의 반투명성을 저해하는 문제를 방지할 수 있다.The upper solar cell 10 is composed of a plurality of upper unit cells 10 ', and the upper unit cells 10' are connected to each other in series. Therefore, the upper solar cell 10 may not include the grid electrode, and thus the problem that the grid electrode hinders the solar cell's translucency can be prevented.

상기 하부 태양전지셀(20)은 다수 개의 하부 단위셀(20')로 구성되고, 상기 하부 단위셀(20')은 상호 직렬 연결된다. 따라서 상기 하부 태양전지셀(20) 역시 그리드 전극을 포함하지 않을 수 있고, 이에 따라 그리드 전극이 태양전지의 반투명성을 저해하는 문제를 방지할 수 있다.The lower solar cell 20 is composed of a plurality of lower unit cells 20 ', and the lower unit cells 20' are connected in series. Therefore, the lower solar cell 20 may not include the grid electrode, and thus the problem that the grid electrode hinders the semi-transparency of the solar cell can be prevented.

도 4를 참조하면, 상기 상부 태양전지셀(10)의 제1투명전극 및 제1상대전극, 상기 하부 태양전지셀(20)의 제2투명전극 및 제2상대전극은 전선 연결이 되는데, 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지가 구비된 패키징의 두께 때문에 전선의 두께가 수 ㎛ 이내로 제한된다. 따라서 상기 상부 태양전지셀(10) 및 상기 하부 태양전지셀(20)에 연결되는 전선으로 FPCB(flexible printed circuit board)와 같은 필름 타입의 전선(40)을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.Referring to FIG. 4, the first transparent electrode and the first counter electrode of the upper solar cell 10, the second transparent electrode and the second counter electrode of the lower solar cell 20 are electrically connected to each other. Due to the thickness of the packaging provided with the semi-transparent solar cell of the double-sided structure according to the invention, the thickness of the electric wire is limited to within a few micrometers. Therefore, it is preferable to use a film type electric wire 40 such as a flexible printed circuit board (FPCB) as the electric wire connected to the upper solar cell 10 and the lower solar cell 20. [

본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지는 상기 상부 태양전지셀(10) 및 상기 하부 태양전지셀(20) 상으로 소수성의 하드 코팅막(50)을 더 포함할 수 있다. 태양전지의 내습성을 높이기 위함이다. 상기 하드 코팅막은 테프론(teflon)과 같은 소수성 물질을 수 ㎚ 두께로 코팅하여 형성할 수 있다.
The semitransparent solar cell of the double-sided structure according to the present invention may further include a hydrophobic hard coating layer 50 on the upper solar cell 10 and the lower solar cell 20. It is to increase moisture resistance of solar cell. The hard coating layer may be formed by coating a hydrophobic material such as Teflon to a thickness of several nanometers.

이하, 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법을 상세히 설명한다. 각 구성요소의 소재, 특징 등은 전술하였으므로 이하 중복을 피하기 위해 생략하도록 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a semi-transparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention will be described in detail. Since the material, characteristics, etc. of each component have been described above, they should be omitted in order to avoid duplication.

본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지는 (1) 투명기판의 일면에 제1투명전극을 형성하고, 상기 투명기판의 다른 일면에 제2투명전극을 형성하는 단계 (2) 상기 제1투명전극 상에 제1활성층 및 제1상대전극을 적층하여 상부 태양전지셀을 형성하는 단계 및 (3) 상기 제2투명전극 상에 제2활성층 및 제2상대전극을 적층하여 하부 태양전지셀을 형성하는 단계를 통해 제조할 수 있다.A semi-transparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention includes (1) a first transparent electrode formed on one surface of a transparent substrate, and a second transparent electrode formed on the other surface of the transparent substrate, (2) (3) forming a lower solar cell by stacking a second active layer and a second counter electrode on the second transparent electrode to form a lower solar cell . ≪ / RTI >

종래의 탠덤형 태양전지는 전술한 바와 같이 그 구조 및 제조방법의 제약에 의해 투명전극의 결정이 충분히 형성되지 않아 전자전달 성능이 좋지 않았다. 이에 본 발명의 발명자는 투명기판의 양면으로 상부 태양전지셀 및 하부 태양전지셀이 구비된 구조를 착안하여, 이하와 같은 방법으로 투명전극(제1투명전극 및 제2투명전극)을 형성함으로써 위와 같은 문제점을 해결하였다.As described above, the conventional tandem solar cell has a problem in that the crystal structure of the transparent electrode is not sufficiently formed due to the restriction of the structure and the manufacturing method, and the electron transfer performance is not good. Accordingly, the inventor of the present invention has focused on a structure in which an upper solar cell and a lower solar cell are provided on both sides of a transparent substrate, and by forming transparent electrodes (first transparent electrode and second transparent electrode) in the following manner, The same problem was solved.

도 5는 본 발명에서 투명기판(30)의 양면으로 제1투명전극(11) 및 제2투명전극(21)을 형성하는 방법을 도시한 것이다. 이를 참조하면, 상기 (1) 단계는 투명기판(30)에 산화규소(SiO2)의 보호막(60)을 코팅하고, 약 500℃로 소결하는 단계; (1-1) 보호막(60)이 코팅된 투명기판(30)의 일면에 상기 투명기판(30)보다 적은 면적으로 제1투명전극(11)을 코팅하는 단계, (1-2) 상기 제1투명전극(11)이 코팅된 투명기판을 350 ~ 500℃로 소결하는 단계, (1-3) 보호막(60)이 코팅된 투명기판(30)의 다른 일면에 상기 투명기판(30)보다 적은 면적으로 제2투명전극(21)을 코팅하는 단계 및 (1-4) 상기 제2투명전극(21)이 코팅된 투명기판을 350 ~ 500℃로 소결하는 단계를 포함한다.5 illustrates a method of forming the first transparent electrode 11 and the second transparent electrode 21 on both sides of the transparent substrate 30 according to the present invention. In step (1), the transparent substrate 30 is coated with a protective film 60 of silicon oxide (SiO 2 ) and sintered at about 500 ° C .; (1-1) coating a first transparent electrode 11 on one surface of a transparent substrate 30 coated with a protective film 60 with a smaller area than the transparent substrate 30, (1-2) (1) sintering the transparent substrate 11 coated with the transparent electrode 11 at a temperature of 350 to 500 ° C, (1-3) forming a transparent electrode 11 on the other surface of the transparent substrate 30 coated with the protective film 60 And (1-4) sintering the transparent substrate coated with the second transparent electrode 21 at a temperature of 350 to 500 ° C.

상기 보호막(60)은 산화규소를 소결하여 결정화함으로써 형성할 수 있다. 상기 보호막을 형성함으로써 상기 투명기판의 내구성을 향상시킬 수 있고, 상기 투명기판이 유리 소재인 경우 이로부터 방출되는 나트륨 이온(Na+)을 막아 추후 형성될 투명전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 상기 보호막을 형성하는 방법은 제한되지 않으나 바람직하게는 딥 코팅법으로 형성할 수 있다.The protective film 60 can be formed by sintering silicon oxide to be crystallized. By forming the protective film, the durability of the transparent substrate can be improved, and when the transparent substrate is made of glass, sodium ions (Na < + & gt ; ) released from the transparent substrate can be prevented from damaging the transparent electrode to be formed later. The method for forming the protective film is not limited, but preferably it can be formed by a dip coating method.

상기 (1-1) 단계는 상기 투명기판(30)의 일면에 상기 제1투명전극(11)을 코팅하는 단계이다. 상기 제1투명전극은 상기 투명기판보다 적은 면적으로 코팅할 수 있다. 상기 제1투명전극과 제2투명전극의 접촉을 방지하여 쇼트(short)가 생기는 것을 막기 위함이다. 이를 위해 본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법은 상기 (1-1) 단계를 수행하기 전, 상기 투명기판의 최외곽부(A)에 마스킹(masking)을 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 투명기판의 최외곽부에 마스킹을 한 뒤 스프레이법을 통해 상기 투명기판에 제1투명전극을 코팅함으로써 상기 제1투명전극을 상기 투명기판보다 적은 면적으로 형성할 수 있다.In the step (1-1), the first transparent electrode 11 is coated on one surface of the transparent substrate 30. The first transparent electrode may be coated with a smaller area than the transparent substrate. The first transparent electrode and the second transparent electrode are prevented from coming into contact with each other to prevent a short. To this end, the method for fabricating a semitransparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention further includes masking the outermost portion A of the transparent substrate before performing the step (1-1) . That is, the first transparent electrode is coated on the transparent substrate through spraying after masking the outermost part of the transparent substrate, so that the first transparent electrode can be formed with a smaller area than the transparent substrate.

상기 (1-2) 단계는 상기 마스킹을 제거한 뒤, 상기 제1투명전극이 코팅된 투명기판을 350 ~ 500℃로 소결하여 상기 제1투명전극을 결정화하는 단계이다. 투명기판에 유기물(활성층)을 적층하기 전이므로 종래와 달리 고온 소결이 가능하여 제1투명전극을 충분히 결정화할 수 있다.In the step (1-2), the mask is removed, and the transparent substrate coated with the first transparent electrode is sintered at 350 to 500 ° C to crystallize the first transparent electrode. Since the organic material (active layer) is not laminated on the transparent substrate, high temperature sintering is possible unlike the prior art, so that the first transparent electrode can be sufficiently crystallized.

상기 (1-3) 단계는 상기 투명기판(30)의 다른 일면에 상기 투명기판(30)보다 적은 면적으로 제2투명전극(21)을 코팅하는 단계이다. 마찬가지로 상기 (1-3) 단계를 수행하기 전, 상기 투명기판의 최외곽부(B)에 마스킹을 하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the step (1-3), the second transparent electrode 21 is coated on the other surface of the transparent substrate 30 with a smaller area than the transparent substrate 30. Similarly, masking may be performed on the outermost portion B of the transparent substrate before performing the step (1-3).

상기 (1-4) 단계는 상기 마스킹을 제거한 뒤, 상기 제2투명전극이 코팅된 투명기판을 350 ~ 500℃로 소결하여 상기 제2투명전극을 결정화하는 단계이다. 고온 소결이므로 상기 제2투명전극의 결정이 충분히 형성될 수 있다.In the step (1-4), after the masking is removed, the second transparent electrode is crystallized by sintering the transparent substrate coated with the second transparent electrode at 350 to 500 ° C. Since the sintering is performed at a high temperature, the crystal of the second transparent electrode can be sufficiently formed.

도 5에 도시된 방법으로 상기 투명기판의 양면에 제1투명전극 및 제2투명전극을 형성하였을 때, 상기 제1투명전극 및 제2투명전극에 대한 SEM(scanning electron microscope)분석을 하였다. 그 결과는 도 6과 같다. When a first transparent electrode and a second transparent electrode were formed on both surfaces of the transparent substrate by the method shown in FIG. 5, scanning electron microscope (SEM) analysis was performed on the first transparent electrode and the second transparent electrode. The result is shown in Fig.

도 6을 참조하면, 상기 제1투명전극 및 제2투명전극 모두 70 ~ 500 ㎚의 크기로 결정이 충분히 형성되었음을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 결정성 및 전자전달 성능이 뛰어난 상기 제1투명전극 및 제2투명전극을 형성할 수 있고, 이에 따라 전지 내부의 저항이 낮고 광전 변환 효율이 높은 양면 구조의 반투명 태양전지를 제조할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that both the first transparent electrode and the second transparent electrode have sufficiently formed crystals having a size of 70 to 500 nm. That is, according to the present invention, it is possible to form the first transparent electrode and the second transparent electrode having excellent crystallinity and electron transferring performance, and accordingly, a semi-transparent solar cell having a double-sided structure with low internal resistance and high photoelectric conversion efficiency Can be manufactured.

상기 (2) 단계는 상기 제1투명전극 상에 제1활성층 및 제1상대전극을 적층하여 상부 태양전지셀을 형성하는 단계이다. 구체적으로는 (2-1) 제1투명전극을 스크라이빙(scribing)하여 다수 개의 제1단위전극을 형성하는 단계, (2-2) 상기 제1단위전극 상에 n층과 p층을 포함하는 제1활성층을 형성하는 단계 및 (2-3) 상기 제1활성층 상에 제1상대전극을 형성하는 단계를 포함한다.In the step (2), a first active layer and a first counter electrode are stacked on the first transparent electrode to form an upper solar cell. Specifically, (2-1) scribing a first transparent electrode to form a plurality of first unit electrodes, (2-2) forming a first unit electrode by including an n-layer and a p-layer on the first unit electrode And (2-3) forming a first counter electrode on the first active layer.

상기 (2-1) 단계를 통해 상기 제1투명전극을 스크라이빙하여 다수 개의 제1단위전극으로 패터닝(patterning)하고, 상기 제1단위전극 상으로 제1활성층 및 제1상대전극을 형성함으로써 다수 개의 상부 단위셀로 구성된 상부 태양전지셀을 제조할 수 있다. 상기 스크라이빙은 다양한 방법으로 수행할 수 있으나 바람직하게는 레이저(laser)를 사용하여 수행할 수 있다.The first transparent electrode may be scribed and patterned into a plurality of first unit electrodes through the step (2-1), and the first active layer and the first counter electrode may be formed on the first unit electrode An upper solar cell including a plurality of upper unit cells can be manufactured. The scribing may be performed by various methods, but preferably by using a laser.

상기 (2-2) 단계는 상기 제1단위전극 상으로 제1활성층을 형성하는 단계로서, 구체적으로는 상기 제1단위전극 상에 n층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하여 상기 n층을 결정화하는 단계 및 상기 n층 상에 p층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하여 상기 p층을 결정화하는 단계를 포함한다.In the step (2-2), a first active layer is formed on the first unit electrode. Specifically, n layer is coated on the first unit electrode and sintered at 100 to 150 ° C to form the n layer And crystallizing the p-layer by coating the p-layer on the n-layer and sintering at 100 to 150 ° C.

상기 n층 및 p층의 코팅 방법은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 스크린 인쇄, 잉크젯, 스프레이, 슬롯다이 코터 등의 방법으로 수행할 수 있다. 상기 제1단위전극 상으로 정교하게 인쇄하기 위함이다.The coating method of the n-layer and the p-layer is not particularly limited, but may preferably be performed by screen printing, inkjet, spraying, slot die coater, or the like. So as to print precisely on the first unit electrode.

상기 (2-3) 단계는 상기 제1활성층 상에 금(Au), 은(Ag) 등을 증착하여 제1상대전극을 형성하는 단계이다.In the step (2-3), a first counter electrode is formed by depositing gold (Au), silver (Ag), or the like on the first active layer.

상기 (3) 단계는 상기 제2투명전극 상에 제2활성층 및 제2상대전극을 적층하여 상부 태양전지셀을 형성하는 단계이다. 구체적으로는 (3-1) 상기 제2투명전극을 스크라이빙(scribing)하여 다수 개의 제2단위전극을 형성하는 단계, (3-2) 상기 제2단위전극 상에 n-p 혼합층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하여 제2활성층을 형성하는 단계 및 (3-3) 상기 제2활성층 상에 제2상대전극을 형성하는 단계를 포함한다.In the step (3), a second active layer and a second counter electrode are stacked on the second transparent electrode to form an upper solar cell. Specifically, (3-1) scribing the second transparent electrode to form a plurality of second unit electrodes, (3-2) coating an np mixed layer on the second unit electrode, Sintering at 100 to 150 ° C to form a second active layer; and (3-3) forming a second counter electrode on the second active layer.

상기 (3-1) 단계를 통해 상기 제2투명전극을 스크라이빙하여 다수 개의 제2단위전극으로 패터닝(patterning)하고, 상기 제2단위전극 상으로 제2활성층 및 제2상대전극을 형성함으로써 다수 개의 하부 단위셀로 구성된 하부 태양전지셀을 제조할 수 있다. 상기 스크라이빙은 다양한 방법으로 수행할 수 있으나 바람직하게는 레이저(laser)를 사용하여 수행할 수 있다.The second transparent electrode is scribed and patterned into a plurality of second unit electrodes through the step (3-1), and the second active layer and the second counter electrode are formed on the second unit electrode A lower solar battery cell composed of a plurality of lower unit cells can be manufactured. The scribing may be performed by various methods, but preferably by using a laser.

상기 (3-2) 단계는 상기 제2단위전극 상에 n-p 혼합층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하여 상기 n-p 혼합층을 결정화함으로써 제2활성층을 형성하는 단계이다.In the step (3-2), an n-p mixed layer is coated on the second unit electrode, and the second active layer is formed by crystallizing the n-p mixed layer by sintering at 100 to 150 ° C.

상기 n-p 혼합층의 코팅 방법은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 스크린 인쇄, 잉크젯, 스프레이, 롤-투-롤 등의 방법으로 수행할 수 있다. 상기 제2단위전극 상으로 정교하게 인쇄하기 위함이다.The coating method of the n-p mixed layer is not particularly limited, but may be performed by screen printing, inkjet, spray, roll-to-roll, or the like. So as to print precisely on the second unit electrode.

상기 (3-3) 단계는 상기 제2활성층 상에 금(Au), 은(Ag) 등을 증착하여 제2상대전극을 형성하는 단계이다.In the step (3-3), a second counter electrode is formed by depositing gold (Au), silver (Ag) or the like on the second active layer.

본 발명에 따른 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법은 상기 (3) 단계 이후, 상부 태양전지셀 및 하부 태양전지셀에 필름 타입의 전선을 연결하는 단계 및 상기 상부 태양전지셀 및 상기 하부 태양전지셀 상에 소수성의 하드 코팅막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
A method of fabricating a semi-transparent solar cell having a double-sided structure according to the present invention includes the steps of connecting a film type electric wire to an upper solar cell and a lower solar cell after the step (3) And forming a hydrophobic hard coating film on the cell.

본 발명인 양면 구조의 반투명 태양전지 및 그의 제조방법에 따르면, 투명기판의 양면으로 먼저 투명전극을 형성하고 이를 고온으로 소결한 뒤 활성층 등을 적층하므로 투명전극의 결정성을 크게 높일 수 있다. 이에 따라 상기 투명전극의 전자전달 성능이 향상되므로 태양전지의 효율을 높일 수 있다.According to the present invention, a transparent electrode is first formed on both sides of a transparent substrate, sintered at a high temperature, and then an active layer and the like are stacked, so that the crystallinity of the transparent electrode can be greatly increased. As a result, the efficiency of electron transfer of the transparent electrode is improved, thereby increasing the efficiency of the solar cell.

또한 본 발명인 양면 구조의 반투명 태양전지 및 그의 제조방법에 따르면, 투명기판의 각 면에 한 개의 태양전지셀을 형성하므로 태양전지셀을 균일하게 형성할 수 있다.
Further, according to the semi-transparent solar cell of the double-sided structure of the present invention and the manufacturing method thereof, one solar cell is formed on each side of the transparent substrate, so that the solar cell can be uniformly formed.

이상으로 본 발명의 실험예 및 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실험예 및 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Various modifications and improvements of those skilled in the art are also within the scope of the present invention.

10:상부 태양전지셀 11:제1투명전극
12:제1활성층 12a:n층 12b:p층
13:제1상대전극
20:하부 태양전지셀 21:제2투명전극
22:제2활성층 23:제2상대전극
30:투명기판
40:전선
50:하드 코팅막
60:보호막10: upper solar cell 11: first transparent electrode
12: first active layer 12a: n layer 12b: p layer
13: first counter electrode
20: lower solar cell 21: second transparent electrode
22: second active layer 23: second counter electrode
30: transparent substrate
40: Wires
50: Hard coating film
60: Shield

Claims (14)

투명기판,
상기 투명기판의 일면에 위치하고, 제1투명전극, 제1활성층 및 제1상대전극을 포함하는 상부 태양전지셀 및
상기 투명기판의 다른 일면에 위치하고, 제2투명전극, 제2활성층 및 제2상대전극을 포함하는 하부 태양전지셀을 포함하고,
상기 제1활성층은 가시광선 영역의 광을 흡수하고, 상기 제2활성층은 적외선 영역의 광을 흡수하는 양면 구조의 반투명 태양전지.
Transparent substrate,
An upper solar cell disposed on one side of the transparent substrate and including a first transparent electrode, a first active layer, and a first counter electrode;
And a lower solar cell located on the other surface of the transparent substrate and including a second transparent electrode, a second active layer, and a second counter electrode,
Wherein the first active layer absorbs light in a visible light region and the second active layer absorbs light in an infrared region.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 태양전지셀 및 상기 하부 태양전지셀은 상기 투명기판보다 적은 면적으로 형성되는 양면 구조의 반투명 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the upper solar cell and the lower solar cell are formed with a smaller area than the transparent substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 제1투명전극 및 상기 제2투명전극은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO), 산화아연(zinc oxide, ZnO), 인듐 도핑된 산화아연(indium doped ZnO, IZO), 알루미늄 도핑된 산화아연(aluminium doped ZnO, AZO), 갈륨 도핑된 산화아연(gallium doped ZnO, GZO), 산화주석(tin oxide) 및 불소 도핑된 산화주석(fluorine doped tin oxide, FTO)으로 구성된 도전성 산화물 중 어느 하나 이상인 양면 구조의 반투명 태양전지.
The method according to claim 1,
The first transparent electrode and the second transparent electrode may be formed of indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium doped ZnO (IZO), aluminum doped zinc oxide a conductive oxide composed of aluminum-doped ZnO, AZO, gallium-doped ZnO, tin oxide, and fluorine-doped tin oxide (FTO) Semi-transparent solar cell structure.
제 1 항에 있어서,
상기 제1활성층은 n층(n-type layer) 및 p층(p-type layer)을 포함하고,
상기 n층은 TiO2, ZnO, Nb2O5, 1-(3-메톡시-카르보닐)프로필-1-페닐(6,6)C61(1-(3-methoxy-carbonyl)propyl-1-phenyl(6,6)C61, PCBM) 및 플러렌(C60, C70, C74, C76, C78, C82, C84, C720, C860) 중 어느 하나 이상이며,
상기 p층은 MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2'-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylene vinylene), P3HT(poly(3-hexylthiophene)) 및 MDMOPPV (poly(2-methoxy-5(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylene vinylene)) 중 어느 하나 이상의 전도성 고분자; 또는 페로브스카이트 상에 PTAA(Poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine]), P3HT, spiro-TAD (2,2',7,7'-Tetrakis(n,n-diphenylamino)-9,9'-spirobifluorene) 및 ZnPC(Zinc phthalocyanine) 중 어느 하나 이상의 정공 수송 물질이 적층된 것;인 양면 구조의 반투명 태양전지.
The method according to claim 1,
The first active layer may include an n-type layer and a p-type layer,
The n-layer may be formed of TiO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 , 1- (3-methoxy-carbonyl) propyl-1- phenyl (6,6) C61, PCBM) and fullerene (C60, C70, C74, C76, C78, C82, C84, C720, C860)
The p-layer may be a poly (2-methoxy-5- (2'-ethyl-hexyloxy) -1,4-phenylene vinylene), P3HT (poly (3-hexylthiophene) -5 (3 ', 7'-dimethyloctyloxy) -1,4-phenylene vinylene)); (PTAA), P3HT, spiro-TAD (2,2 ', 7,7'-Tetrakis (n, n-diphenylamino) -9,9'-spirobifluorene) and ZnPC (Zinc phthalocyanine).
제 1 항에 있어서,
상기 제2활성층은 n-p 혼합층(n-p blended layer)을 포함하고,
상기 n-p 혼합층은 PCBM/P3HT, PCBM/MEH-PPV 및 PCBM/MDMOPPV 중 어느 하나 이상인 양면 구조의 반투명 태양전지.
The method according to claim 1,
The second active layer may include an np blended layer,
Wherein the np mixed layer is at least one of PCBM / P3HT, PCBM / MEH-PPV, and PCBM / MDMOPPV.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 태양전지셀은 다수 개의 상부 단위셀을 포함하고, 상기 다수 개의 상부 단위셀은 상호 직렬 연결되며,
상기 하부 태양전지셀은 다수 개의 하부 단위셀을 포함하고, 상기 다수 개의 하부 단위셀은 상호 직렬 연결되는 양면 구조의 반투명 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the upper solar cell includes a plurality of upper unit cells, the plurality of upper unit cells are connected in series,
Wherein the lower solar cell includes a plurality of lower unit cells, and the plurality of lower unit cells are connected in series with each other.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 태양전지셀 및 상기 하부 태양전지셀 상에 위치하는 소수성의 하드 코팅막을 더 포함하는 양면 구조의 반투명 태양전지.
The method according to claim 1,
Further comprising a hydrophobic hard coating layer disposed on the upper solar cell and the lower solar cell.
(1) 투명기판의 일면에 제1투명전극을 형성하고, 상기 투명기판의 다른 일면에 제2투명전극을 형성하는 단계;
(2) 상기 제1투명전극 상에 제1활성층 및 제1상대전극을 적층하여 상부 태양전지셀을 형성하는 단계; 및
(3) 상기 제2투명전극 상에 제2활성층 및 제2상대전극을 적층하여 하부 태양전지셀을 형성하는 단계;를 포함하는 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법.
(1) forming a first transparent electrode on one side of a transparent substrate and forming a second transparent electrode on the other side of the transparent substrate;
(2) stacking a first active layer and a first counter electrode on the first transparent electrode to form an upper solar cell; And
(3) stacking a second active layer and a second counter electrode on the second transparent electrode to form a lower solar cell.
제 8 항에 있어서,
상기 (1) 단계는
(1-1) 투명기판의 일면에 상기 투명기판보다 적은 면적으로 제1투명전극을 코팅하는 단계;
(1-2) 상기 제1투명전극이 코팅된 투명기판을 350 ~ 500℃로 소결하는 단계;
(1-3) 투명기판의 다른 일면에 상기 투명기판보다 적은 면적으로 제2투명전극을 코팅하는 단계; 및
(1-4) 상기 제2투명전극이 코팅된 투명기판을 350 ~ 500℃로 소결하는 단계;를 포함하는 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The step (1)
(1-1) coating a first transparent electrode on one surface of the transparent substrate with a smaller area than the transparent substrate;
(1-2) sintering the transparent substrate coated with the first transparent electrode at 350 to 500 ° C;
(1-3) coating a second transparent electrode on the other surface of the transparent substrate with a smaller area than the transparent substrate; And
(1-4) sintering the transparent substrate coated with the second transparent electrode at 350-500 ° C.
제 8 항에 있어서,
상기 (2) 단계는
(2-1) 제1투명전극을 스크라이빙(scribing)하여 다수 개의 제1단위전극을 형성하는 단계;
(2-2) 상기 제1단위전극 상에 n층과 p층을 포함하는 제1활성층을 형성하는 단계; 및
(2-3) 상기 제1활성층 상에 제1상대전극을 형성하는 단계를 포함하는 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The step (2)
(2-1) scribing the first transparent electrode to form a plurality of first unit electrodes;
(2-2) forming a first active layer including an n-layer and a p-layer on the first unit electrode; And
(2-3) forming a first counter electrode on the first active layer.
제 10 항에 있어서,
상기 (2-2) 단계는
상기 제1단위전극 상에 n층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하는 단계; 및
상기 n층 상에 p층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하는 단계를 포함하는 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법.
11. The method of claim 10,
The step (2-2)
Coating an n-layer on the first unit electrode and sintering at 100 to 150 캜; And
Coating a p-layer on the n-layer, and sintering the resultant at 100 to 150 < 0 > C.
제 8 항에 있어서,
상기 (3) 단계는
(3-1) 상기 제2투명전극을 스크라이빙(scribing)하여 다수 개의 제2단위전극을 형성하는 단계;
(3-2) 상기 제2단위전극 상에 n-p 혼합층을 코팅하고, 100 ~ 150℃로 소결하여 제2활성층을 형성하는 단계; 및
(3-3) 상기 제2활성층 상에 제2상대전극을 형성하는 단계를 포함하는 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The step (3)
(3-1) scribing the second transparent electrode to form a plurality of second unit electrodes;
(3-2) coating an np mixed layer on the second unit electrode and sintering the first unit electrode at 100 to 150 ° C to form a second active layer; And
(3-3) forming a second counter electrode on the second active layer.
제 8 항에 있어서,
상기 제1투명전극 및 상기 제2투명전극은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO), 산화아연(zinc oxide, ZnO), 인듐 도핑된 산화아연(indium doped ZnO, IZO), 알루미늄 도핑된 산화아연(aluminium doped ZnO, AZO), 갈륨 도핑된 산화아연(gallium doped ZnO, GZO), 산화주석(tin oxide) 및 불소 도핑된 산화주석(fluorine doped tin oxide, FTO)으로 구성된 도전성 산화물 중 어느 하나 이상인 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The first transparent electrode and the second transparent electrode may be formed of indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium doped ZnO (IZO), aluminum doped zinc oxide a conductive oxide composed of aluminum-doped ZnO, AZO, gallium-doped ZnO, tin oxide, and fluorine-doped tin oxide (FTO) Method of fabricating semitransparent solar cell of structure.
제 8 항에 있어서,
(4) 상기 상부 태양전지셀 및 상기 하부 태양전지셀 상에 소수성의 하드 코팅막을 형성하는 단계를 더 포함하는 양면 구조의 반투명 태양전지의 제조방법.9. The method of claim 8,
(4) forming a hydrophobic hard coating film on the upper solar cell and the lower solar cell.
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