KR100945742B1 - 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법 - Google Patents

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강철현
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Abstract

본 발명은 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법에 있어서, 종래에는 통상 제1전극에 티탄산화물 나노입자 페이스트를 도포한 후 450 ~ 500℃에서 건조하여 광전극을 제조하였는데, 본 발명에서는 150℃ 이하의 상대적으로 저온에서 광전극을 제조할 수 있는 기술을 제시한다. 본 발명의 저온 제조 특성을 적용하는 경우, 종래의 열처리 온도(약 450 ~ 500℃)를 견디지 못하는 플렉서블한 물성을 갖는 플라스틱 제1전극에도 적용 가능하여 플렉서블한 태양전지를 제조할 수 있다.
또한 본 발명의 방법에 의해 제조된 광전극은 종래의 광전극에 비해 염료의 흡착량이 현저히 증가하며, 전자전달 특성이 향상되고, 제1전극과의 접착성이 우수하게 되어, 염료감응형 태양전지에 적용하는 경우 우수한 전지효율을 나타낸다

Description

염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법{The method for producing of the photo-electrode of dye-sensitized solar cell}
본 발명은 염료감응형 태양전지 광전극의 제조방법에 관한 것으로서, 종래 450 ~ 500℃의 고온에서 제조하는 방법과는 달리, 150℃ 이하의 저온에서 광전극의 제조가 가능할 뿐만 아니라, 본 발명의 방법으로 제조된 광전극을 염료감응형 태양전지에 적용하는 경우 종래보다 우수한 전지효율을 나타낼 수 있는 기술에 관한 것이다.
화석연료의 대량소비에 의한 온난화와 대기오염 등 지구 환경문제와 에너지 문제는 21세기에도 인류의 제일 중요한 과제로 떠오르고 있다. 태양전지는 깨끗하고 무한한 태양에너지를 가장 효율적인 에너지 형태로 직접 변환하기 때문에 지구상 어느 장소에서도 이용 가능하며, 에너지, 환경의 가장 근원적인 해결책이 될 것이로 기대되고 있다.
태양 전지는 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 전지로, 친환경적이고 에너지원이 무한하며 긴 수명을 가지는 장점이 있다. 이러한 태양 전지의 종류로 실리콘 태양 전지, 염료 감응형 태양 전지 등이 있다.
실리콘 태양전지는 에너지 전환 효율은 높지만 고가의 태양전지 제조 장비로 인해 생산비가 많이 드는 문제점이 있다. 이에 따라 에너지 전환 효율은 조금 낮지만 낮은 생산비용을 기대할 수 있는 염료 감응형 태양전지에 대한 연구가 한창 진행 중이다.
염료감응형 태양전지(dye-sensitized solar cell, DSSC)는 스위스의 그래첼 등이 1991년에 개발한 새로운 형태의 광전기화학 태양전지로서, 이러한 종래 염료감응형 태양전지는 제1전극과, 제1전극의 일면에 광감응 염료가 흡착된 다공성 막과, 제1전극의 일면과 일정 간격을 두고 대향 배치되는 제2전극과, 제1, 2전극 사이 공간에 충진되는 전해질을 포함하여 구성된다.
그리고 광감응 염료가 흡착된 다공성 막은 입사된 광에 의해 전자를 생성하며, 생성된 전자는 제1전극으로 이동된다. 즉, 제1전극에 입사된 태양광에 의하여 광감응 염료가 HOMO(Highest occupied Molecular Orbital)에서 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 상태로 들뜨게 되면서 전자가 생성되고, 이렇게 생성된 전자는 제2전극으로 전달되어 외부 회로로 이동하여 전기 에너지를 생성한다. 여기서 전자를 생성한 감광성 염료는 제2전극으로 공급한 전자의 양 만큼 전해질로부터 산화-환원 반응에 의하여 전자를 공급받아 원래의 상태로 돌아가게 된다. 이처럼 전해질은 전자가 부족해진 광감응 염료의 HOMO에 전자를 전달하는 매개체 역할을 수행한다.
여기서 상기 다공성 막은 일반적으로 나노 미터 수준의 평균 입경을 가지는 금속산화물을 포함하여 구성되며, 상기 금속산화물은 티타늄 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물 등으로 구성된다.
또한, 염료감응형 태양전지에서, 광변환효율을 증가시키려면 금속산화물의 표면적이 넓어져야하고 흡착된 광감응 염료의 양이 많아야 한다. 염료의 흡착량을 증가시키려면 금속산화물의 크기가 작아야 하지만, 이 경우, 다공성 막에 형성되는 기공 크기 또한 작아지기 때문에, 전해질의 이동이 원활하지 않게 되는 문제점이 있다.
일반적으로 다공성 막에 기공을 생성시키는 방법은 염료감응 태양전지의 광전극에 사용하는 티탄 산화물 입자와 폴리에틸렌글리콜 등의 고분자 물질을 첨가하여 만든 페이스트를 전도성 유리 기판(제1전극에 해당)에 도포하여 약 450∼500℃에서 열처리하여 고분자 물질을 제거함으로써, 다공성 막을 생성시킨다. 그러나 이러한 방법은 높은 열처리 온도가 요구되며, 해당온도에서 열적으로 안정한 무기물 투명전도성 기판을 사용해야 한다는 제약 때문에 응용분야가 지극히 제한되어 있다.
특히, 최근 태양전지 관련 산업계의 주 관심사 중 하나는 구부릴 수 있는 플렉서블 태양전지의 개발에 있다. 이 경우, 플렉서블한 플라스틱 재질의 투명전극(제1전극)에 티탄산화물 광전극을 도포하여 열처리하여야 하므로, 통상적으로 150℃ 이하의 저온에서 광전극을 제조할 수 있어야, 플라스틱 재질의 투명전극에 열에 의한 변형을 가져오지 않는다. 따라서, 종래의 방법으로는 고온이 요구되므로 플렉서블한 플라스틱 투명전극에 적용하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 고온의 열처리 과정을 거치지 않고 통상의 티탄산화물 페이스트를 이용하여 고온의 열처리 과정이 없이 저온(약 150℃ 이하)에서 광전극을 제작하는 경우, 광전극 층이 기판으로부터 쉽게 떨어지게 되고, 티탄산화물 입자 사이의 연결성이 부족하여 전자전달에 어려움이 있어, 결과적으로 제작된 염료감응형 태양전지는 매우 낮은 광변환 효율을 갖는다.
이에 대한 개선책으로 상업용 저온 페이스트에는 20 nm 크기의 나노입자에 수백나노미터 크기의 거대 티탄산화물 입자를 혼합하여 페이스트를 제조하고, 이를 이용하여 제1 전극을 형성한 선행 발명이 있었다(일본 Pecell사). 상대적으로 커다란 입자를 혼합함으로써 입자 사이의 접착성을 향상시키고, 전자전달을 다소 원활 하게 하였다. 또한, 커다란 입자의 도입으로 인한 산란효과를 얻을 수 있게 되었지만, 티탄산화물 거대입자 투입을 통한 표면적의 감소가 발생하는 단점이 있어, 접착성, 전자전달 및 산란효과 측면에서 최적화된 거대입자의 혼합비율을 맞추지 못하고, 소량의 거대입자만을 혼합해야만 하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명의 목적은 150℃ 이하의 온도에서도 광전극을 제조할 수 있는 기술을 제공하는 데 있으며, 특히, 성능면에서도 본 발명의 방법에 의하여 제조된 광전극을 적용한 염료감응 태양전지는 다공성 막에 염료 흡착량이 증가하여 광전자 발생량과 전자전달성능이 향상되어 종래의 고온에서 제조한 광전극을 적용한 염료감응 태양전지에 비하여 고효율을 갖도록 하는 데 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 제1전극 및 다공성 막으로 이루어진 염료감응형 태양전지의 광전극의 제조방법에 있어서, 제1전극 위에 티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체를 포함하는 페이스트를 도포한 후, 열처리하여 다공성 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법을 제공한다.
특히, 상기 페이스트에서 티탄산화물 나노입자의 크기는 2nm ~ 50nm인 것이 바람직하다.
특히, 상기 페이스트에서 다공성 티탄산화물 구형구조체의 크기는 50nm ~ 5 ㎛인 것이 바람직하다.
특히, 상기 페이스트는 용매로서 알코올, 물 및 산성용액을 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 산성용액은 질산 또는 염산 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
특히, 상기 페이스트에서 티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체의 혼합중량비율은 10 : 90 내지 95 : 5인 것이 바람직하다.
특히, 상기 페이스트의 열처리 온도가 90~ 150℃인 것이 바람직하다.
특히, 상기 페이스트의 열처리 온도가 120 ~ 150℃인 것이 더욱 바람직하다.
특히, 상기 산성용액 1 부피비에 대하여, 알코올은 10 ~ 15 부피비, 물은 4 ~ 8 부피비를 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 페이스트 중 티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체를 합한 총량이 전체 페이스트 중 15 ~ 30 중량%인 것이 바람직하다.
특히, 상기 다공성 티탄산화물 구형구조체는, 용매 알코올에 아민계 염기촉매 0.001 ~ 0.005 몰농도(M), 증류수 0.01 ~ 0.4 몰농도(M) 및 티탄 알콕사이드 0.01 ~ 1 몰농도(M)를 용해하여 비정질의 입자 생성 단계; 및 상기 비정질의 입자를 원심분리기를 이용하여 수입하고, 물과 알코올 용매에 분산시키킨 후, 고압 반응기에 넣고 180℃ ~ 300℃에서 10 ~ 600 분 동안 용매열 반응을 통해 비정질의 입자가 결정화되는 구형 구조체 결정화 단계를 통하여 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 비정질의 입자 생성단계에서 사용한 알코올 용매에 타용매로서 알콕시나이트릴이 부피비 50:50 ~ 70:30 로 더 혼합 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법은 150℃ 이하의 저온에서 염료감응형 태양전지를 제조할 수 있는바, 열에 약하지만 가볍고 플렉서블한 플라스틱 기판을 사용하여 플렉서블한 염료감응형 태양전지를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 나노입자보다 표면적이 현저하게 큰 다공성 티탄산화물 구형구조체를 포함하는 다공성 막을 사용함으로써, 염료 흡착량이 증가하여 많은 양의 광전자를 발생시킬 수 있다. 또한, 입자간 및 투명전극 층과의 접착성이 향상되고 티탄산화물 구조 내의 전자전달성이 향상된다. 부가적으로 구형구조체 첨가로 인하여 광산란 효과를 기대할 수 있다.
이하 본 발명에서 사용된 "저온"은 티탄산화물 나노입자의 페이스트를 제1전극에 도포하여 고온인 450 ~ 500℃에서 열처리하여 광전극을 제조하는 종래 기술과는 달리, 본 발명에서는 페이스트를 상대적으로 저온인 150℃ 이하에서 열처리하여 광전극을 제조할 수 있음을 의미하는 용어로 사용하였다.
본 발명의 특징은 종래 티탄산화물 나노입자 또는 거대 티탄산화물 입자를 사용하던 방법과는 달리, 티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체를 함께 페이스트에 사용함으로써, 광전극 제조 온도를 현저히 낮출 수 있으며, 온도를 현저히 낮추어도 전지성능은 종래의 방법에 의해 제조된 것과 비교하여 우수한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다공성 티탄산화물 구형구조체는 티탄산화물 나노입자가 서로 응집되어 나노입자보다 큰 구형 구조체를 형성한 것을 의미하며, 다공성 티탄산화물 구형구조체는 티탄산화물 나노입자가 응집되어 50nm ~ 5㎛을 이루는 것이 바람직하다.
다공성 구형구조체를 적용한 저온공정 페이스트로 제작된 다공성 막은 전해 질의 효율적인 확산에 기여하는 기공구조로 인해 전해질 이동이 용이하고, 비표면적 증가로 광감응 염료 흡착량이 증가하여 기존의 저온공정 태양전지에 비해 현저히 큰 광변환 효율의 저온공정 염료감응 태양전지를 제공한다. 또한, 구형구조체와 나노입자의 혼합으로 인한 제1전극과의 접착성 향상, 구형구조체를 사용함으로써 산란효과를 얻을 수 있다.
이하 도 1을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 염료감응 태양전지의 기본 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지의 기본구조는 제1전극(12)과 다공성막(14)을 포함하는 광전극(10) 및 제2전극(22)과 백금층(24)을 포함하는 상대전극(20)이 서로 대향 위치되며, 다공성 막(14)의 표면에는 가시광 흡수로 전자가 생성되는 광감응 염료가 흡착되어져 있다. 그리고 광전극(10)과 상대전극(20) 사이의 공간은 전해질(30)로 채워져 있다. 그리고 제1전극(12)과 제2전극(22)의 측방으로 격벽(40)이 구비될 수 있다.
본 발명의 제1전극(12)은 본 본 발명이 속하는 기술분야에서 선택적으로 사용되는 통상적인 것으로서, 바람직하게는 유리 기판 또는 PET(poly ethylene Terephalate), PEN(Poly Ethylene Naphthelate), PC(Poly Carbonate), PP(Poly Propylene), PI(Poly Imide) 및 TAC(Tri acetyl cellulose) 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 투명한 플라스틱 기판 상에 인듐 주석 산화물 (Indium tin oxide, 이하 ITO), 불소 주석 산화물(Fluorine tin oxide, 이하 FTO), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3 및 SnO2-Sb2O3 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 전도성 필름을 코팅하여 사용한다.
종래와는 달리 본 발명의 다공성막(14)은 4∼50㎚ 크기의 티탄산화물 나노입자(15)와 티탄산화물 나노입자가 50㎚ 내지 5㎛ 크기로 응집 형성된 다공성 티탄산화물 구형구조체(16)를 포함한다.
상기 다공성 티탄산화물 구형구조체(16)를 이루는 티탄산화물로서, 티타늄(Ti) 산화물을 단독으로 사용할 수도 있으며, 티타늄(Ti) 산화물과 함께 지르코늄(Zr) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 징크(Zn) 산화물, 인듐(In) 산화물, 란타넘(La) 산화물, 나이오븀(Nb) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물, 알루미늄(Al) 산화물, 이트늄(Y) 산화물, 스칸듐(Sc) 산화물, 사마륨(Sm) 산화물 및 갈륨(Ga) 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 티타늄 산화물 1중량부 대비 0.01 내지 0.5 중량부로 더 도핑되어 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이 다공성 티탄산화물 구형구조체는 티탄산화물 나노입자가 서로 응집되어 나노입자보다 큰 구형 구조체를 형성한 것을 의미한다. 다공성 티탄산화물 구형구조체의 제조방법과 관련하여 본 출원인들의 특허출원 제10-2009-8371호를 따른다.
제2전극(22)은 상기 제1전극(12)과 마찬가지로, 유리 기판 또는 PET(poly ethylene Terephalate), PEN(Poly Ethylene Naphthelate), PC(Poly Carbonate), PP(Poly Propylene), PI(Poly Imide) 및 TAC(Tri acetyl cellulose) 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 투명한 플라스틱 기판 상에 ITO, FTO, ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3 및 SnO2-Sb2O3 중에서 선택되는 어느 하나의 전도성 필름을 사용할 수 있다.
백금층(24)은 산화-환원 쌍(Redox Couple)을 활성화시키는 촉매 역할을 하는 것으로서, 제2전극(22)의 전도성 필름에 코팅되며, 백금 등으로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 저온공정 염료감응 태양전지에 태양광이 입사되면, 염료속의 페르미 에너지 부근의 전자가 태양에너지를 흡수하여 전자가 채워지지 않는 상위 준위로 여기된다. 그리고 전자가 빠져나간 하위 준위의 빈자리는 전해질(30) 속의 이온이 전자를 제공함으로써 다시 채워진다. 염료에 전자를 제공한 이온은 광전극(10)으로 이동하여 전자를 제공받게 된다.
이때, 본 발명의 다공성막(14)은 티탄산화물의 나노입자(15)가 서로 응집된 다공성 티탄산화물 구형구조체(16)을 포함하므로, 나노입자(15)로 형성되는 종래 다공성막(14)보다 표면적이 넓어지고, 광감응 염료의 흡착이 증가하는 효과가 있 다. 이는, 광감응 염료의 흡착량의 증가를 통하여 많은 양의 광전자를 발생시킬 수 있어서 광변환 효율을 향상시킬 수 있도록 하며, 결과적으로 광변환 에너지효율을 현저히 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명에서 다공성 티탄산화물 구형구조체를 적용한 저온공정 페이스트로부터 염료감응형 태양전지 셀의 제조까지의 과정을 단계별로 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 저온공정 염료감응 태양전지의 광전극 제조 방법은 (1) 티탄산화물 나노입자가 응집된 형태의 다공성 티탄산화물 구형구조체를 제조하고, (2) 제조된 다공성 티탄산화물 구형구조체와 티탄산화물의 나노입자를 혼합한 후 용매를 첨가하여 페이스트를 제조하고, (3) 제조된 페이스트를 제1전극에 도포하고, (4) 도포된 페이스트를 150℃이하의 저온에서 열처리하여 용매를 제거하고, (4) 여기에 광감응형 염료를 흡착시켜서 광전극을 제조하고, (5) 최종적으로 저온공정 염료감응형 태양전지 셀를 완성한다.
상기 각 단계별로 자세히 설명하면 하기와 같다.
(1)티탄산화물 구형구조체의 제조방법
본 발명에서 티탄산화물 나노입자로 이루어진 다공성 티탄산화물 구형구조체의 제조방법은 다공성 금속산화물 구형구조체의 제조와 관련하여 본 출원인의 대한민국특허출원 제10-2009-8371호에 따른다.
즉, 다공성 티탄산화물 구형구조체 생성단계는 알코올 용매에 아민계 염기촉매 0.001 ∼ 0.005 몰농도(M), 증류수 0.01 ∼ 0.4 몰농도(M) 및 상기 티탄 알콕사이드 0.01 ∼ 1 몰농도(M)를 용해하여 비정질의 입자를 생성하는 것으로부터 시작한다.
상기 알코올 용매로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 2-프로판올, 부탄올 등과 함께 알콕시나이트릴의 혼합 용매를 사용할 수 있으나, 상기 제시한 예에 한정되지는 않는다.
또한 다공성 티탄산화물 구형구조체를 구성하는 원료물질로 사용되는 티탄알콕사이드는 티탄 중심원자에 에톡사이드, 부톡사이드, 이소프로폭사이드 등과 같은 알콕시 기능기가 붙어 있어서 용매열 합성에 의해 티탄산화물 입자가 생성될 수 있는 전구체이다. 이러한 알콕사이드 전구체의 사용량은 상기 알코올 용매에 대하여 0.01 ∼ 1 몰농도(M)를 사용한다.
또한, 알코올 용매에 아민계 염기촉매를 0.001 ∼ 0.005(M)의 농도로 첨가 하여 사용한다. 이렇게 하면 상기 염기촉매가 티탄 알콕사이드의 가수분해 속도를 조절하여 가수분해와 축합반응이 분리되기 때문에 결정성이 우수하고 형상과 크기가 균일한 다공성 티탄산화물 구형구조체를 제조할 수 있다. 아민계 염기촉매로 알킬아민계 염기촉매가 바람직하여, 예를들어 알킬 그룹으로서 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 헥실, 헵틸, 옥실 등을 갖는 알킬 아민계 염기촉매가 바람직하다.
다음으로 알코올과 아세토나이트릴의 혼합용매에 아민계 염기촉매, 증류수 및 티탄 알콕사이드 전구체를 용해하는 단계를 통해 생성된 비정질의 구 및 기타 형태의 입자를 원심분리법을 이용하여 제조된 비정질의 입자를 수집하고, 고압반응기에 넣고 180℃ 내지 300℃에서 10분 내지 600분 동안 숙성시킨다. 이러한 용매열 반응 동안 비정질의 티탄산화물 구형구조체들은 결정핵이 생성되고 결정화가 진행되어 티탄산화물 및 관련구조의 나노입자가 응결되어 형성된 다공성 티탄산화물 구형구조체를 제조할 수 있다. 구형구조체는 50㎚ ∼ 5㎛ 크기인 것이 바람직하여, 특히 80㎚ ∼ 4㎛가 더욱 바람직하다.
(2)150℃ 이하의 저온에서 광전극 형성이 가능한 페이스트의 제조방법
본 발명에서 광전극의 다공성 막 제조용 페이스트는, 용질로서는 다공성 티탄산화물 구형구조체와 티탄산화물 나노입자를 혼합하여 사용하고 용매로서는 알코올, 물 및 산성용액(예를 들어, 질산, 염산 등)을 혼합하여 사용한다. 상기 용매 성분은 150℃ 이하의 열처리에서 모두 제거되어, 본 발명의 목적으로 하는 저온 열처리를 통하여 제거가 가능하며, 또한, 티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체를 사용함으로써, 상기와 같은 저온 열처리 후에도 종래 저온 처리와는 달리 구형구조체의 넓은 표면적으로 인한 다량의 염료 흡착이 가능하고, 구형구조체와 나노입자의 혼합으로 인한 접착성이 향상되며, 구형구조체로 인한 전자전달성이 우수하고, 구형구조체의 크기가 티탄산화물 나노입자에 비하여 크므로 빛의 산란효과도 갖을 수 있는 바, 염료감응형 태양전지에 본 발명의 광전극을 적용하는 경우 종래의 고온 열처리로 제조한 것에 비하여 전지 효율이 우수하다.
또한, 상기 용질은 티탄산화물 나노입자 : 다공성 티탄산화물 구형구조체를 중량비 10:90 ∼ 95:5의 범위로 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 용매는 알코올류 : 물 : 산성용액을 부피비로 10 ∼ 15 : 4 ∼ 8 : 1 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 용질로 사용되는 티탄산화물(티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체의 합량)의 전체 함량은 페이스트의 전체 중량 대비 20 ∼ 25중량%가 되도록 혼합하는 것이 바람직하다.
(3)다공성 티탄산화물 구형구조체를 포함하는 페이스트를 이용한 다공성막을 갖는 광전극 제조
상기에서 제조된 페이스트를 제1전극 위에 닥터블레이드 등의 도구를 사용하여 균일하게 도포한다.
(4)용매의 제거
150℃ 이하, 바람직하게는 140℃ 이하의 저온에서 약 10 분간 열처리하여 용매를 제거하여, 티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체가 제1전극에 견고히 박막을 형성하도록 한다.
(5) 염료의 흡착
광전하 생성을 위하여 통상 사용하는 염료물질을 흡착하는데, 염료물질은 Ru 복합체 또는 유기화합물로서 가시광을 흡수할 수 있는 물질이어야 한다. 예를 들면 Ru(4,4'-다이카르복시-2,2‘-바이피리딘)2(NCS)2를 사용할 수 있다. 염료의 흡착방법은 염료를 포함하는 분산액에 전술한 방법에 의하여 제조한 광전극을 2시간 이상 담가 두고 자연적으로 염료가 광전극 표면에 흡착되도록 한다. 상기 염료을 분산시키는 용매는 특별히 한정되지 않으나, 아세토나이트릴, 디클로로메탄, 또는 알코올계 용매 등을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 염료를 흡착시킨 후에는, 용매 세척 등의 방법으로 흡착되지 않는 염료를 세척한다.
(6) 저온공정 염료감응 태양전지 셀 완성
발명에 따른 저온공정 염료감응 태양전지는 광전극을 제외한 상대전극 및 전해질 등은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 방법으로 제조될 수 있으며, 이를 특별히 제한하지는 않는다.
예를 들면, 상대전극은 제 2 전극의 일면에 백금층 또는 탄소층이 적층된 것을 사용할 수 있으며, 전해질은 iodide/triiodide 쌍으로서 산화-환원에 의해 상대전극으로부터 전자를 받아 광전극에 흡착된 염료에 전달하는 역할을 할 수 있는 것을 사용할 수 있다.
이렇게 구성되는 상대전극의 백금층에 본 발명의 광전극이 대향되도록 배치되고, 그 사이에 전해질이 충진되어, 본 발명의 염료감응 태양전지가 제조된다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 (저온 페이스트 1 - 구형구조체 : 나노입자의 중량비 25 : 75 )
광전극용 기판으로 Pyrex 유리에 FTO가 코팅된 제1전극을 준비하였고, 상기 제 1전극의 전도성면 쪽에 접착테이프를 이용하여 0.16㎠의 면적으로 마스킹하였다. 이어서, 직경 250㎚ 크기의 다공성 산화티타늄 구형구조체와 20㎚의 산화티타늄 나노입자간의 중량비 25:75 로 제어하고 용매(에탄올:물:염산의 부피비= 15:6:1)를 포함하는 페이스트(용매:용질의 중량비 = 80:20)를 제1전극에 닥터블레이드법을 이용하여 도포한 후, 제1전극을 140℃에서 10분간 열처리하여 다공성 티탄산화물 구형구조체와 티탄산화물 나노입자가 포함된 다공성 막을 형성시켰다.
이어서, 상기 제1전극을 광감응 염료{Ru(4,4'-dicarboxy-2,2'-bipyridine)2(NCS)2} 0.3 mM을 포함하는 에탄올 용액에 12 시간 동안 침지하여, 다공성 구의 내부와 표면에 감광성 염료가 단분자층으로 고루 흡착된 광전극을 제조하였다.
상대전극용 기판으로 Pyrex 유리에 FTO가 코팅된 투명전극 위에 Pt 스퍼터(sputter)를 이용하여 Pt를 코팅하였다.
앞서 제조한 광전극과 상대전극 사이의 공간에 I2(0.04M)을 포함하는 전해질을 주입하고 봉합하여 염료감응 태양전지를 제조하였다.
실시예 2 (저온 페이스트 2 - 구형구조체 : 나노입자의 중량비 50 : 50)
직경 200㎚ 크기의 다공성 산화 티타늄 구형구조체와 20㎚의 산화티타늄 나노입자간의 중량비 50 : 50 으로 제어하였고 이를 제외한 모든 실시 방법은 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 1 (저온 페이스트 3 - 다공성 티탄산화물 구형구조체의 미사용)
상기 실시예 1의 광전극 제조과정에서 사용된 다공성 산화 티타늄 구형구조체를 사용하지 않고, 20nm 크기 산화티타늄 나노입자만을 용매(에탄올:물:염산의 부피비 = 15:6:1)에 혼합하여 페이스트(용매:산화티타늄 나노입자의 중량비 = 78:22)를 제조한 후, 도포 및 140℃에서의 건조 과정을 거쳐 광전극을 제조하였다.
실험예 1 ( 광전극 )
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제조한 광전극에 사용한 다공성 산화티타늄 구형 구조체에 대하여 SEM 및 TEM을 이용하여 관찰하였다. 도 2(a)는 티타늄 산화물 개별입자가 응집하여 이루어진 본 발명의 티탄산화물 구형구조체의 주사전자현미경(SEM) 사진이며, 도 2(b)는 상기 티탄산화물 구형 구조체의 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 2(a) 도 2(b)의 SEM 및 TEM 사진을 참고하면, 구형 다공성막은 7 ~ 10㎚ 크기의 산화티타늄 나노입자가 응집되어 수백 ㎚ 크기의 다공성 티탄산화물 구형구조체가 형성되어 있음을 관찰할 수 있었다.
도 3(a)는 실시예 1에 따른 티탄산화물 구형구조체와 나노입자 간의 혼합비(25:75)로 제조한 염료감응 태양전지의 다공성막을 도시한 SEM 단면사진이고, 도 3(b)는 실시예 2에 따른 티탄산화물 구형구조체와 나노입자 간의 혼합비(50:50)로 제조한 염료감응형 태양전지의 다공성 막을 도시한 SEM 단면사진이고, 도 3(c)는 비교예 1의 산화티타늄 나노입자 페이스트로 제조된 다공성 막의 SEM 단면사진이다. 도 3(a) 내지 도 3(c)의 SEM 단면사진을 참고하면, 다공성 티탄산화물 막의 두께는 약 9.3 ㎛로서, 실시예 1 및 2와 비교예 1 모두 동일하므로, 상기 세 가지 샘플 간의 광변환효율 비교시 티탄산화물 다공성 막의 두께에 따른 영향을 배제시킬 수 있었다.
실험예 2 (표면적 및 염료 흡착량)
상기 실시예 1 내지 실시예 2 및 비교예 1에서 제조된 광전극의 BET 표면적 및 염료의 흡착량을 측정하였다. 결과는 하기의 표 1과 같다.
[표 1]
Figure 112009046080900-pat00001
상기 표 1에서 볼 수 있듯이 티탄산화물 구형구조체가 포함된 다공성막(실 험예 1 및 2)은 나노입자로만으로 이루어진 다공성막(비교예 1)보다 표면적이 넓어, 다공성막에 흡착할 수 있는 염료의 양이 증가함을 알 수 있었다. 결과적으로 광전류 발생 측면에서 나노입자로만 만들어진 염료감응 태양전지보다 월등한 성능을 가진다는 것을 알 수 있었다.
실험예 3 ( 광변환 효율)
상기 실시예 1 내지 실시예 2 및 비교예 1 에서 제조한 각각의 염료감응 태양전지에 대하여 하기와 같은 방법으로 개방전압, 광전류밀도, 에너지 변환효율(energy conversion efficiency), 및 충진계수(fill factor)를 측정하였으며, 그 결과를 하기의 표 2 및 첨부도 4에 나타내었다.
개방전압(V) 및 광전류밀도(㎃/㎠)는 Keithley SMU2400을 이용하여 측정하였다. 에너지 변환효율의 측정은 1.5AM 100mW/cm2의 솔라 시뮬레이터(Xe 램프[300W, Oriel], AM1.5 filter, 및 Keithley SMU2400으로 구성됨)를 이용하였고, 충진계수는 앞서 얻은 변환효율 및 하기 계산식을 이용하여 계산하였다.
[계산식]
Figure 112009046080900-pat00002
상기 계산식에서, J는 변환효율 곡선의 Y축값이고, V는 변환효율 곡선의 X축값이며, Jsc 및 Voc는 각 축의 절편값이다.
[ 표 2]
Figure 112009046080900-pat00003
도 4는 본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 광전류-전압특성을 나타낸 그래프이다. 도 4서 실험예 1은 (A)로, 실험예 2는 (B)로 비교예 1은 (C)로 나타내었다.
도 4와 상기 표 2의 결과와 같이 다공성 티탄산화물 구형구조체가 포함된 저온공정 페이스트를 사용하여 태양전지(실시예 1, 실시예 2)를 제작한 결과는 나노입자만으로 구성된 페이스트로 제작된 태양전지(비교예 1)에 비해 높은 광변환 효율을 나타내었으며, 이는 더 많은 광전류 발생에 기인한다.
도 5은 상기 실시예 1 내지 실시예 2 및 비교예 1 에서 제조한 각각의 염료 감응 태양전지의 광전변환효율(incident photon-to-current conversion efficiency : IPCE)을 나타낸 그래프이다.
도 5에서 실험예 1은 (A)로, 실험예 2는 (B)로 비교예 1은 (C)로 나타내었다. 각 파장에 따른 IPCE특성으로부터 본 발명의 다공성 티탄산화물 구형구조체를 포함하는 저온공정 염료감응 태양전지는 나노입자를 사용한 염료감응 태양전지 보다 우수한 광전변환 효율을 갖는 것을 알 수 있었다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 방법으로 제조된 저온공정 염료감응 태양전지는 150℃이하에서 광전극 형성이 가능하기 때문에 플렉서블한 플라스틱 기판 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 다공성 티탄산화물 구형구조체를 포함하는 페이스트는 나노입자로만 이루어진 다공성막보다 표면적이 크다는 이점을 가지고 있어 염료를 많이 담지 할 수 있으며, 형성된 광전극에 있어서 커다란 다공성 티탄산화물 구형구조체와 구형구조체 사이의 효율적인 공간을 확보하고 있으므로 전해질의 확산이 용이하기 때문에 우수한 광전환 효율을 가지는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 염료감응 태양전지를 도시한 도면이다.
도 2(a)는 티타늄 산화물 개별 나노입자가 응집하여 이루어진 다공성 티탄산화물 구형구조체의 주사전자현미경(SEM) 사진이며, 도 2(b)는 상기 다공성 티탄산화물 구형구조체의 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 3(a)는 실시예 1 에 따른 염료감응 태양전지의 다공성 티탄산화물 구형구조체와 나노입자간의 혼합비(25:75)로 제조한 다공성 막의 SEM 사진이고, 도 3(b)는 실시예 2 에 따른 염료감응 태양전지의 다공성 티탄산화물 구형구조체와 나노입자간의 혼합비(50:50)로 제조한 다공성 막의 SEM 사진이고, 도 3(c)는 비교예 1 에 따른 태양전지의 나노입자만으로 제조한 다공성 막의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 광전류-전압특성을 나타낸 그래프이다. 도 4에서 실시예 1은 (A)로, 실시예 2는 (B)로, 비교예 1은 (C)로 나타내었다.
도 5은 상기 실시예 1 내지 실시예 2 및 비교예 1 에서 제조한 각각의 염료감응 태양전지의 광전변환효율(incident photon-to-current conversion efficiency : IPCE)을 나타낸 그래프이다. 도 5에서 실시예 1은 (A)로, 실시예 2는 (B)로, 비교예 1은 (C)로 나타내었다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 광전극 12: 제1전극
14: 다공성막다공성막나노입자
16: 구형 구조체 20: 상대전극
22: 제 2 전극 24: 백금층
30: 전해질 40: 격벽

Claims (13)

  1. 제1전극 및 다공성 막으로 이루어진 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법에 있어서,
    제1전극 위에 티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체를 포함하는 페이스트를 도포한 후, 90 내지 150℃로 열처리하여 다공성 막을 형성하는 것을 특징으로 하며,
    상기 다공성 티탄산화물 구형구조체는, 용매 알코올에 아민계 염기촉매 0.001 ~ 0.005 몰농도(M), 증류수 0.01 ~ 0.4 몰농도(M) 및 티탄 알콕사이드 0.01 ~ 1 몰농도(M)를 용해하여 비정질의 입자 생성 단계 및 상기 비정질의 입자를 원심분리기를 이용하여 수집하고, 물과 알코올 용매에 분산시키킨 후, 고압 반응기에 넣고 180℃ ~ 300℃에서 10 ~ 600 분 동안 용매열 반응을 통해 비정질의 입자가 결정화되는 구형 구조체 결정화 단계를 통하여 제조된 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  2. 제 1 항에서, 상기 페이스트에서 티탄산화물 나노입자의 크기는 2nm ~ 50nm인 것을 특징으로 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  3. 제 1 항에서, 상기 페이스트에서 다공성 티탄산화물 구형구조체의 크기는 50nm ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  4. 제 1 항에서, 상기 페이스트는 용매로서 알코올, 물 및 산성용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  5. 제 1 항에서, 상기 페이스트에서 티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체의 혼합중량비율은 10 : 90 내지 95 : 5인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에서, 상기 열처리 온도가 120 ~ 150℃인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  8. 제 4 항에서, 산성용액 1 부피비에 대하여, 알코올은 10 ~ 15 부피비, 물은 4 ~ 8 부피비로 사용하는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  9. 제 1 항에서, 상기 페이스트 중 티탄산화물 나노입자와 다공성 티탄산화물 구형구조체를 합한 용질 총량이 전체 페이스트 중 15 ~ 30 중량%인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  10. 제 4 항에서, 상기 산성용액이 질산 또는 염산인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에서, 상기 비정질의 입자 생성단계에서 사용한 알코올 용매에 타용매로서 알콕시나이트릴이 부피비 50:50 ~ 70:30로 더 혼합 사용되는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
  13. 제 1 항에서, 상기 다공성 티탄산화물 구형구조체는 티타늄(Ti) 산화물을 단독으로 사용할 수도 있으며, 티타늄(Ti) 산화물과 함께 지르코늄(Zr) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 징크(Zn) 산화물, 인듐(In) 산화물, 란타넘(La) 산화물, 나이오븀(Nb) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물, 알루미늄(Al) 산화물, 이트늄(Y) 산화물, 스칸듐(Sc) 산화물, 사마륨(Sm) 산화물 및 갈륨(Ga) 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 티타늄 산화물 1중량부 대비 0.01 내지 0.5 중량부로 더 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101125821B1 (ko) 2010-10-20 2012-03-27 한국에너지기술연구원 염료 및 타이타네이트 커플링제가 흡착된 나노 산화물층을 포함한 음극계 전극을 포함하는 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법
KR101200698B1 (ko) 2011-01-27 2012-11-12 한국기술교육대학교 산학협력단 염료감응 태양전지의 작업전극 및 그의 제조방법
KR101211936B1 (ko) 2011-01-27 2012-12-13 한국세라믹기술원 광촉매층의 충진밀도를 향상시킬 수 있는 염료감응형 태양전지 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 염료감응형 태양전지
KR101212101B1 (ko) * 2011-04-22 2012-12-18 영동테크윈 주식회사 염료 감응 태양전지 및 그의 제조 방법
KR101266514B1 (ko) * 2011-07-18 2013-05-27 충남대학교산학협력단 염료 감응형 태양전지용 광전극 및 이의 제조방법
KR101266513B1 (ko) * 2011-07-18 2013-05-27 충남대학교산학협력단 염료 감응형 태양전지용 광전극 및 이의 제조방법
KR101409683B1 (ko) * 2012-07-06 2014-06-19 서울대학교산학협력단 광 산란과 표면 플라즈몬의 협력효과를 나타내는 금속 나노입자가 표면에 위치한 이산화티타늄 나노섬유를 포함하는 염료감응형 태양전지의 산화전극의 제조방법
KR101566938B1 (ko) * 2014-09-18 2015-11-09 인하대학교 산학협력단 태양전지 광전극용 티탄산화물 구형 나노입자의 제조방법
KR101746649B1 (ko) 2015-03-17 2017-06-14 인하대학교 산학협력단 티탄산화물 구형구조체 및 이를 포함하는 태양전지

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005302509A (ja) * 2004-04-12 2005-10-27 Toppan Printing Co Ltd 色素増感太陽電池
KR20050111621A (ko) * 2003-03-27 2005-11-25 가부시키가이샤 시세이도 다공질 산화티탄 분체 및 그 제조방법
KR20060135909A (ko) * 2004-04-23 2006-12-29 소니 도이칠란트 게엠베하 기판 위에 다공성 반도체 필름을 제조하는 방법
JP2007179766A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Nissan Chem Ind Ltd 色素増感太陽電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050111621A (ko) * 2003-03-27 2005-11-25 가부시키가이샤 시세이도 다공질 산화티탄 분체 및 그 제조방법
JP2005302509A (ja) * 2004-04-12 2005-10-27 Toppan Printing Co Ltd 色素増感太陽電池
KR20060135909A (ko) * 2004-04-23 2006-12-29 소니 도이칠란트 게엠베하 기판 위에 다공성 반도체 필름을 제조하는 방법
JP2007179766A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Nissan Chem Ind Ltd 色素増感太陽電池

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101125821B1 (ko) 2010-10-20 2012-03-27 한국에너지기술연구원 염료 및 타이타네이트 커플링제가 흡착된 나노 산화물층을 포함한 음극계 전극을 포함하는 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법
KR101200698B1 (ko) 2011-01-27 2012-11-12 한국기술교육대학교 산학협력단 염료감응 태양전지의 작업전극 및 그의 제조방법
KR101211936B1 (ko) 2011-01-27 2012-12-13 한국세라믹기술원 광촉매층의 충진밀도를 향상시킬 수 있는 염료감응형 태양전지 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 염료감응형 태양전지
KR101212101B1 (ko) * 2011-04-22 2012-12-18 영동테크윈 주식회사 염료 감응 태양전지 및 그의 제조 방법
KR101266514B1 (ko) * 2011-07-18 2013-05-27 충남대학교산학협력단 염료 감응형 태양전지용 광전극 및 이의 제조방법
KR101266513B1 (ko) * 2011-07-18 2013-05-27 충남대학교산학협력단 염료 감응형 태양전지용 광전극 및 이의 제조방법
KR101409683B1 (ko) * 2012-07-06 2014-06-19 서울대학교산학협력단 광 산란과 표면 플라즈몬의 협력효과를 나타내는 금속 나노입자가 표면에 위치한 이산화티타늄 나노섬유를 포함하는 염료감응형 태양전지의 산화전극의 제조방법
KR101566938B1 (ko) * 2014-09-18 2015-11-09 인하대학교 산학협력단 태양전지 광전극용 티탄산화물 구형 나노입자의 제조방법
KR101746649B1 (ko) 2015-03-17 2017-06-14 인하대학교 산학협력단 티탄산화물 구형구조체 및 이를 포함하는 태양전지

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