KR101011763B1 - 염료감응식 태양전지, 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치 및 충진방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 염료감응식 태양전지의 내부에 충진되는 전해질을 충진시키는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치 및 충진방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 형태에 따르면, 반입된 염료감응식 태양전지가 안착되어 고정되는 스테이지, 상기 스테이지에 안착된 태양전지의 유리기판 표면에 형성된 공기배출구에 결합되어 상기 태양전지의 유리기판 사이의 공기를 추출하는 진공부, 상기 스테이지에 안착된 태양전지의 유리기판 표면에 형성된 전해질 주입구에 결합되어 상기 태양전지 유리기판 사이에 전해질을 주입하는 전해질 주입부를 포함하여 이루어지는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치가 제공된다.
태양전지, 염료감응형, 전해질, 충진
Description
본 발명은 염료감응식 태양전지에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 염료감응식 태양전지의 내부에 충진되는 전해질을 충진시키는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치 및 충진방법에 관한 것이다.
현대 시대에 중요사안으로 대두되는 화석연료의 대량소비에 의한 온난화와 대기오염 등 지구 환경문제와 에너지 문제는 21세기에도 인류의 가장 중요한 과제로 문제시 되고 있다.
상기 무제의 대안으로 제시된 태양전지는 깨끗하고 무한한 태양에너지를 가장 효율적인 에너지인 전기의 형태로 직접 변환하기 때문에 지구상 어느 장소에서도 이용 가능하며, 에너지 및 환경의 가장 근원적인 해결책이 될 것으로 기대를 모으고 있다.
일반적으로, 태양전지는 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작되는 광전지로서 금속과 반도체의 접촉 면 또는 반도체의 PN접합에 빛을 조사하면 광 전효과에 의해 광기전력이 일어나는 것을 이용한 것으로, 상기 태양전지는 구성하는 물질에 따라 실리콘, 화합물반도체와 같은 무기소재로 이루어진 무기물 태양전지와 유기물질을 포함하고 있는 유기물 태양전지로 크게 구분되며, 상기 유기물 태양전지는 크게 염료감응형 태양전지와 유기폴리머 태양전지로 나누어진다.
현재, 태양광 발전 시스템으로 일반적으로 사용되고 있는 태양전지는 실리콘 반도체에 의한 것이 대부분이며, 특히 실리콘 반도체 결정계의 단결정 및 다결정 태양전지는 변환효율이 좋으며 제품의 신뢰도가 높아 널리 사용되고 있으나, 제품의 제조원가가 높아 생산성이 떨어지는 문제점이 있어 이의 대안이 되는 태양전지의 개발 필요성이 대두되었다.
이에, 상기 개발 노력의 일환으로 근래 들어 염료감응형 태양전지가 개발되고 있다.
상기 염료감응형 태양전지는 식물의 광합성 작용처럼 특수염료를 입힌 투명한 유리가 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 원리로 재현되는 것으로 빛이 있는 곳이면 실내외 상관없이 전기의 생산이 가능하다.
상기 염료감응형 태양전지는 실리콘 태양전지와는 구성성분이 다르며, 그 주재료는 가시광선을 흡수하여 전자-홀 쌍(electron-hole pair)를 생성할 수 있는 감광성 염료분자와 생성된 전자를 전달하는 전이금속 산화물을 주된 구성재료로 하는 광전기화학적 태양전지로 기존의 실리콘 태양전지에 비해 전력당 제조원가가 저렴하기 때문에 기존의 태양전지를 대체할 수 있는 대안으로 각광받고 있다.
일반적인 염료감응형 태양전지는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1글래스와 제2 글래스가 서로 마주보도록 배치되고, 서로 마주보는 면의 표면에 각각 투명 전도층이 형성된다. 상기 투명 전도층은 FTO(F-doped SnO2) 혹은 ITO(Indium Tin Oxide)로 코팅되어 이루어지며, 상기 투명 전도층 사이에 염료가 흡착된 이산화티탄(TiO2)으로 이루어진 반도체 전극층 및 전해질층 그리고, 백금으로 이루어진 대향전극층 등이 구비되어 이루어진다.
한편, 상기와 같은 염료감응형 태양전지는 근래에는 유리창 등에 적용되는 등 근래에 들어 적용분야가 다양화 되고 있는데, 그에 따라 생산속도의 증속이 요구되고 있다.
그런데, 상기 염료감응형 태양전지의 제1글래스와 제2글래스 사이에 형성되는 전해질층은 상기 제1글래스와 제2글래스의 합착 후에 그 사이에 주입해야 하기 때문에 작업시간이 오래걸리는 문제점이 있다.
또한, 서로 합착된 상기 제1글래스와 제2글래스의 내부에 이물질이 유입되거나 반도체 전극층 또는 대향전측층에 이물질이 묻어있을 수도 있는데, 이는 제품의 수율 및 신뢰성, 수명 등에 영향일 미칠 수도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 전해질층의 주입시간이 단축되는 염료감응식 태양전지 및 염료감응식 태양전지의 전해질층 충진장치 및 충진방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 서로 합착된 제1글래스와 제2글래스의 내부의 이물질을 제거할 수 있는 염료감응식 태양전지 및 염료감응식 태양전지의 전해질층 충진장치 및 충진방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따르면, 반입된 염료감응식 태양전지가 안착되어 고정되는 스테이지, 상기 스테이지에 안착된 태양전지의 유리기판 표면에 형성된 공기배출구에 결합되어 상기 태양전지의 유리기판 사이의 공기를 추출하는 진공부, 상기 스테이지에 안착된 태양전지의 유리기판 표면에 형성된 전해질 주입구에 결합되어 상기 태양전지 유리기판 사이에 전해질을 주입하는 전해질 주입부를 포함하여 이루어지는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치가 제공된다.
상기 진공부는, 진공펌프, 상기 태양전지 유리기판에 형성된 공기배출구에 결합되는 진공노즐, 상기 진공노즐과 진공펌프를 선택적으로 개폐하는 제1밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 전해질 주입부는, 전해질액이 충진된 전해질 탱크, 상기 태양전지 유리 기판에 형성된 전해질 주입구와 결합되는 전해질 주입노즐, 상기 전해질 탱크와 전해질 주입노즐을 선택적으로 개폐하는 제2밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 태양전지의 양 유리기판 사이에 세척유체를 주입하는 세척유체 주입부가 더 구비될 수 있다.
상기 세척유체 주입부는, 세척유체가 충진된 세척탱크, 상기 전해질 주입구에 결합되어 세척탱크의 세척유체를 상기 양 유리기판 사이로 주입하는 세척노즐을 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 세척유체는 질소가스일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 형태에 따르면, 스테이지에 안착된 염료감응식 태양전지의 유리기판 표면에 형성된 공기배출구와 전해질 주입구에 진공부의 진공노즐과 전해질 주입부의 전해질 주입노즐을 위치시키는 정렬단계, 상기 태양전지의 양 유리기판 사이 내부의 공기를 추출하는 진공형성단계, 진공상태의 상기 태양전지의 양 유리기판 사이 내부에 전해질을 주입하는 주입단계를 포함하여 이루어지는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진방법이 제공된다.
그리고, 상기 태양전지의 양 유리기판 사이 내부를 세척하는 세척단계가 더 포함될 수 있다.
상기 세척단계는, 상기 태양전지의 양 유리기판 사이에 질소를 주입하는 것일 수 있다.
상기 세척단계에서 주입된 질소는 상기 진공형성단계에서 외부로 추출될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 서로 소정간격 이격되어 형성되며 어느 일측에 공기배출구와 전해질 주입구가 형성되는 제1글래스 와 제2글래스, 상기 제1글래스 및 제2글래스의 표면에 도포되는 투명 전도층, 상기 제1글래스 및 제2글래스 중 어느 일측에 형성되는 반도체 전극층, 상기 제1글래스 및 제2글래스 중 다른 일측에 형성되는 대향전극층을 포함하여 이루어지는 염료감응식 태양전지가 제공된다.
본 발명의 염료감응식 태양전지 및 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치 및 전해질 충진방법에 따르면 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 제1글래스와 제2글래스의 사이에 진공이 형성된 후 전해질이 충진되므로 음압에 의해 충진속도가 향상되어 생산성이 향상된다.
둘째, 상기 제1글래스와 제2글래스의 사이에 진공이 형성된 후 전해질이 충진되므로 빈틈없이 충진되어 충진효율이 높아진다.
셋째, 상기 제1글래스와 제2글래스의 사이에 진공이 형성된 후 충진되므로 충진된 전해질이 공기와 접촉하지 않아 산화가 방지되며 이는 수명 및 신뢰도를 향상시킨다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략 하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 염료감응식 태양전지는 도 2 또는 도3에 도시된 바와 같이, 제1글래스(110), 투명 전도층(132), 반도체 전극층(140) 및 전해질층(160)과 대향 전극층(150), 제2글래스(110)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1글래스(110)와 제2글래스(110)는 서로 마주보도록 배치된다.
그리고, 상기 제1글래스(110)와 제2글래스(120)의 위에 투명 전도층(132)이 도포된다.
상기 투명 전도층(132)은 FTO(F-doped SnO2) 또는 ITO(indium Tin Oxide) 또는 ZnO등으로 이루어질 수 있다.
그리고, 제1글래스(110)의 상기 투명 전도층(132)의 위에 반도체 전극층(140)이 형성될 수 있다.
상기 반도체 전극층(140)은 이산화 티탄(TiO2)의 나노입자에 염료분자가 입혀져 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1글래스(110)와 마주보는 제2글래스(110)의 표면에 투명 전도층(134)이 도포된다. 상기 제2글래스(110)의 표면에 형성되는 투명 전도층(134)은 상기 제1글래스(110)의 투명 전도층(132)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제2글래스(110)의 투명 전도층(134) 위에 대향 전극층(150)이 형성된다. 상기 대향 전극층(150)은 백금(Pt)의 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 반도체 전극층(140)과 대향 전극층(150) 사이에 전해질층(160)이 형성된다. 상기 전해질층(160)은 전하가 상기 반도체 전극층(140)과 대향 전극 층(150) 사이로 운반될 수 있도록 아이오다이드(Iodide)와 트리아이오다이드(Trioxidide) 산화 환원 쌍으로 이루어져 이온성 액체 고분자 젤을 형성하는 것으로 산화 환원에 의해 상대전극으로부터 전자를 받아 염료에 전달하는 역할을 하게 된다.
한편, 상기 전해질층(160)은 제조공정상 투명 전도층(132,134) 및 반도체 전극층(140)과 대향 전극층(150)이 형성된 상기 제1글래스(110)와 제2글래스(120)가 합착된 후에 그 사이에 주입되는 것이 일반적이다. 이하, 상기 제1글래스(110)와 제2글래스(120)가 합착된 것을 유리기판(100)이라 칭하기로 한다.
따라서, 상기 제1글래스(110) 또는 제2글래스(120) 중 어느 일측에 상기 제1글래스(110)와 제2글래스(120) 사이의 공기가 배출되는 공기배출구(114) 및 상기 제1글래스(110)와 제2글래스(120)의 사이로 전해질을 주입하는 전해질 주입구(112)가 형성될 수 있다.
상기 공기배출구(114) 및 전해질 주입구(112)는 제1글래스(110)와 제2글래스(120)의 합착 전 또는 합착 후에 드릴링 머신(미도시) 또는 레이져(미도시)등을 이용하여 형성될 수 있다.
본 실시예의 설명에서는 상기 공기배출구(114) 및 전해질 주입구(112)가 제1글래스(110)에 형성되는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 제2글래스(120)에 형성될 수도 있다.
또한, 상기와 같은 공기배출구(114) 및 전해질 주입구(112)는 한 쌍이 형성될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 유리기판(100)에 복수개가 형성될 수도 있 다. 물론, 상기 공기배출구(114) 및 전해질 주입구(112)의 형성개수는 목표하는 전해질 충진속도에 따라 정해질 수 있다.
상기와 같이 공기배출구(114)와 전해질 주입구(112)가 형성된 제1글래스(110)와 제2글래스(120)는 서로 합착된 후에 내부에 상기 전해질 주입구(112)를 통해서 상기 제1글래스(110)와 제2글래스(120) 사이에 이하에서 설명하는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치를 통하여 전해질이 충진될 수 있다. 이 때, 상기 유리기판(100)사이에 충진되는 전해질의 용매는 반응성이 없는 나이트라일 계열용매로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 상기에서 설명한 공기배출구(114) 및 전해질 주입구(112)가 형성된 염료감응식 태양전지에 전해질을 충진하는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치에 대해서 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이지(210) 및 진공부(220)와 전해질 주입부(230)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 스테이지(210)는 공기배출구(114) 및 전해질 주입구(112)가 형성되어 서로 합착된 상태의 제1글래스(110)와 제2글래스(120)가 반입되어 안착되도록 이루어진다.
상기와 같은 스테이지(210)는 평면상 이동이 가능하며 놓여진 제1글래스(110)와 제2글래스(120)를 흡착하여 고정가능하도록 이루어진다.
상기 진공부(220)는 진공펌프(222)와 진공노즐(224) 및 제1밸브(226)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 진공펌프(222)는 음압을 형성하는 구성요소이며, 펌프 또는 진공이 형성되는 챔버의 형태로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 진공노즐(224)은 상기 제1글래스(110)의 공기배출구에 선택적으로 결합되어 제1글래스(110)와 제2글래스(120) 사이의 공기를 흡입하도록 이루어지며, 상하 이동이 가능하게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제1밸브(226)는 상기 진공펌프(222)와 진공노즐(224) 사이에 구비되어 진공노즐(224)을 개폐하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전해질 주입부(230)는 전해질 탱크(232)와, 전해질 주입노즐(234)과 제2밸브(236)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 전해질 탱크(232)는 내부에 전해질 액이 보관되어 있으며, 상기 전해질 주입노즐(234)은 상기 전해질 탱크와 연결되며 상기 제1글래스(110)의 전해질 주입구(112)에 선택적으로 결합되어 상기 전해질 탱크(232)의 전해질을 제1글래스(110)와 제2글래스(120)의 사이에 주입시키도록 이루어진다. 그리고, 상기 전해질 주입노즐(234) 또한 상기 진공노즐(224)과 유사하게 상하로 이동이 가능하게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제2밸브(236)는 상기 전해질 탱크(232)와 전해질 주입노즐(234) 사이에 구비되어 상기 전해질 주입노즐(234)을 개폐하도록 이루어질 수 있다.
상기와 같은 진공노즐(224) 및 전해질 주입노즐(234)은 한 쌍으로 이루어질 수도 있고, 복수쌍이 구비되어 도 3에 도시된 바와 같이 유리기판(100)에 형성된 복수개의 공기배출구(114) 및 전해질 주입노즐(234)에 한번에 작업이 이루어지도록 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 제1글래스(110)와 제2글래스(120) 사이에 세척유체를 주입하여 제1글래스(110)의 반도체 전극층(140) 및 제2글래스(120)의 대향전극층(150)의 표면을 세척하는 세척유체 주입부(240)가 더 구비될 수 있다.
상기 세척유체 주입부(240)는 도 6에 도시된 바와 같이, 세척탱크(242)와 세척노즐(244)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상게 세척탱크(242)는 세척유체를 저장하도록 이루어지며, 상기 세척노즐(244)은 상기 세척탱크(242)와 연결되며 상기 전해질 주입구(112) 또는 공기배출구(114)와 선택적으로 결합되어 세척유체를 상기 제1글래스(110)와 제2글래스(120)의 사이로 주입시키도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 세척탱크(242)와 세척노즐(244)사이에는 제3밸브(246)가 구비되어 세척노즐(244)을 개폐하도록 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 세척유체는 질소 또는 아르곤 등의 불활성 기체가 사용될 수 있다.
상기와 같이 이루어진 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치는 다음과 같은 전해질 충진방법에 따라 전해질을 충진시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 염료감응식 태양전지용 전해질 주입방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 반입단계(S110), 정렬단계(S120), 진공형성단계(S140), 주입단계(S150)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 반입단계(S110)는 상기 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치의 스테이지(210)에 제1글래스(110)와 제2글래스(120)가 합착된 유리기판(100)이 반입되는 단계이다.
상기 정렬단계(S120)는 상기 스테이지(210)에 반입된 유리기판(100)에 형성된 공기배출구(144) 및 전해질 주입구(112)를 상기 진공노즐(224)과 전해질 주입노즐(234)의 위치에 대응되도록 정렬하는 단계이다.
그리고, 정렬이 이루어진 후에는 상기 진공노즐(224) 및 전해질 주입노즐(234)이 하강하여 상기 공기배출구(114)와 전해질 주입구(112)에 결합된다.
진공형성단계(S140)는 상기 진공펌프(222)가 작동하고 및 제1밸브(226)가 개방되어 상기 유리기판(100)내의 공기를 흡입하여 내부에 진공을 형성한다.
상기 유리기판(100) 내부에 진공이 형성되면, 주입단계(S150)가 수행된다. 상기 주입단계(S150)에서는 상기 전해질 주입부(230)에서 상기 전해질 주입구(112)를 통해 유리기판(100) 내부에 전해질을 주입한다.
이 때, 상기 유리기판(100) 내부에 진공이 형성되어 있으므로, 전해질이 음압에 의해 빨려들어가게 되어 충진속도가 향상될 수 있다. 또한, 유리기판(100) 내부가 진공상태이므로 전해질이 빈틈없이 구석구석 충진되어 충진효율이 향상될 수 있다. 또한, 유리기판(100) 내부에 공기 또는 산소가 없으므로 전해질액이 산화되는 것이 방지되어 수명이 향상될 수도 있다.
물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 진공형성단계(S140)와 주입단계(S150)가 동시에 진행될 수 있다. 즉, 상기 진공형성단계(S140)에서 유리기판(100) 내부에 음압을 형성시키면서 상기 전해질이 주입되어 상기 진공부(220)가 전해질을 빨아들이면서 충진시키는 형태로 이루어질 수 도 있다.
상기 주입단계(S150)에서 전해질의 충진이 완료된 후에는 실링단계(미도시)가 수행되어 상기 전해질 주입구(112) 및 공기배출구(114)를 밀폐할 수 있다.
한편, 상기 유리기판(100) 내부에 이물질을 세척하는 세척단계(S130)가 상기 유리기판(100) 내부에 전해질이 충진되기 전에 수행될 수 있다.
본 실시예의 설명에서는 상기 세척단계(S130)가 상기 진공형성단계(S140)의 전에 수행되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 세척단계(S130)에서는 상기 유리기판(100) 내부에 질소 또는 아르곤등의 불활성 가스를 주입한 후 배출시켜 유리기판(100) 내부를 세척하는 단계이다.
상기 세척단계(S130)에서 주입된 가스는 상기 진공형성단계(S140)에서 배출될 수 있다.
또한, 상기 세척단계(S130)는 복수회 반복될 수 있다.
이하에서는, 상기 진공형성단계(S140) 및 주입단계(S150)를 도 8을 참고하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
상기 진공형성단계(S140)는 제2밸브 차단단계(S142), 제1밸브 개방단계(S144), 진공펌프 작동단계(S146), 제1밸브 차단단계(S148) 및 진공펌프 중지단계(S149)를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 정렬되어 전해질 주입부(230) 및 진공부(220)가 전해질 주입구(112) 및 공기배출구(114)에 결합된 후 상기 제2밸브 차단단계(S142)에서 상기 제2밸브(236)가 차단되어 사기 전해질 주입부(230)로부터 전해질이 유입되는 것을 차단한다.
그리고, 상기 제1밸브 개방단계(S144)에서 제1밸브(226)가 개방된 후 진공펌프 작동단계(S146)에서 상기 진공펌프(222)가 on 되어 유리기판(100) 내부의 공기를 상기 진공노즐(224)을 통해 추출한다.
상기 유리기판(100) 내부의 공기가 배출되면 상기 제1밸브(226)가 차단되는 제1밸브 차단단계(S148) 및 진공펌프(222)가 off 되는 진공펌프 중지단계(S149)가 수행된다.
한편, 상기 주입단계(S150)는 제2밸브 개방단계(S152) 및 전해질 주입단계(S150), 그리고 제2밸브 차단단계(S156)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2밸브 개방단계(S152)는 상기 진공형성단계(S140)의 진공펌프 중지단계(S149) 후에 수행될 수 있으며 전해질 주입부(230)의 제2밸브(236)를 개방하는 단계이다.
상기 제2밸브(236)가 개방되면 전해질 탱크(232)에 담겨있던 전해질이 전해질 주입노즐(234)을 통해 제1글래스(110)와 제2글래스(120)의 사이로 주입되는데, 이 때, 상기 진공형성단계(S140)에서 형성시킨 상기 유리기판(100) 내부에 진공에 의해 상기 전해질이 빨려들어가 유리기판(100) 내부에 전해질이 충진된다.
상기 전해질의 충진이 완료되면 상기 제2밸브 차단단계(S156)가 수행되어 제2밸브(236)가 차단되어 전해질 주입이 중지된다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제1밸브(226)가 차단되고 진공펌프(222)가 작동중지된 후에 제2밸브(236)가 개방되어 전해질이 충진되는 것을 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 제1밸브(226)가 개방되고 진공펌프(222)가 작동 중에 제2밸브(236)가 개방되어 진공펌프(222)가 전해질액을 흡입하여 전해질의 충진이 이루어지도록 할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
도 1은 일반적인 염료감응식 태양전지의 구조를 도시한 사시도;
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 염료감응식 태양전지의 구조를 도시한 분해 사시도;
도 3은 도 2의 염료감응식 태양전지를 도시한 상면도;
도 4는 도 2의 염료감응식 태양전지의 단면도;
도 5는 본 발명의 염료감응식 태양전지용 전해질 충전장치의 일 형태를 도시한 측면도;
도 6은 도 5의 염료감응식 태양전지용 전해질 충전장치의 세척유체 주입부를 도시한 측면도;
도 7은 본 발명의 염료감응식 태양전지용 전해질 충전방법의 한 형태를 도시한 순서도; 및
도 8은 도 7의 진공형성단계 및 주입단계를 자세하게 도시한 순서도 이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
110: 제1글래스 112: 전해질 주입구
114: 공기 배출구 120: 제2글래스
132,134: 투명 전도층 140: 반도체 전극층
150: 대향 전극층 160: 전해질층
210: 스테이지 220: 진공부
222: 진공펌프 224: 진공노즐
226: 제1밸브 230: 전해질 주입부
232: 전해질 탱크 234: 전해질 주입노즐
236: 제2밸브 240: 세척유체 주입부
242: 세척탱크 244: 세척노즐
246: 제3밸브 S110: 반입단계
S120: 정렬단계 S130: 세척단계
S140: 진공형성단계 S142: 제2밸브 차단단계
S144: 제1밸브 개방단계 S146: 진공펌프 작동단계
S148: 제1밸브 차단단계 S149: 진공펌프 중지단계
S150: 주입단계 S152: 제2밸브 개방단계
S154: 전해질 주입단계 S156: 제2밸브 차단단계
Claims (11)
- 반입된 염료감응식 태양전지가 안착되어 고정되는 스테이지;상기 스테이지에 안착된 태양전지의 유리기판 표면에 형성된 공기배출구에 결합되어 상기 태양전지의 유리기판 사이의 공기를 추출하는 진공부;상기 스테이지에 안착된 태양전지의 유리기판 표면에 형성된 전해질 주입구에 결합되어 상기 태양전지 유리기판 사이에 전해질을 주입하는 전해질 주입부;를 포함하여 이루어지는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치.
- 제1항에 있어서,상기 진공부는,진공펌프;상기 태양전지 유리기판에 형성된 공기배출구에 결합되는 진공노즐;상기 진공노즐과 진공펌프를 선택적으로 개폐하는 제1밸브;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치.
- 제1항에 있어서,상기 전해질 주입부는,전해질액이 충진된 전해질 탱크;상기 태양전지 유리기판에 형성된 전해질 주입구와 결합되는 전해질 주입노즐;상기 전해질 탱크와 전해질 주입노즐을 선택적으로 개폐하는 제2밸브;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치.
- 제1항에 있어서,상기 태양전지의 양 유리기판 사이에 세척유체를 주입하는 세척유체 주입부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치.
- 제4항에 있어서,상기 세척유체 주입부는,세척유체가 충진된 세척탱크;상기 전해질 주입구에 결합되어 세척탱크의 세척유체를 상기 양 유리기판 사이로 주입하는 세척노즐;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진장치.
- 제4항에 있어서,상기 세척유체는 질소가스인 것을 특징으로 하는 염료감응식 태양전지용 전 해질 충진장치.
- 스테이지에 안착된 태양전지의 유리기판 표면에 형성된 공기배출구와 전해질 주입구에 진공부의 진공노즐과 전해질 주입부의 전해질 주입노즐을 위치시키는 정렬단계;상기 태양전지의 양 유리기판 사이 내부의 공기를 추출하는 진공형성단계;진공상태의 상기 태양전지의 양 유리기판 사이 내부에 전해질을 주입하는 주입단계;를 포함하여 이루어지는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진방법.
- 제7항에 있어서,상기 태양전지의 양 유리기판 사이 내부를 세척하는 세척단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진방법.
- 제8항에 있어서,상기 세척단계는,상기 태양전지의 양 유리기판 사이에 질소를 주입하는 것을 특징으로 하는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진방법.
- 제9항에 있어서,상기 세척단계에서 주입된 질소는 상기 진공형성단계에서 외부로 추출되는 것을 특징으로 하는 염료감응식 태양전지용 전해질 충진방법.
- 서로 소정간격 이격되어 형성되며 어느 일측에 공기배출구와 전해질 주입구가 형성되는 제1글래스 와 제2글래스;상기 제1글래스 및 제2글래스의 표면에 도포되는 투명 전도층;상기 제1글래스 및 제2글래스 중 어느 일측에 형성되는 반도체 전극층;상기 제1글래스 및 제2글래스 중 다른 일측에 형성되는 대향전극층;을 포함하여 이루어지는 염료감응식 태양전지.
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