KR101016099B1 - 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 태양전지와 그 제조방법 - Google Patents
염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 태양전지와 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 불용성의 탄소나노선재를 에틸알콜 등과 같은 유기계 용매에 분산시킨 후 염료감응태양전지 상대전극에 코팅, 증착하여 사용하는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 태양전지와 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법은 소정 비율로 유기결합제, 탄소나노선재, 유기용매를 준비하고, 상기 유기결합제를 상기 유기용매에 녹여 유기분산용액을 제조하는 단계; 상기 유기분산용액에 상기 탄소나노선재를 혼합하여 유기계 탄소나노선재 페이스트를 만드는 단계; 상기 유기계 탄소나노선재 페이스트를 기판 위에 코팅하여 상대전극을 제조하는 단계; 상기 상대전극을 소정의 온도에서 소성시켜 탄소나노선재 전극막을 제조하는 상대전극 열처리 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 염료감응 태양전지의 상대전극의 제조공정이 단순해지고, 수계 탄소나노선재를 이용함으로써 전극의 열화 가능성이 있는 염료감응 태양전지의 신뢰도가 향상됨과 동시에 다양한 기판에 전극을 형성시킬 수 있게 된다.
탄소나노선재, 유기용제, 유기결합제, 염료감응태양전지, 상대전극
Description
본 발명은 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 태양전지와 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 불용성의 탄소나노선재를 에틸알콜 등과 같은 유기계 용매에 분산시킨 후 염료감응태양전지 상대전극에 코팅, 증착하여 사용하는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 태양전지와 그 제조방법에 관한 것이다.
탄소나노선재는 한 개의 탄소원자가 인접한 이웃 탄소원자와 결합하여 육각형의 벌집구조를 가지고 있는 흑연재질의 탄소나노소재로서 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 플러렌 등을 포함한다.
탄소나노튜브는 그 직경이 보통 수 내지 수십 나노미터 크기이며 길이는 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터에 이르는 등 직경과 길이의 비가 10~10,000 될 정도로 그 차이가 매우 크고 내부가 비어 있는 길이가 긴 원통형 탄소재료이다. 전기저항이 10-4 Ωcm 로 높은 전기전도성을 가지고 있으며 비표면적이 넓어 전기재료로서 적용가능성이 높은 소재이다.
탄소나노섬유의 경우 탄소나노튜브에 비해 직경이 10 배 이상으로 크며, 내부가 충진되어 있는 섬유상의 탄소소재이다.
이러한 탄소나노선재는 흑연소재 특유의 우수한 전기적, 기계적, 열적 특성을 가지고 있으며, 복합재, 코팅재, 전자재료 등 매우 넓은 산업분야에서 사용될 수 있는 소재이다.
최근 고유가 및 화석연료의 사용으로 인한 환경오염 등의 문제로 인해 청정 대체에너지에 관한 관심이 높아지고 있다.
이 가운데 가장 안정적으로 전기를 생산하면서 환경에 대한 부담을 줄일 수 있는 대체에너지원으로 태양전지가 각광을 받고 있으며 차세대 태양전지로서 염료감응태양전지의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
염료감응 태양전지는 태양광이 염료에 닿았을 때 광합성 원리에 의하여 전기에너지로 변환하는 성질을 이용한 것으로 유리기판 또는 고분자수지 등과 같은 플렉시블한 기판위에 음극, 염료, 전해질, 상대전극, 투명전도성 전극으로 구성한다. 음극은 넓은 밴드갭을 가지는 n형 산화물 반도체로서 주로 TiO2, ZnO, SnO2 등으로 구성되며 이 표면에 염료가 코팅되어 있다.
태양광이 염료감응태양전지에 입사되면 염료속의 n형 산화물 반도체에서 전자가 태양에너지를 흡수하여 상위 준위로 여기되고 전자가 빠져 나간 하위전위의 빈자리는 전해질 속의 이온으로부터 전자가 공급되어 빈자리가 채워지고 전해질 이 온은 양극인 상대전극으로부터 전자를 공급받아 전기에너지가 발생하게 된다.
최종적으로 전자를 공급하는 상대전극은 높은 전기전도도와 넓은 표면적 및 우수한 촉매특성이 요구되는데 주로 백금, 팔라듐, 은, 금 등의 귀금속 또는 카본블랙, 그라파이트와 같은 탄소소재가 사용된다.
금속계 상대전극은 백금, 팔라듐, 금, 은 등과 같은 귀금속을 나노입자화하여 유리기판 등에 코팅하여 사용하는 것으로서, 귀금속 나노입자는 장축과 단축의 비율이 1 내외로서 넓은 표면적을 확보하기 위해서는 많은 량의 나노입자가 소요되고 코팅을 위한 설비가 복잡한 문제점이 있다.
카본블랙, 그라파이트 등의 탄소계 상대전극은 귀금속계 나노입자보다 입자의 크기가 자유롭고 다공성으로 손쉽게 표면적은 높일 수 있으나 귀금속계 상대전극에 비해 촉매반응속도가 낮아 광전환 효율을 높이는데 한계가 있다.
따라서, 상업적으로 적용가능한 염료감응 태양전지 효율을 달성하기 위해서는 대면적화/고기능화가 필요하므로 가격이 저렴하면서도 표면적과 전기전도도가 높은 새로운 상대전극 소재 및 제조공정이 필요하다.
이상과 같은 염료감응형 태양전지의 광전변환 효율은 전극의 성능에 크게 의존한다. 염료감응형 태양전지의 최대전력 부근에서의 전력 손실을 방지하고 효율을 향상시키기 위해서는 상대전극의 전기촉매 성능이 매우 중요한데, 현재는 백금이 그 우수한 촉매 특성으로 인하여 널리 이용되고 있다.
백금을 이용하는 상대전극은 일반적으로 전자 빔 증착법(electron-beam evaporation)을 이용하여 제조되거나, 스퍼터링 (sputtering)방법에 의해 제조되는 데, 제조공정이 까다롭고 제조비용이 높은 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상대전극으로서 상기 탄소나노선재의 사용에 대한 연구가 진행되고 있다. 탄소나노선재의 경우 단축과 장축의 비가 1000에서 10,000 이상이 될 정도로 긴 섬유상을 가지고 있어 구형의 소재보다 적은 량으로 전극을 제조할 수 있고 탄소나노선재의 뛰어난 전기전도도 특성과, 넓은 표면적의 특성을 이용하여 상대전극의 전해질/전극계면에서의 전해질의 산화환원반응에 대한 촉매작용을 향상시키고, 상대전극 표면에서의 전자전달속도를 높일 수 있는 특징을 가지고 있다.
탄소나노선재를 이용한 염료감응태양전지에 관한 특허로서는 태양전지용 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 태양전지(삼성전자, 10-2006-0008870), 태양전지용 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 태양전지 (삼성전자, 10-2005-0115471), 탄소나노선재 전극을 이용한 염료감응형 태양전지 모듈 및 그 제조방법(한국전기연구원, 10-2006-0119439), 탄소나노선재 전극을 이용한 염료감응형 태양전지 모듈(한국전기연구원, 10-2005-0115361), 탄소나노선재와 열전발전소자를 갖는 복합 염료감응형태양전지(한국전기연구원, 10-2004-0093446), 후열처리과정을 거친 탄소나노선재 전극 및 이를 이용한 염료감응형 태양전지(한국전기연구원, 10-2006-0088792), 액상탄소나노선재를 이용한 태양전지 상대전극에 관한 특허로는 유기계 탄소나노선재 페이스트 조성물과 이를 이용한 유기계탄소나노선재 전극 및 그 제조방법, 그리고 그 유기계탄소나노선재 전극을 이용한 염료감응형 태양전지(한국전기연구원, 10-2006-0088790) 등이 있다.
상기한 종래의 염료감응태양전지 제조방식은 주로 기판에 탄소나노선재를 수직 배향 성장시켜 탄소나노선재를 코팅하여 태양전지를 제조하는 방식(10-2006-0008870, 10-2005-0115471) 또는 외부에서 성장시킨 탄소나노선재를 플렉시블한 전극에 전사하는 방식(10-2006-0119439, 10-2005-0115361, 10-2006-0088792, 10-2006-0088790)으로 태양전지를 제조하는 방식이 제시되고 있다.
탄소나노선재를 수직배향 성장시키는 방식의 경우 탄소나노선재의 배향성은 우수하나 고분자와 같은 저융점의 플렉시블한 소재를 사용하기 어려운 단점을 가지고 있으며, 전사방식 역시 탄소나노선재의 분산용매에 따른 분산성으로 인해 탄소나노선재 페이스트를 제조하기 어려운 문제점을 가지고 있다.
특히 수계 탄소나노선재전극은 기판과의 접착력이 그다지 높지 않아, 기판코팅된 후에도 탄소나노선재 전극막이 기판으로부터 분리되거나 흐르는 등 상대전극의 수명이 단축되는 현상을 초래하며, 결과적으로 염료감응형태양전지의 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
또한 이러한 수계탄소나노선재는 유리기판과 같은 극성이 있는 표면에 잘 부착되는 경향이 있고, 플라스틱기판과 같은 플렉시블한 비극성표면을 가지는 물질은 잘 부착되지 않아 그 활용분야가 제한적으로 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제조공정이 단순한 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노 선재를 이용한 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 태양전지와 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 수계 탄소나노선재를 이용함으로써 전극의 열화 가능성이 있는 염료감응 태양전지의 신뢰도를 향상시킴과 동시에 다양한 기판에 전극을 형성시킬 수 있는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 태양전지와 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법은 0.5~20wt% : 1~40wt% : 나머지wt%의 비율로 유기결합제, 탄소나노선재, 유기용매를 준비하고, 상기 유기결합제를 상기 유기용매에 녹여 유기분산용액을 제조하는 단계; 상기 유기분산용액에 상기 탄소나노선재를 혼합하여 유기계 탄소나노선재 페이스트를 만드는 단계; 상기 유기계 탄소나노선재 페이스트를 기판 위에 코팅하여 상대전극을 제조하는 단계; 상기 상대전극을 50~400℃의 온도에서 소성시켜 탄소나노선재 전극막을 제조하는 상대전극 열처리 단계를 포함한다.
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또한 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법에 있어서, 상기 탄소나노선재는 볼밀링법(ball milling), 그라인딩법 (grinding), 3롤밀링법(3 roll milling), 고에너지볼밀링법(high ball milling) 중의 어느 하나의 방법에 의해 페이스트로 제조된다.
또한 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법에 있어서, 상기 탄소나노선재 페이스트는 닥터블레이드법(doctorblade), 스크린프린팅법(screenprinting), 롤프린팅법(Roll printing), 스프레이법(spray), 스핀코팅법(spincoating), 딥핑법(dipping) 중의 어느 하나의 방법에 의해 상기 기판 위에 코팅된다.
또한 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법에 있어서, 상기 상대전극용 기판은 유리기판, 투명전도막이 코팅되어 있는 FTO 또는 ITO 전도성 기판, 전도성 플라스틱, 알루미나기판, 마그네시아 세라믹기판을 포함하는 절연성 기판 중의 어느 하나이다.
또한 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법에 있어서, 상기 유기용매는 에틸알콜, 메틸알콜, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸 이소케톤, 에틸렌글리콜류, 아닐린류, 톨루엔, 클로로포름 중에서 선택되는 하나 또는 2개 이상의 용액이다.
또한 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법에 있어서, 상기 유기결합제는 폴리비닐부티랄이다.
또한 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법에 있어서, 상기 탄소나노선재는 단일벽탄소나노선재, 다중벽탄소나노선재, 탄소나노섬유, 나노카본 중의 어느 하나이다.
또한 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극은 0.5~20wt% : 1~40wt% : 나머지wt%의 비율로 유기결합제, 탄소나노선재, 유기용매를 준비하고, 상기 유기결합제를 상기 유기용매에 녹여 유기분산용액을 제조하는 단계; 상기 유기분산용액에 상기 탄소나노선재를 혼합하여 유기계 탄소나노선재 페이스트를 만드는 단계; 상기 유기계 탄소나노선재 페이스트를 기판 위에 코팅하여 상대전극을 제조하는 단계; 상기 상대전극을 50~400℃의 온도에서 소성시켜 탄소나노선재 전극막을 제조하는 상대전극 열처리 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조된다.
또한, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 0.5~20wt% : 1~40wt% : 나머지wt%의 비율로 유기결합제, 탄소나노선재, 유기용매를 준비하고, 상기 유기결합제를 상기 유기용매에 녹여 유기분산용액을 제조하는 단계; 상기 유기분산용액에 상기 탄소나노선재를 혼합하여 유기계 탄소나노선재 페이스트를 만드는 단계; 상기 유기계 탄소나노선재 페이스트를 기판 위에 코팅하여 상대전극을 제조하는 단계; 상기 상대전극을 50~400℃의 온도에서 소성시켜 탄소나노선재 전극막을 제조하는 상대전극 열처리 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조되는 상대전극을 포함한다.
이상과 같은 구성에 의한 본 발명의 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 태양전지와 그 제조방법에 따르면, 제조공정이 단순해지고, 수계 탄소나노선재를 이용함으로써 전극의 열화 가능성이 있는 염료감응 태양전지의 신뢰도가 향상됨과 동시에 다양한 기판에 전극을 형성시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명의 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 염료감응 태양전지의 상대전극의 제조방법에 따르면 전기전도도 및 기판과의 접착성이 우수한 유기계탄소나노선재 전극을 제조할 수 있게 된다.
이하에서 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극, 이를 포함하는 태양전지와 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법의 일실시예를 설명하는 흐름도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법은 용매, 결합제, 탄소나노선재를 준비하는 단계(101), 유기계 탄소나노선재 페이스트를 만드는 단계(103), 상대전극 제조단계(105), 상대전극 열처리 단계(107)로 구성된다.
용매, 결합제, 탄소나노소재 준비하는 제1단계(101)에서는 우선, 액상탄소나노선재 전체중량부에 대해 0.5~50.0 중량부의 유기결합제를 유기용매에 녹여 유기분산용액을 제조한다. 또한 액상탄소나노선재 전체중량부에 대해 1~40 중량부의 탄소나노선재분말을 준비한다. 즉 유기결합제 : 탄소나노선재 : 유기용매의 비율은 중량비로 0.5~20wt% : 1~40wt% : 나머지wt%로 준비한다.
유기용매로는 에틸알콜, 메틸알콜, 이소프로필 알코올 등과 같은 알코올류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸 이소케톤 등과 같은 케톤류, 에틸렌글리콜류, 아닐린류, 톨루엔, 클로로포름 등 중에서 선택되는 하나 또는 2개 이상의 용액을 사용하며, 탄소나노선재의 분산이 용이한 에틸알콜을 사용하는 것이 바람직하다.
유기결합제는 상기 유기용제에 용해 가능한 유기결합제 중에서 상기 탄소나노선재의 분산성 및 결합력을 향상시킬 수 있는 폴리비닐부티랄이 사용되는 것이 바람직하다.
탄소나노선재는 단일벽탄소나노선재, 다중벽탄소나노선재, 탄소나노섬유, 나노카본 등이 사용될 수 있다.
이어서, 상기 유기분산용액에 상기 탄소나노선재분말을 혼합하여 유기계탄소나노선재페이스트를 만든다.(103) 여기에서 페이스트형성방법은, 볼밀링법(ball milling), 그라인딩법 (grinding), 3롤밀링법(3 roll milling), 고에너지볼밀링법(high ball milling) 중에서 목적에 따라 어느 하나의 방법을 선택적으로 사용한다. 이 단계에서 제조되는 유기계탄소나노선재 페이스트 조성물은 액상탄소나노선재 전체중량부에 대해 1~40 중량부의 탄소나노튜브 분말과, 전체중량부에 대해 0.5~50 중량부의 유기결합제의 조성으로 이루어진다. 즉 유기결합제 : 탄소나노선재 : 유기용매의 조성비율은 중량비로 0.5~20wt% : 1~40wt% : 나머지wt%로 된다
다음으로, 제조된 유기계 탄소나노선재 페이스트를 기판 위에 코팅시켜 상대전극을 제조한다.(105) 코팅방법은, 닥터블레이드법(doctorblade), 스크린프린팅 법(screenprinting), 롤프린팅법(Roll printing), 스프레이법(spray), 스핀코팅법(spincoating), 딥핑법(dipping) 중의 어느 하나의 방법에 의해 선택적으로 구현된다.
여기에서 상대전극용 기판은 도전성이 없는 유리기판, 투명전도막이 코팅되어 있는 FTO 또는 ITO 와 같은 전도성 기판, 전도성 플라스틱, 알루미나기판, 마그네시아 등과 같은 세라믹기판을 포함하는 절연성 기판 등의 모든 기판을 사용할 수 있다.
다음으로 상기 상대전극제조단계(105)에 의해 제조된 상대전극을 50~400℃의 온도에서 소성시켜 탄소나노선재 전극막을 제조하여, 유기계 탄소나노선재전극을 완성한다.
도 2는 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 염료감응 태양전지의 상대전극을 포함하는 태양전지의 개념도로서, 본 발명의 염료감응형 태양전지는, 상술한 본 발명의 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법에 의해 제조된 상대전극(201), 전해질층(203) 및 일전극(205)을 구비하는데, 일전극(205)은 기판(207) 위에 형성된 전극(209)과 광흡수층(211)으로 구성되고, 광흡수층(211)은 금속산화물층 가령 TiO2 표면에 염료가 흡착된 층이다.
즉, 유리로 된 투명기판, 투명기판의 내측표면에 형성된 SnO2 재질의 도전성 투명전극 코팅층과, 그 표면에는 염료가 흡착된 TiO2 다공질 음극전극과 상술한 본 발명에 따른 조성물의 탄소나노선재 전극막으로 형성된 양극부의 상대전극과, 상기 음극전극과 상대전극 사이에는 p형 반도체의 역할을 담당하는 전해질로 충진된다.
다음으로 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 염료감응 태양전지의 상대전극의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
<실시예>
유기용매인 에틸알콜 95g, 탄소나노선재분말 10g, 유기결합제인 폴리비닐부티랄 5g을 계량한 후 볼밀링으로 24시간 분산시켜 유기계 탄소나노선재 페이스트를 얻는다.
기판으로는 SnO2 도막이 코팅된 전도성 유리기판(FTO 기판)을 사용하며, 유기계탄소나노선재 페이스트의 도막 형성은 닥터블레이드법으로 구현되고, 도막의 두께는 최대 50um, 전극의 크기는 10x10 mm로 한다.
제조된 유기계탄소나노선재 상대전극 기판은 도막의 안정성과 전기전도도를 감안하여 300℃에서 1시간 열처리 후 상대전극으로 사용한다.
도 3은 본 실시예에 따라 제조된 유기계 탄소나노선재전극의 표면을 나타낸 SEM 사진으로서, 도시된 바와 같이 전체적으로 탄소나노선재의 분산성이 고르고 충진밀도 및 탄소나노선재 전극의 코팅두께가 일정함을 알 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따라 제조된 유기계 탄소나노선재의 전극열처리온도에 따른 전기저항 특성을 나타낸 그래프도로서, 도시된 바와 같이 소성온도가 높아질수록 충진밀도가 높아져서 전기저항이 낮아짐을 볼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법의 일실시예를 설명하는 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 염료감응 태양전지의 상대전극을 포함하는 태양전지의 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 유기계 탄소나노선재전극의 표면을 나타낸 SEM 사진.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 유기계 탄소나노선재의 전극열처리온도에 따른 전기저항 특성을 나타낸 그래프도.
* 도면의 주요부에 대한 부호의 설명
201:상대전극, 203:전해질 층, 205:일전극, 207:극판, 209:전도성 도막, 211:염료를 흡착한 TiO2 도막, 221:기판, 223:전도성 도막, 225:유기계 탄소나노선재 도막, 227:전해질
Claims (11)
- 0.5~20wt% : 1~40wt% : 나머지wt%의 비율로 유기결합제, 탄소나노선재, 유기용매를 준비하고, 상기 유기결합제를 상기 유기용매에 녹여 유기분산용액을 제조하는 단계(101);상기 유기분산용액에 상기 탄소나노선재를 혼합하여 유기계 탄소나노선재 페이스트를 만드는 단계(103);상기 유기계 탄소나노선재 페이스트를 기판 위에 코팅하여 상대전극을 제조하는 단계(105);상기 상대전극을 50~400℃의 온도에서 소성시켜 탄소나노선재 전극막을 제조하는 상대전극 열처리 단계(107)를 포함하는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법.
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- 제1항에 있어서,상기 탄소나노선재는 볼밀링법(ball milling), 그라인딩법 (grinding), 3롤밀링법(3 roll milling), 고에너지볼밀링법(high ball milling) 중의 어느 하나의 방법에 의해 페이스트로 제조되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 탄소나노선재 페이스트는 닥터블레이드법(doctorblade), 스크린프린팅법(screenprinting), 롤프린팅법(Roll printing), 스프레이법(spray), 스핀코팅법(spincoating), 딥핑법(dipping) 중의 어느 하나의 방법에 의해 상기 기판 위에 코팅되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 상대전극용 기판은 유리기판, 투명전도막이 코팅되어 있는 FTO 또는 ITO 전도성 기판, 전도성 플라스틱, 알루미나기판, 마그네시아 세라믹기판을 포함하는 절연성 기판 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 유기용매는 에틸알콜, 메틸알콜, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸 이소케톤, 에틸렌글리콜류, 아닐린류, 톨루엔, 클로로포름 중에서 선택되는 하나 또는 2개 이상의 용액인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 유기결합제는 폴리비닐부티랄인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 탄소나노선재는 단일벽탄소나노선재, 다중벽탄소나노선재, 탄소나노섬유, 나노카본 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극의 제조방법.
- 제1항, 제4항 내지 제9항 중의 어느 한 방법에 의해 제조되는 염료감응 태양전지용 액상 탄소나노선재를 이용한 태양전지의 상대전극.
- 제1항, 제4항 내지 제9항 중의 어느 한 방법에 의해 제조되는 양극부 상대전극을 포함하는 염료감응 태양전지.
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| KR101417996B1 (ko) | 2012-10-08 | 2014-07-16 | 한국전기연구원 | 다중수소결합에 의해 고차구조를 지니는 탄소나노소재를 상대전극으로 이용한 염료감응 태양전지 |
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| KR20100098897A (ko) | 2010-09-10 |
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