KR101048044B1

KR101048044B1 - 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산장치 및 생산방법

Info

Publication number: KR101048044B1
Application number: KR1020100061863A
Authority: KR
Inventors: 신기현; 엄윤식; 안진현; 강현규
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-07-13
Also published as: US8658455B2; KR20110002802A; US20110159628A1

Abstract

롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치 및 생산방법이 개시된다. 본 발명은 염료감응형 태양전지를 연속공정을 통해 생산하는 기술로 각 기능층을 형성하기 위한 기존 공정들을 효율적으로 배치하여 각 공정에 필요한 시간을 단축할 뿐만 아니라 재현 반복성을 향상시키는 등의 자동화 기술을 접목한 것이다. 각 기능층의 형성, 가공 등에 있어서 장시간의 열처리 및 화학적인 공정을 효과적으로 단축할수 있도록 설계되었으며 이에 필요한 공간 또한 효율적으로 활용하여 염료감응형 태양전지를 non-stop공정으로 생산할 수 있도록 설계하였다.

Description

롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산장치 및 생산방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCTING FLEXIBLE ROLL-TO-ROLL DSSC}

본 발명은 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산장치 및 생산방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 염료감응형 태양전지(DSSC)를 플렉시블 롤투롤 연속공정을 이용하여 각 기능층의 형성, 가공 등에 있어서 장시간의 열처리 및 화학적인 공정을 효과적으로 단축할 수 있도록 하는 연속 롤투롤 연속공정을 이용한 염료감응형 태양전지(DSSC)를 생산하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 천연자원의 고갈과 화력 및 원자력 발전에 대한 환경 및 안정성 등의 문제가 대두 되면서, 대표적인 환경친화적 그린 에너지(Green Energy)인 태양광 및 풍력에 대한 연구가 활발히 진행중에 있다.

특히, 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양광 발전시스템은 무한하고 청정에너지라는 관점에서 미래의 대체 에너지원으로 상당히 각광받고 있다.

이러한 장점으로 인하여 태양광 발전시스템은 차량, 장난감, 주거용 발전 및 가로등뿐만 아니라 계통선과 원거리에 떨어져 있는 무인 등대, 시계탑, 통신장비 등 매우 다양한 분야에서 활용되고 있다.

태양광 발전시스템은 시스템의 이용분야, 부하의 종류, 입지 조건 등에 따라 그 구성요소가 달라지지만, 일반적으로 태양전지 모듈, 축전지, 전력 변환기로 구성된다.

태양전지 모듈은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 주고, 축전지는 태양전지 모듈에서 발생한 전기 에너지를 저장하며, 전력 변환기는 태양전지 모듈을 통해 생성된 직류 전력을 교류 전력으로 변환시켜 준다.

태양전지 중에서도 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell;DSSC)은 다음과 같은 장점을 가지고 있다.

Si 솔라 셀에 비해 제조단가가 1/5 수준으로 경제성이 높고, 기존 솔라 셀과 달리 구부림이 가능하고, 투명하게 제조할 수 있어서 응용 분야가 넓을 뿐만 아니라 기존 솔라 셀(Solar Cell)은 온도가 올라가면 구동 효율이 급격히 감소하지만 DSSC는 비교적 넓은 온도 범위에서 일정한 효율을 보인다.

또한, 솔라 셀은 태양의 고도가 시시각각 변하므로 빛의 입사각에 따른 에너지 변환효율이 중요하나 DSSC는 복사선의 입사각에 따라 효율 변화가 크지 않고, 기존의 태양전지 비해 광전 효율이 약 10% 정도로 낮으나 저가 제조 설비 및 공정 기술이 가능하다는 장점이 있기 때문에 연구 개발 중이다.

그러나 DSSC는 실험실에서 일일이 수작업으로 만들 순 있었으나, 상용화를 위한 양산 장비가 없어 대량 생산은 불가능하다는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 TiO2층을 염료에 침지시키는 방식으로 TiO2층을 염색하였으므로, 한번에 많은 양을 염색하기 어려운 단점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 롤투롤 연속공정을 이용하여 DSSC를 연속으로 생산할 수 있는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 기존의 공정들을 효율적으로 배치하여 각 공정에 필요한 시간을 단축할 뿐 아니라 재현 반복성을 향상시켜 자동화를 이룰 수 있는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.

또한, TiO2층을 염료에 침지시키는 방식이 아니라 소결된 TiO2층을 롤러로 이송하면서 염료를 뿌리는 방식으로 염색함으로써, 적은 양의 염료를 사용하여 많은 양의 TiO2층을 염색할 수 있는 염료감응형 태양전지의 생산방법을 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 이산화티타늄(TiO2)층을 스프레이 방식으로 이송 중인 소재 위에 연속적으로 인쇄하는 인쇄부와, 상기 인쇄부를 통해 인쇄된 이산화티타늄층을 열풍으로 소결하는 소결부와, 상기 소결부를 통해 이산화티타늄층이 소결된 소재를 다단의 롤러로 이송하면서 염료를 뿌리는 방식으로 염색하는 염료탱크와, 상기 염료탱크를 빠져나온 소재를 세척하는 수세부와, 상기 수세부에서 세척된 소재를 열풍으로 건조시키는 건조부와, 염색된 이산화티타늄층 위에 전해질을 형성하는 전해질 인쇄부와, 인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분을 실링하기 위하여 실링재료를 형성하는 실링부와, 실링된 소재에 보호필름을 합지하는 합지부를 포함하여 이루어지는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 소결부는 자외선 램프, 적외선 램프, 열풍 순환기가 단독 또는 혼합방식으로 구비될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 염료탱크 하단에 고이는 염료를 재순환시키는 염료순환 펌프와, 상기 염료순환 펌프에서 염료를 공급받는 염료농도 조절장치와, 염료탱크 내의 온도를 조절할 수 있는 온도제어기가 더 설치될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수세부는 상기 염료탱크를 빠져나온 소재가 1차 세척을 하는 수조와, 상기 수조를 통과한 소재를 2차 세척하는 가압식 분무로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 수조에는 와류발생장치를 설치하여 잔여 염료를 세척하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 전해질의 누수방지를 위해 전해질 패턴 주변에 누수방치층을 형성하고, 전해질의 두께를 균일하게 유지하는 블레이드가 더 포함될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 염료감응형 태양전지의 생산방법은 이송중인 소재위에 마스크를 올리고 스프레이 노즐을 이용하여 이산화티타늄(TiO2)층을 형성하는 단계와, 상기 이산화티타늄(TiO2)층을 UV, IR 및 열풍의 단독 또는 혼합방식으로 소결하는 단계와, 상기 이산화티타늄이 인쇄된 이송 중인 소재 위에 염료를 뿌려 이송 중에 침지시키지 않고 염색하는 단계와, 염료탱크를 빠져나온 소재를 세척하는 단계와, 세척된 소재를 열풍으로 건조시키는 단계와, 염색된 이산화티타늄층 위에 전해질을 형성하는 단계와, 인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분에 실링을 위하여 실링 재료를 형성하는 단계와, 실링 재료가 부착된 소재에 보호필름을 합지하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 염료탱크 하단의 배출구를 통하여 염료의 재사용 및 농도를 조절하는 단계와, 염료탱크 내의 염료의 수위를 조절하여 이송중인 소재와 접촉하는 범위를 변경하는 단계와, 염료탱크내의 온도제어를 통해 염색조건을 변화시키는 단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 있어서, 전해질을 형성하는 단계 이후 전해질 누수방지층을 설치하고 블레이드를 이용하여 두께를 균일하게 유지하는 단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 세척하는 단계는, 수조에서 1차 세척하는 단계와, 가압식 분무를 통해 2차 세척하는 단계로 진행될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 염색하는 단계는 이산화티타늄이 인쇄된 이송중인 소재의 상부 또는 측면에서 염료를 스프레이 혹은 드랍방식으로 염색할 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산장치 및 방법에 의하면 각 기능층을 형성하기 위한 기존 공정들을 효율적으로 배치하여 각 공정에 필요한 시간을 단축할 뿐만 아니라 재현 반복성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 각 기능층의 형성, 가공 등에 있어서 장시간의 열처리 및 화학적인 공정을 효과적으로 단축할수 있도록 설계되었으며 이에 필요한 공간 또한 효율적으로 활용하여 염료감응형 태양전지를 non-stop공정으로 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 것으로, TiO2층 형성, TiO2층의 소결, 염색, 수세 및 건조, 전해질 인쇄, sealing재료의 부착 및 sealing을 거쳐 최종 권취되는 모습을 순서대로 도시한 공정도,
도 2는 본 발명에서 TiO2 층을 스프레이 방식으로 이송중인 소재위에 연속적으로 인쇄하는 단계를 설명하기 위한 도면,
도 3은 TiO2층이 인쇄된 소재가 UV, IR 및 열풍등의 단독 혹은 혼합방식으로 소결하는 단계를 설명하기 위한 도면,
도 4는 소결된 TiO2층이 여러단의 비구동롤러 혹은 구동롤에 의해 이송되며 상부 또는 롤러들 사이에 있는 관에서 측면으로 뿌려지는 염료에 염색되는 모습이며 온도조절기에 의해 온도가 조절되는 공정을 예시한 도면,
도 5는 염료탱크내부 하단에 고이는 염료를 펌프를 이용하여 순환시킨후 염료농도 조절장치로 공급하며 염료탱크내의 온도를 조절할 수 있는 온도제어기가 설치되어 있는 공정을 예시한 도면,
도 6은 염료탱크를 빠져나온 소재가 수조에 들어가 1차 세척을 하고 가압식 분무를 통해 2차 세척되고 건조기를 통과하는 공정을 도시한 도면,
도 7은 인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분에 sealing을 위하여 액상의 sealing 재료를 스프레이 방식을 통해 분사하는 공정을 예시한 도면,
도 8은 인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분에 sealing을 위하여 테이프 형태의 sealing 재료를 부착하는 공정을 도시한 도면,
도 9는 염색된 TiO2 층 위에 전해질을 롤타입인쇄 (그라비아, 플랙소, 오프셋 등)를 통해 형성하는 공정을 도시한 도면,
도 10은 기 제작된 전도성 필름과 보호필름의 합지 소재가 sealing재료위에 올라 부착되는 공정을 도시한 도면,
도 11은 전해질의 누수를 막기 위해 전해질패턴 주변에 누수방지층을 형성하고 두께를 균일하게 유지하는 단계를 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 다른 실시예로서, 전해질 인쇄가 고체전해질 합지공정으로 바뀐 전체 공정도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

DSSC는 크게 양극(photoanode), 염료(sensitizer), 상대극(counter electrode), 그리고 전해질(electrolyte)로 구성된다.

DSSC의 양극물질로는 높은 효율 구현과 화학적 안정성으로 인하여 이산화티타늄(Ti02)이 사용된다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 것으로, TiO2층 형성, TiO2층의 소결, 염색, 수세 및 건조, 전해질 인쇄, sealing재료의 부착 및 sealing을 거쳐 최종 권취되는 모습을 순서대로 도시한 공정도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 염료감응형 태양전지의 생산 장치는 롤투롤 연속공정을 통해 염료감응형 태양전지(DSSC)를 생산하며, 이산화티타늄(TiO2)층을 스프레이 방식으로 이송 중인 소재 위에 연속적으로 인쇄하는 인쇄부(10)와, 상기 인쇄부(10)를 통해 인쇄된 이산화티타늄층을 열풍으로 소결하는 소결부(20)와, 상기 소결부(20)를 통해 이산화티타늄층이 소결된 소재를 다단의 롤러(31)로 이송하면서 염료를 뿌리는 방식으로 염색하는 염료탱크(30)와, 상기 염료탱크(30)를 빠져나온 소재를 세척하는 수세부(40)와, 상기 수세부(40)에서 세척된 소재를 열풍으로 건조시키는 건조부(50)와, 염색된 이산화티타늄층 위에 전해질을 형성하는 전해질 인쇄부(60)와, 인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분을 실링하기 위하여 실링재료를 형성하는 실링부(70)와, 실링된 소재에 보호필름을 합지하는 합지부(80)를 포함한다.

도 2는 본 발명에서 TiO2 층을 스프레이 방식으로 이송중인 소재위에 연속적으로 인쇄하는 단계를 설명하기 위한 도면으로서, Electrospray 또는 가압식 스프레이 방식을 이용하여 이송중인 소재(100) 위에 마스크(110)를 올리고 스프레이 노즐(11)을 통해 일정한 패턴을 연속적으로 인쇄하는 방식이다.

도 3은 TiO2층이 인쇄된 소재가 UV, IR 및 열풍등의 단독 혹은 혼합방식으로 소결하는 단계를 설명하기 위한 도면으로서, 상기 소결부(20)는 자외선 램프(21), 적외선 램프(22), 열풍 순환기가 단독 또는 혼합방식으로 구비된다.

소재(100)의 이송속도를 고려하여 자외선 램프(21), 적외선 램프(22)의 개수 및 배열 위치를 조절하며 열풍 순환방식을 통하여 건조기내의 온도를 조절하여 TiO2층의 소결시간을 단축시킨다.

도 4는 소결된 TiO2층이 여러단의 비구동롤러 혹은 구동롤에 의해 이송되며 상부 또는 롤러들 사이에 있는 관에서 측면으로 뿌려지는 염료에 염색되는 모습이며 온도조절기에 의해 온도가 조절되는 공정을 예시한 도면이다.

상기 염료탱크(30)에는 도 5에 도시한 바와 같이, 하단에 고이는 염료를 재순환시키는 염료순환 펌프(32)와, 상기 염료순환 펌프(32)에서 염료를 공급받는 염료농도 조절장치(33)와, 염료탱크 내의 온도를 조절할 수 있는 온도제어기(34)가 설치된다. 온도제어기(34)는 가열 장치, 예를 들어 염료 탱크(30)에 설치되는 통상의 발열 코일에의 전원 공급을 제어하는 것일 수 있다. TiO2층의 염색에 사용되는 염료는 일정 농도를 유지해 주어야할 필요가 있어 주기적인 염료 공급이 필요한데, 상기 염료순환 펌프(32)와 염료농도 조절장치(33)가 이를 담당해주는 역할을 한다.

기존의 염료감응형 태양전지 제작공정에서는 TiO2층을 염료에 침지시키는 방식으로 한번에 많은 양을 염색하기 어려웠으나 본 발명에서는 도 4에 도시한 바와 같이, 연속적으로 이송되는 긴 소재에 대하여 상부 또는 측면에서 염료가 뿌려져 염색되므로 적은양의 염료를 사용하여 장시간 염색할 수있는 방법을 제공한다.

도 6은 염료탱크를 빠져나온 소재가 수조에 들어가 1차 세척을 하고 가압식 분무를 통해 2차 세척되고 건조기를 통과하는 공정을 도시한 도면으로서, 1차세척시 수조(41)내에 와류형성장치(42)를 설치하여 소재표면에 묻은 잔류염료를 효과적으로 제거할수 있으며, 2차세척시 가압식 분무(43)를 통해 깨끗한 세척액으로 세척하는 동시에 마지막 잔류염료제거 작업을 수행한다.

도 7은 인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분에 sealing을 위하여 액상의 sealing 재료를 스프레이 방식을 통해 분사하는 공정을 예시한 도면으로서, 보호필름과 소재를 합지 및 봉지하기 위해 sealing재료가 필요하며 액상형, 테잎형 등의 다양한 형태가 존재한다.

도 8은 인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분에 sealing을 위하여 테이프 형태의 sealing 재료를 부착하는 공정을 도시한 도면이다.

도 9는 염색된 TiO2 층 위에 전해질을 롤타입인쇄 (그라비아, 플랙소, 오프셋 등)를 통해 형성하는 공정을 도시한 도면으로서, 상용 롤타입 인쇄 장치를 이용해 중고체 타입의 전해질을 요구되는 두께로 인쇄한다.

도 10은 기 제작된 전도성 필름과 보호필름의 합지 소재가 sealing재료위에 올라 부착되는 공정을 도시한 도면이다.

sealing 재료는 고온에서 압력을 가할 경우 접착성이 강해지며 이러한 성질을 이용하여 요철이 있는 접압 롤러를 이용하여 전해질의 흐름을 최대한 방지하면서 sealing 소재에 압력을 가하면서 가열한다.

도 11은 전해질의 누수를 막기 위해 전해질패턴 주변에 누수방지층을 형성하고 두께를 균일하게 유지하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.

전해질의 두께가 주변 재료보다 두꺼울 경우 합지 및 봉지공정시 도 11의 (a)에서 보는 바와 같이, 전해질이 누수된다.

따라서, 전해질의 누수방지를 위해 전해질 패턴 주변에 누수방치벽(61)을 형성하고, 전해질의 두께를 균일하게 유지하도록 블레이드(62)로 깍아주어 전해질의 누수를 방지한다. 구체적으로 도 11에 도시되는 바와 같이 젤타입의 전해질을 인쇄 공정을 통하여 인쇄한 후에, 테이프 방식으로 전해질의 주변에 누수방지벽(61)을 형성한다. 누수 방지벽을 형성한 후에 블레이딩을 하고, 스프레이(도 7참조)/테이프 방식(도 8 참조)으로 누수방지벽(61) 위에 실링 소재를 도포한 후에 보호필름을 합지한다.

도 11의 (b)는 블레이드로 깍지 않아 두께가 불균일 할 경우, 전해질이 누수되는 것을 나타낸다.

이와 같은 본 발명의 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치를 통한 생산 방법은 다음과 같다.

먼저, TiO2 층을 스프레이 방식으로 이송중인 소재위에 연속적으로 인쇄하는 단계와, TiO2층을 인쇄된 소재가 UV, IR 및 열풍등의 단독 혹은 혼합방식으로 소결되면, 소결된 TiO2층이 여러단의 비구동롤러 혹은 구동롤에 의해 이송되며 상부 또는 롤러들 사이에 있는 관에서 측면으로 뿌려지는 염료에 염색된다.

염료탱크(30) 내부 하단에 고이는 염료를 펌프(32)를 이용하여 순환시킨후 염료농도 조절장치(33)로 공급하며, 온도제어기(34)로 염료탱크(30)내의 온도를 조절하면, 염료탱크(30)를 빠져나온 소재가 수조(41)에 들어가 1차 세척을 하고 가압식 분무(43)를 통해 2차 세척되고나서 건조기(50)를 통과한다.

이후, 염색된 TiO2 층 위에 전해질을 롤타입인쇄 (그라비아, 플랙소, 오프셋 등)를 통해 형성한다. 이때, 전해질의 누수를 막기 위해 전해질패턴 주변에 누수방지층을 형성하고 블레이드를 이용하여 두께를 균일하게 유지한다.

이후, 인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분에 sealing을 위하여 실링 재료를 형성한다.

이때, 도 7에 도시한 바와 같이, 액상의 sealing 재료를 스프레이 방식을 통해 분사하거나, 도 8에 도시한 바와 같이, 인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분에 sealing을 위하여 테이프 형태의 sealing 재료를 부착할 수 있다.

이후, 실링 재료가 부착된 소재와 기 제작된 전도성 필름과 보호필름의 합지를 위해 열풍 건조시키며 가압한다.

이와 같이, 본 발명의 전체 공정은 TiO2층 형성, TiO2층의 소결, 염색, 수세 및 건조, 전해질 인쇄, sealing재료의 부착 및 sealing을 거쳐 최종 권취되는 공정을 거쳐 생산에 이르게 되는 것이다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예로서, 전해질 인쇄가 고체전해질 합지공정으로 바뀐 전체 공정도이다. 고체 전해질은 얇은 흡수성 소재에 전해질을 묻혀 염료감응태양전지 내에서 전해질층으로써의 기능을 한다.

본 발명에서는 염료탱크 하단의 배출구에 염료순환 펌프를 통하여 염료의 재사용 및 농도를 조절할 수 있으며, 염료탱크 내의 염료의 수위를 조절하여 이송중인 소재와 접촉하는 범위를 변경할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

삭제

10 : 인쇄부 20 : 소결부
30 : 염료탱크 31 : 롤러
32 : 염료순환 펌프 33 : 염료농도 조절장치
34 : 온도제어기 40 : 수세부
50 : 건조부 60 : 전해질 인쇄부
70 : 실링부 80 : 합지부
100 : 소재

Claims

이산화티타늄(TiO2)층을 스프레이 방식으로 이송 중인 소재 위에 연속적으로 인쇄하는 인쇄부;
상기 인쇄부를 통해 인쇄된 이산화티타늄층을 열풍으로 소결하는 소결부;
상기 소결부를 통해 이산화티타늄층이 소결된 소재를 다단의 롤러로 이송하면서 염료를 뿌리는 방식으로 염색하는 염료탱크;
상기 염료탱크를 빠져나온 소재를 세척하는 수세부;
상기 수세부에서 세척된 소재를 열풍으로 건조시키는 건조부;
염색된 이산화티타늄층 위에 전해질을 형성하는 전해질 인쇄부;
인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분을 실링하기 위하여 실링재료를 형성하는 실링부; 및
실링된 소재에 보호필름을 합지하는 합지부;
를 포함하여 이루어지는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치.
제1항에 있어서,
상기 소결부는 자외선 램프, 적외선 램프, 열풍 순환기가 단독 또는 혼합방식으로 구비되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치.
제1항에 있어서,
상기 염료탱크 하단에 고이는 염료를 재순환시키는 염료순환 펌프와,
상기 염료순환 펌프에서 염료를 공급받는 염료농도 조절장치와,
가열장치와,
상기 가열장치를 제어하여 상기 염료탱크 내의 온도를 조절할 수 있는 온도제어기가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치.
제1항에 있어서,
상기 수세부는 상기 염료탱크를 빠져나온 소재가 1차 세척을 하는 수조와,
상기 수조를 통과한 소재를 2차 세척하는 가압식 분무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치.
제4항에 있어서,
상기 수조에는 와류발생장치를 설치하여 잔여 염료를 세척하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 장치.
삭제
이송중인 소재위에 마스크를 올리고 스프레이 노즐을 이용하여 이산화티타늄(TiO2)층을 형성하는 단계;
상기 이산화티타늄(TiO2)층을 UV, IR 및 열풍의 단독 또는 혼합방식으로 소결하는 단계;
상기 이산화티타늄이 인쇄된 이송 중인 소재 위에 염료를 뿌려 이송 중에 침지시키지 않고 염색하는 단계;
염료탱크를 빠져나온 소재를 세척하는 단계;
세척된 소재를 열풍으로 건조시키는 단계;
염색된 이산화티타늄층 위에 전해질을 형성하는 단계;
인쇄 패턴이 형성되지 않은 부분에 실링을 위하여 실링 재료를 형성하는 단계; 및
실링 재료가 부착된 소재에 보호필름을 합지하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 방법.
제7항에 있어서,
염료탱크 하단의 배출구를 통하여 염료의 재사용 및 농도를 조절하는 단계;
염료탱크 내의 염료의 수위를 조절하여 이송중인 소재와 접촉하는 범위를 변경하는 단계; 및
염료탱크내의 온도제어를 통해 염색조건을 변화시키는 단계;
가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 방법.
제7항에 있어서,
전해질을 형성하는 단계 이후 전해질의 누수를 방지하기 위한 누수방지벽을 전해질 주변에 설치하고 블레이드를 이용하여 두께를 균일하게 유지하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 방법.
제7항에 있어서,
상기 세척하는 단계는, 수조에서 1차 세척하는 단계와,
가압식 분무를 통해 2차 세척하는 단계로 진행되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 방법.
제10항에 있어서,
상기 수조에는 와류형성장치가 설치되어 소재표면에 묻은 잔류염료를 효과적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 방법.
제7항에 있어서,
상기 염색하는 단계는 이산화티타늄이 인쇄된 이송중인 소재의 상부 또는 측면에서 염료를 스프레이 혹은 드랍방식으로 염색하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 연속공정을 통한 염료감응형 태양전지의 생산 방법.