KR100959760B1 - 태양전지 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
태양전지 및 그 제조 방법이 개시된다. 태양전지는 상호 대향 배치된 제1 및 제2 전극; 및 상기 제1 및 제2 전극 사이에 위치하는 광전변환층을 포함하며, 상기 광전변환층은, 자성 및 전도성 고분자 나노막대로 이루어지되, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대가 상기 제1 및 제2 전극 표면에 대해 실질적으로 수직하게 고밀도로 배열된 나노막대층; 및 상기 나노막대층의 빈 공간을 매립하는 전도성 고분자층 또는 유기물층을 포함한다.
Description
본 발명은 신재생 에너지원을 생산할 수 있는 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양에너지를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
석유자원 고갈의 위기감, 교토의정서의 기후변화 협약 발효, 신흥개도국들의 경제성장에 따른 폭발적인 에너지 수요 등 기존 에너지와는 차원이 다른 청정 무제한의 에너지가 요구되고 있으며, 이에 따라 국가적인 차원에서 신재생 에너지의 기술개발이 진행되고 있다. 상기 신재생 에너지 중에서 태양광을 전기에너지로 변환하는 광전변환소자인 태양전지는 다른 에너지원과는 달리 무한하고 환경 친화적이므로 시간이 갈수록 그 중요성이 더해가고 있다.
종래에는 상기 태양전지 광흡수층이 단결정 또는 다결정 실리콘으로 형성된 이른바 단결정 또는 다결정 실리콘 태양전지가 많이 사용되어 왔으나, 상기 실리콘 태양전지는 그 제조비용이 높고 플렉서블 기판에는 적용할 수 없는 등의 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 광전변환층으로서 고분자를 이용하는 이른바 유기(고분자) 태양전지에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 상기 유기 태양전지는 스핀 코팅 등을 통해 간단히 제조할 수 있어서, 그 제조 비용이 낮은 장점이 있다. 아울러, 넓은 면적을 코팅할 수 있고, 낮은 온도에서도 박막을 형성할 수 있으며, 유리 기판을 비롯하여 플라스틱 기판 등 거의 모든 종류의 기판을 사용할 수 있다. 그러나, 이와 같은 장점에도 불구하고 유기 태양전지는 광전변환효율 및 수명이 낮아서 실용적 응용에는 적합하지 않았다.
본 발명은 광전변환효율을 향상시킬 수 있는 태양전지 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 광전변환층에 균일한 종횡비(aspect ratio)를 갖는 자성 및/또는 전도성을 가지는 고분자 나노막대를 도입하고, 그 고분자 나노막대를 고밀도로 수직 배열할 수 있는 태양전지 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는 상호 대향 배치된 제1 및 제2 전극; 및 상기 제1 및 제2 전극 사이에 위치하는 광전변환층을 포함하며, 상기 광전변환층은, 자성 및 전도성 고분자 나노막대로 이루어지되, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대가 상기 제1 및 제2 전극 표면에 대해 실질적으로 수직하게 배열된 나노막대층; 및 상기 나노막대층의 빈 공간을 매립하는 전도성 고분자층 또는 유기물층을 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조 방법은 제1 전극이 형성된 기재를 준비하는 단계; 자성 및 전도성 고분자 나노막대를 준비하는 단계; 상기 제1 전극 표면에 대해 실질적으로 수직하게 배열된 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대로 이루어진 나노막대층을 상기 제1 전극 상에 형성하는 단계; 상기 나노막대층의 빈 공간을 매립하는 전도성 고분자층 또는 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 고분자층 또는 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면, 광전변환층에 균일한 종횡비를 가지며 자성 및/또는 전도성을 가지는 고분자 나노막대를 도입할 수 있다. 또한, 상기 고분자 나노막대를 제1 및 제2 전극 표면에 대해 수직으로 배열할 수 있다. 또한, 상기 고분자 나노막대를 고밀도로 배열할 수 있다. 또한, 상기 수직 배열 구조를 통해 태양전지의 광흡수효율 및 광전변환효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소 “상”에 형성되어 있다고 기재된 경우는, 상기 어떤 구성 요소 및 상기 다른 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 있는 경우를 배제하지 않는다. 즉, 상기 어떤 구성 요소는 상기 다른 구성 요소와 직접 접촉하여 형성되거나, 또는 상기 어떤 구성 요소 및 상기 다른 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(100)는 기재(102), 상기 기재(102) 상에 형성된 제1 전극(104), 제2 전극(106) 및 광전변환층(108)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(100)는 필요에 따라 버퍼층(122)을 더 포함할 수 있으며, 이 외에도 도시되지 않은 정공주입층, 및/또는 전자수송층 등을 더 포함할 수 있다.
상기 기재(102)는 유리 기판, 석영 기판, 플렉시블 기판 중에서 임의적으로 선택할 수 있으나, 이 외에도 기존에 공지된 다른 것을 사용하여도 무방하다.
상기 제1 전극(104)은 양극(anode)일 수 있다. 상기 양극의 재료로서는 정공 주입이 용이한 전도성 금속 또는 그 산화물을 사용할 수 있으나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다. 구체적인 예로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir) 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 제2 전극(106)은 상기 제1 전극(104)과 소정 간격 이격됨과 아울러 상기 제1 전극(104)에 대향 배치되도록 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(106)은 음극(cathode)일 수 있다. 상기 음극의 재료로서는 전자 주입이 용이하고 일함수(work fuction)가 작은 금속 또는 그 산화물을 사용할 수 있으나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다. 구체적인 예로는 Ca, Ba, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Al, BaF2/Ca/Al, Al, Mg, Mg:Ag 등을 들 수 있다. 한편, 상기 제1 전극(104) 및 제2 전극(106)의 기능은 서로 바뀌어도 무방하다. 즉, 상기 제1 전극(104)이 음극이고, 상기 제2 전극(106)이 양극일 수 있다.
상기 광전변환층(108)은 나노막대층(110) 및 전도성 고분자층(120)을 포함할 수 있으며, 이들로 인해 규칙적인 구조의 벌크이종접합 형태로 형성될 수 있다.
상기 나노막대층(110)은 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)로 형성되는데, 이때 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)는 상기 제1 및 제2 전극(104, 106) 표면에 대해 실질적으로 수직하게 배열될 수 있다.
상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)는 자성 및 전도성을 동시에 갖는 나노막대 형상의 부재를 말한다. 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)는 전도성 고분자 나노막대(114), 및 상기 전도성 고분자 나노막대(114)의 양단부에 각각 형성된 제1 및 제2 자성체(116, 118)를 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 일 예로, 전도성 고분자 합성시, 상기 전도성 고분자 자체가 자성을 갖도록 합성하고, 상기 자성을 갖는 전도성 고분자를 이용하여 제조된 자성 및 전도성 고분자 나노막대를 이용할 수 있다.
상기 전도성 고분자 나노막대(114)는 전자공여체 또는 전자수용체일 수 있다. 상기 전도성 고분자 나노막대(114)가 전자공여체일 경우, 상기 전도성 고분자 나노막대(114)의 재료의 예로서는 P3HT(폴리(3-헥실티오펜)), 폴리티오펜, 폴리(p-페닐렌비닐렌), 폴리실록산 카르바졸, 폴리아닐린, 폴리에틸렌 옥사이드, (폴리(1-메톡시-4-(0-디스퍼스레드1)-2,5-페닐렌-비닐렌), 폴리인돌, 폴리피리디아진, 폴리이소티아나프탈렌, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리비닐피리딘, 폴리플루오렌, 폴리피리딘, 및 이들의 유도체 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 조합하 여 사용할 수 있다. 상기 전도성 고분자 나노막대(114)가 전자수용체일 경우, 상기 전도성 고분자 나노막대(114)의 재료의 예로서는 PPyV(폴리(p-피리딜비닐렌), F8BT(폴리(9,9’-디옥틸플루오렌코벤조싸이아다이아졸)), CN-MEH-PPV(폴리-(2-메톡시-5-(2’-에틸헥실옥시)-1,4-(1-시아노비닐렌)-페닐렌)) 및 이들의 유도체 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 전도성 고분자 나노막대(114)간 간격은 500 nm이하일 수 있으며, 바람직하게는 고분자 재료에서의 전하 이동거리를 고려하여 50 nm이하일 수 있다.
상기 전도성 고분자 나노막대(114)의 길이는 30 내지 2000 nm일 수 있으며, 바람직하게는 고분자 재료의 흡광율을 고려하여 40 내지 200 nm일 수 있다.
상기 제1 및 제2 자성체(116, 118)는 각각 독립적으로 자성을 띄는 물질로 이루어지면 되므로, 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 및 이들의 합금 등을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)는 자성을 가지고 있다. 이 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(100) 제조시 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)에 자장을 인가함으로써 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)가 상기 제1 및 제2 전극(104, 106) 표면에 대해 실질적으로 수직하게 배열되도록 할 수 있다. 이 때문에, 상기 전도성 고분자 나노막대(114)를 고밀도로 배열할 수 있고, 그 표면적을 넓게할 수 있으므로 태양전지(100)의 광흡수효율 및 광전변환효율을 향상시킬 수 있다.
상기 전도성 고분자층(120)은 상기 전도성 고분자 나노막대(114)가 전자공여체일 경우, 전자수용체일 수 있고, 상기 전도성 고분자 나노막대(114)가 전자수용체일 경우, 전자공여체일 수 있다. 상기 전도성 고분자층(120)이 전자수용체일 경우, 상기 전도성 고분자층(120)은 상기 전도성 고분자 나노막대(114)가 전자수용체일 경우의 재료와 동일한 것으로 형성될 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 전도성 고분자층(120)이 전자공여체일 경우, 상기 전도성 고분자층(120)은 상기 전도성 고분자 나노막대(114)가 전자공여체일 경우의 재료와 동일한 것으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(100)는 상기 전도성 고분자층(120) 대신에 전자공여체 또는 전자수용체로서의 기능을 갖는 유기물층을 구비하여도 무방하다. 상기 유기물층이 전자공여체일 경우, 상기 유기물층의 재료로는, 예를 들어, CuPc(프탈로시아닌구리), ZnPc(프탈로시아닌아연)등의 프탈로시아닌계 또는 그 유도체를 사용할 수 있다. 상기 유기물층이 전자수용체일 경우, 상기 유기물층의 재료로는, 예를 들어, C60, C70 또는 C84의 플러렌 또는 그 유도체, 페릴렌 또는 그 유도체를 사용할 수 있다. 상기 플러렌 유도체의 예로서는 [6,6]-페닐-C61 부티릭산 메틸 에스테르([6,6]-phenyl-C61 butyric acid methyl ester)를 들 수 있다.
상기 버퍼층(122)은 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112) 계면 또는 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112) 사이사이의 제1 전극(104) 노출 부위에 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(104)이 양극일 경우, 상기 버퍼층(122)의 재료로서는 정공을 수송하는 능력을 갖고, 동시에 전자를 차단하는 특성 뿐만 아니라 박막형성 능력이 우수한 화합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 방향족 다아민 화합물, 트리아졸, 및 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 등의 고분자 재료가 사용되지만, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 전극(104)이 음극일 경우, 상기 버퍼층(122)의 재료로서는 리튬플루오라이드(LiF), 바토페난트롤린(BPhen) 등을 사용할 수 있다.
전술한 구조를 갖는 태양전지(100)는 습식법, 또는 건식법, 또는 이들을 조합한 방법으로 제조할 수 있다. 그 중에서, 부분적으로 또는 모든 공정에 습식법을 도입하는 경우, 상온, 상압에서 대면적의 태양전지(100)를 제조할 수 있고, 경우에 따라서는 캡슐화 공정을 제거할 수 있으므로, 태양전지(100)를 용이하게 제조할 수 있으며, 그 제조 비용 역시 절감할 수 있다. 상기 습식법의 예로서는, 스핀 코팅법, 졸-겔법, 딥 코팅법, 캐스팅(casting)법, 프린팅법, 스프레이법 등을 들 수 있으며, 그 중에서 임의적으로 선택할 수 있다. 상기 건식법의 예로서는 열증착법(thermal evaporation), e-빔 증착법(E-beam evaporation), 스퍼터링(sputtering), 진공증착법 등을 들 수 있으며, 그 중에서 임의적으로 선택할 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에 대해 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조 방법은 제1 전극(104)이 형성된 기재(102)를 준비하는 단계, 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 준비하는 단계, 상기 제1 전극(104) 표면에 대해 실질적으로 수직하게 배열된 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)로 이루어진 나노막대층(110)을 상기 제1 전극(104) 상에 형성하는 단계, 상기 나노막대층(110)의 빈 공간을 매립하는 전도성 고분자층(120) 또는 유기물층을 형성하는 단계, 및 상기 전도성 고분자층(120) 또는 유기물층 상에 제2 전극(106)을 형성하는 단계를 포함한다. 이하에서는, 각 단계별로 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저, 상기 기재(102)를 준비한 후, 상기 기재(102) 상에 상기 제1 전극(104)을 형성한다.
다음으로, 나노 다공성 템플레이트를 이용하여 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 형성할 수 있다. 상기 나노 다공성 템플레이트로 양극산화 알루미늄(Anodized Aluminium Oxide: AAO) 템플레이트를 사용할 수 있으나, 이 외에도 다양한 재료로 형성된 템플레이트를 이용할 수 있다. 상기 양극산화 알루미늄 템플레이트는, 예를 들어, 25℃ 및 0.2M의 인산전해질 하에서 100㎂/㎠의 전류를 가하는 알루미늄 양극산화법을 통해 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 나노 다공성 템플레이트를 준비한 후, 상기 나노 다공성 템플레이트의 다공 내부에 제1 자성체(116)를 형성할 수 있다. 일 예로, 니켈로 제1 자성체(116)를 형성할 경우, 0.91M 니켈 설파메이트(Nickel sulfamate: Ni(H2NSO3)2), 0.1M 붕산(H3BO3), 및 30ppm 염산(HCl)으로 구성된 니켈전해질을 사용하고, 여기에 5㎃/㎠의 전류를 가하는 전착(electrodeposition) 과정을 통해 제1 자성체(116)를 형성할 수 있다. 이 외에도, 상기 제1 자성체(116)의 형성을 위해 다양한 방법 및 재료들이 도입될 수 있다.
상기 제1 자성체(116)를 형성한 후에는, 상기 제1 자성체(116)가 형성된 상기 나노 다공성 템플레이트의 다공 내부에 전도성 고분자 나노막대(114)를 형성한다. 일 예로, 상기 전도성 고분자 나노막대(114)를 P3HT로 형성할 경우, 극성용매 내에서 3-헥실 티오펜(3-hexyl thiopene) 모노머에 대략 8V의 전압을 인가하는 전기중합법(electropolymerization)을 통해 상기 전도성 고분자 나노막대(114)를 형성할 수 있다.
상기 전도성 고분자 나노막대(114)를 형성한 후에는, 상기 전도성 고분자 나노막대(114)가 형성된 상기 나노 다공성 템플레이트의 다공 내부에 제2 자성체(118)를 형성할 수 있다. 상기 제2 자성체(118)의 형성 과정은 상기 제1 자성체(116) 형성 과정과 실질적으로 동일할 수 있다. 이로써, 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(100)를 제조하기 위해서는 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 상기 나노 다공성 템플레이트로부터 분리할 필요가 있다. 상기 나노 다공성 템플레이트로 양극산화 알루미늄 템플레이트를 사용할 경우, 불산(HF)용액 중에서 양극산화 알루미늄 템플레이트를 식각하거나, 또는 점착테이프를 양극산화 템플레이트 표면에 붙인 후 박리하는 방식으로 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 분리할 수 있다. 이 외에도, 기타 다양한 방법이 가능하므로 본 발명은 이에 의해 한정되지 않는다.
상기 과정을 거쳐 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)가 준비되면, 상기 제1 전극(104) 상에 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 위치시킨 후, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)에 자장을 인가함으로써, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 상기 제1 전극(104) 표면에 대해 실질적으로 수직하게 배열할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 전극(104) 상에 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 위치시키기 위해 다양한 방법을 이용할 수 있으나, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)가 상기 제1 전극(104) 상에 균일하게 분포되도록 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)가 분산된 용액을 이용할 수 있다. 여기서, 상기 용액의 용매로는 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 가급적 용해시키지 않는 것이면 되므로, 특별히 한정되지는 않는다. 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 상기 용매에 분산시키기 위해 초음파를 사용할 수 있다.
이어, 전극이 형성되어 있는 다른 기재를 준비한 후, 상기 기재(102) 상의 제1 전극(104) 및 상기 다른 기재 상의 전극이 마주보도록 하여 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)가 분산된 용액을 주입할 수 있는 셀(cell)을 준비한다. 이어, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)가 분산된 용액을 주입 장치 등을 이용하여 상기 셀내에 주입한 다음, 상기 제1 전극(104) 및 상기 전극에, 예를 들어, 10 내지 200G의 크기를 갖는 자장을 형성하여 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)를 상기 제1 전극(104)에 실질적으로 수직하도록 배열한다. 이어, 상기 다른 기재 상의 전극의 자장을 제거하고, 상기 다른 기재를 제거하고, 열처리를 통하여 상기 용매를 제거한다. 이로써, 나노막대층(110)이 형성될 수 있다. 한편, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대(112)가 분산된 용액의 주입 방식 대신에 적하 방식을 적용할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 나노막대층(110)을 형성한 후에, 버퍼층(122)을 형성할 수 있다. 상기 버퍼층(122)은 제1 전극(104) 형성 후 및 나노막대층(110) 형성 전에 형성하여도 무방하다.
상기 나노막대층(110)을 형성한 후에는, 전도성 고분자 또는 유기물을 상기 나노막대층(110) 상에 전착 또는 스핀 코팅한 후, 열처리 함으로써 전도성 고분자층(120) 또는 유기물층을 형성한다.
다음으로, 상기 전도성 고분자층(120) 또는 유기물층 상에 전착 또는 진공증착법으로 제2 전극(106)을 형성한다.
다음으로, 필요에 따라 대기 또는 수분과의 차단을 위해 캡슐화 공정 또는 실링 공정을 수행할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}
100: 태양전지 102: 기재
104: 제1 전극 106: 제2 전극
108: 광전변환층 110: 나노막대층
112: 자성 및 전도성 고분자 나노막대 114: 전도성 고분자 나노막대
116: 제1 자성체 118: 제2 자성체
120: 전도성 고분자층 122: 버퍼층
Claims (9)
- 상호 대향 배치된 제1 및 제2 전극; 및상기 제1 및 제2 전극 사이에 위치하는 광전변환층을 포함하며,상기 광전변환층은,자성 및 전도성 고분자 나노막대로 이루어지되, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대가 상기 제1 및 제2 전극 표면에 대해 수직하게 배열된 나노막대층; 및상기 나노막대층의 빈 공간을 매립하는 전도성 고분자층 또는 유기물층을 포함하는 태양전지.
- 제1항에 있어서,상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대는,전도성 고분자 나노막대;상기 전도성 고분자 나노막대의 일단부에 형성된 제1 자성체; 및상기 전도성 고분자 나노막대의 타단부에 형성된 제2 자성체를 포함하는 태양전지.
- 제2항에 있어서,상기 전도성 고분자 나노막대간 간격이 500 nm 이하이고, 상기 전도성 고분자 나노막대의 길이가 30 내지 2000 nm인 태양전지.
- 제2항에 있어서,상기 제1 및 제2 자성체가, 각각 독립적으로 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬(Cr) 및 코발트(Co), 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어진 태양전지.
- 제2항에 있어서,상기 전도성 고분자 나노막대가 전자공여체이고, 상기 전도성 고분자층 또는 유기물층이 전자수용체이거나, 또는 상기 전도성 고분자 나노막대가 전자수용체이고, 상기 전도성 고분자층 또는 유기물층이 전자공여체인 태양전지.
- 제1 전극이 형성된 기재를 준비하는 단계;자성 및 전도성 고분자 나노막대를 준비하는 단계;상기 제1 전극 표면에 대해 수직하게 배열된 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대로 이루어진 나노막대층을 상기 제1 전극 상에 형성하는 단계;상기 나노막대층의 빈 공간을 매립하는 전도성 고분자층 또는 유기물층을 형성하는 단계; 및상기 전도성 고분자층 또는 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지 제조 방법.
- 제6항에 있어서,상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대를 준비하는 단계는,나노 다공성 템플레이트를 준비하는 단계;상기 나노 다공성 템플레이트의 다공 내부에 제1 자성체를 형성하는 단계;상기 제1 자성체가 형성된 상기 나노 다공성 템플레이트의 다공 내부에 전도성 고분자 나노막대를 형성하는 단계; 및상기 전도성 고분자 나노막대가 형성된 상기 나노 다공성 템플레이트의 다공 내부에 제2 자성체를 형성하는 단계를 포함하는 태양전지 제조 방법.
- 제7항에 있어서,상기 나노 다공성 템플레이트가 양극산화 알루미늄 템플레이트인 태양전지 제조 방법.
- 제6항에 있어서,상기 나노막대층을 상기 제1 전극 상에 형성하는 단계는,상기 제1 전극 상에 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대를 위치시킨 후, 상기 자성 및 전도성 고분자 나노막대에 자장을 인가하는 단계를 포함하는 태양전지 제조 방법.
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Cited By (3)
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| KR101244112B1 (ko) * | 2011-07-21 | 2013-03-18 | 주식회사 탑 엔지니어링 | 태양전지용 광흡수층 제조방법, 이를 포함하는 태양전지 및 이의 제조방법 |
| CN106129250A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-16 | 长春工业大学 | 一种基于洛伦兹力的新型聚合物太阳能电池的制备方法 |
| KR101860231B1 (ko) * | 2016-11-29 | 2018-06-27 | 선문대학교 산학협력단 | 자화를 이용한 반도체 코팅막 제조방법 |
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