KR101069411B1 - 휴대폰 - Google Patents
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Abstract
휴대폰이 개시된다. 이 휴대폰은, 일 면에 바탕층이 형성된 휴대폰 몸체; 및 상기 바탕층과 대향하여 상기 휴대폰 몸체의 일 면에 탑재되고, 상기 휴대폰 몸체에 전기를 공급하는 염료감응 태양전지를 포함하고, 상기 염료감응 태양전지는, 내측면이 상기 바탕층과 대향하고, 투명한 제 1 기판; 내측면이 상기 제 1 기판의 외측면과 접하는 제 1 전극; 내측면이 상기 제 1 전극의 외측면과 대향하고, 상기 제 1 전극과 이격 배치된 제 2 전극; 금속 산화물과, 상기 금속 산화물에 흡착되어 특정한 패턴을 형성하는 염료를 포함하고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 어느 하나에 접하여 형성된 광흡수층; 상기 광흡수층과 대향하여, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 나머지 하나에 접하여 형성된 촉매층; 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 개재된 전해질; 및 내측면이 상기 제 2 전극의 외측면에 접하여 형성되는 제 2 기판을 포함하고, 상기 바탕층은, 상기 염료에 의해 형성된 패턴을 외부에서 식별 가능하도록 상기 패턴에 대한 바탕을 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 바탕층이 상기 염료감응 태양전지에 대향하여 상기 휴대폰 몸체에 형성됨으로써, 상기 염료에 의한 패턴은 외부에서 효과적으로 식별될 수 있다.
염료감응, 태양전지, 바탕층
Description
본 발명은 휴대폰에 관한 것이다.
태양전지는 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 전지로서, 친환경적이고 에너지원이 무한할 뿐만 아니라 수명이 긴 장점이 있다. 이러한 태양전지로는 실리콘 태양전지, 반도체화합물 태양전지 및 염료감응 태양전지 등이 있다.
여기서, 염료감응 태양전지는 한 쌍의 전극 사이에 개재된 염료분자가 태양광을 흡수하여 전자로 전환시키는 형태의 태양전지이다.
이러한 염료감응 태양전지는 염료분자를 적절히 배치하면 외부에서 볼 때 식별 가능한 특정한 패턴이 형성될 수 있다. 그러나 이와 같은 패턴은 보는 각도 등 외부적인 요인에 의해 외부에서 식별하기 곤란한 문제가 있었다.
본 발명은 염료에 의해 형성된 특정한 패턴을 외부에서 효과적으로 식별 가능하도록 구성된 염료감응 태양전지 및 이를 포함하는 모바일 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일 면에 바탕층이 형성된 휴대폰 몸체; 및 상기 바탕층과 대향하여 상기 휴대폰 몸체의 일 면에 탑재되고, 상기 휴대폰 몸체에 전기를 공급하는 염료감응 태양전지를 포함하고, 상기 염료감응 태양전지는, 내측면이 상기 바탕층과 대향하고, 투명한 제 1 기판; 내측면이 상기 제 1 기판의 외측면과 접하는 제 1 전극; 내측면이 상기 제 1 전극의 외측면과 대향하고, 상기 제 1 전극과 이격 배치된 제 2 전극; 금속 산화물과, 상기 금속 산화물에 흡착되어 특정한 패턴을 형성하는 염료를 포함하고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 어느 하나에 접하여 형성된 광흡수층; 상기 광흡수층과 대향하여, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 나머지 하나에 접하여 형성된 촉매층; 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 개재된 전해질; 및 내측면이 상기 제 2 전극의 외측면에 접하여 형성되는 제 2 기판을 포함하고, 상기 바탕층은, 상기 염료에 의해 형성된 패턴을 외부에서 식별 가능하도록 상기 패턴에 대한 바탕을 형성하는 휴대폰이 제공된다.
상기 바탕층은, 형광 또는 인광 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 바탕층은, 특정한 색상을 갖는 염료 또는 안료를 포함하여 이루어질 수있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 염료감응 태양전지에 대향하는 휴대폰 몸체의 일 면에 바탕층을 형성함으로써, 광흡수층에 포함된 염료에 의해 형성된 패턴을 외부에서 효과적으로 식별할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시에 따른 휴대폰의 배면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면을 나타내는 것으로 휴대폰 몸체와 염료감응 태양전지가 분해된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 휴대폰(1)은 휴대폰 몸체(10)와, 염료감응 태양전지(30)를 포함할 수 있다.
휴대폰 몸체(10)는 다양한 전자 부품들(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 전자 부품들은 휴대폰(1)의 기능을 구현하는데 사용된다.
도 3을 참조하면, 휴대폰 몸체(10)의 일 면에 바탕층(15)이 형성될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 바탕층(15)은 휴대폰 몸체(10)의 배면에 형성되나 이에 국한되지 않는다.
이와 같은 바탕층(15)은, 후술하는 염료감응 태양전지(100)에 포함된 염료에 의해 형성된 패턴을 외부에서 효과적으로 식별하도록 기능한다. 바탕층(15)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
본 실시예에 따르면, 염료감응 태양전지(100)는 바탕층(15)이 형성된 휴대폰 몸체(10)의 일 면에 탑재될 수 있다. 이 경우, 염료감응 태양전지(100)는 바탕층(15)과 대향하여 배치될 수 있다.
염료감응 태양전지(100)는 휴대폰 몸체(10)에 분리식으로 탑재되거나, 휴대폰 몸체(10)에 고정식으로 탑재될 수 있다. 염료감응 태양전지(100)는 휴대폰 몸체(10)는 전기적으로 연결되고, 휴대폰(1)의 기능을 구현하기 위한 전기를 휴대폰 몸체(10)에 제공한다.
이러한 본 실시예에 따르면, 휴대폰 몸체(10)에 실리콘 웨이퍼를 포함하는 실리콘 태양전지 대신 염료감응 태양전지(100)를 탑재함으로써 휴대폰(1) 전체의 두께가 얇아지고, 휴대폰(1) 전체의 제조 단가가 저렴해진다.
이하, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 염료감응 태양전지(100)의 구조를 설명한다. 염료감응 태양전지(100)는 제 1 기판(110)과, 제 1 전극(120)과, 제 2 전극(130)과, 광흡수층(140)과, 촉매층(150)과, 전해질(160)과, 제 2 기판(170)을 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 기판(110)은 내측면이 바탕층(15)과 대향하여 배치될 수 있다. 제 1 기판(110)은 투명하고, 글라스(glass) 또는 PET 등 고분자 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 전극(120)은 제 1 기판(110)의 외측면에 배치될 수 있다. 이 경우, 제 1 전극(120)의 내측면은 제 1 기판(110)의 외측면과 접할 수 있다.
제 2 전극(130)은 제 1 전극(120)의 외측면과 대향하여 배치될 수 있다. 즉, 제 2 전극(130)의 내측면은 제 1 전극(120)의 외측면과 대향할 수 있다. 이 경우, 제 2 전극(130)은 제 1 전극(120)과 이격 배치될 수 있다.
제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130)은 각각 ITO(indium tin oxide) 또는 FTO(fluorine-diped tin oxide) 또는 CNT(Carbon Nano Tube) 또는 그래핀(Graphene)을 포함하여 이루어질 수 있다. 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130)는 도전성을 가질 수 있다. 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130)은 투명할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 1 전극(120)의 외측면에는 광흡수층(140)이 형성될 수 있다. 이 경우, 광흡수층(140)은 제 1 전극(120)에 접하여 형성될 수 있다.
광흡수층(140)은 금속 산화물(142)과 금속 산화물(142)에 흡착된 염료(144)를 포함하여 이루어진다. 후술하는 제 2 기판(170)의 외측으로부터 유입되는 태양광이 광흡수층(140)의 염료(144)에 흡수되면 염료(144)는 기저상태에서 여기 상태로 전자 전이하여 전자-홀쌍을 만든다. 그리고, 여기 상태의 전자는 금속 산화물(142)의 입자계면의 전도띠(conduction band)로 주입되며, 주입된 전자는 계면을 통해 제 1 전극(120)으로 전달되고, 외부 회로(미도시)를 통해 제 2 전극(130)으로 이동한다.
전자전이 결과로 산화된 염료는 후술하는 전해질(160) 내 요오드계 산화/환 원쌍(I3 -/I-)에 의해 환원되고, 산화된 요오드계 산화/환원쌍은 전하중성(charge neutrality)을 이루기 위해 제 2 전극(130)의 계면에 도달한 전자와 환원 반응을 함으로써 염료감응 태양전지(100)가 작동하게 된다.
본 실시예에 따르면, 광흡수층(140)에 포함된 염료(144)는 특정한 패턴을 형성한다. 여기서 패턴이란 외부에서 식별 가능한 모양 및 색상을 의미한다. 예를 들어, 염료감응 태양전지(100)는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 외부에서 볼 때 염료(144)(도 3 참조)에 의해 붉은 색(미도시)을 갖고 하트 모양으로 이루어진 특정한 패턴(P)을 형성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 2 전극(130)의 내측면에는 촉매층(115)이 형성될 수 있다. 이 경우, 촉매층(150)은 제 2 전극(130)에 접하여 형성될 수 있다. 촉매층(115)은 백금(Pt) 또는 탄소(Carbon) 또는 CNT(Carbon Nano Tube) 또는 그래핀(Graphene)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 전극(120)과 제 2 전극(130) 사이에 전해질(160)이 개재될 수 있다. 전해질(160)은 요오드계 산화-환원 액체 전해질, 예를 들면 1-비닐-3-메틸-이미다졸륨 아이오다이드 (1-vinyl-3-methyl-immidazolium iodide)와, 0.1 M의 LiI와, 40 mM의 I2 (iodine)와, 0.2 M의 제3부틸 피리딘(tert-butyl pyridine)을 3-메톡시프로피오니트릴 (3-methoxypropionitrile)에 용해시킨 I3 -/I-의 전해질 용액으로 이루어질 수 있다. 다만, 전해질(160)은 이에 국한 되지 않는다.
이와 같이 구성된 염료감응 태양전지(100)는 휴대폰 몸체(10)의 일 면에 형성된 바탕층(15)과 대향하여 배치될 수 있다. 바탕층(15)은 염료감응 태양전지(100)의 염료(144)에 의해 형성된 패턴을 외부에서 효과적으로 식별 가능하도록 상기 패턴에 대한 바탕을 형성한다.
바탕층(15)은 형광 또는 인광 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 바탕층(15)은 염료감응 태양전지(100)를 투과한 태양광을 흡수하여 발광할 수 있다. 이 경우, 발광하는 바탕층(15)은 광흡수층(140)의 내측, 즉 도 3에서 볼 때 하측에 배치되기 때문에, 바탕층(15)은 염료(144)에 의해 형성된 패턴에 대한 바탕을 형성한다. 이에 따라 염료(144)에 형성된 패턴은 외부에서 효과적으로 식별될 수 있다.
특히, 바탕층(15)이 인광 물질을 포함하여 이루어질 경우, 태양광에 노출된 바탕층(15)은 어두운 곳에서도 일정 시간 동안 발광할 수 있다. 이에 따라 어두운 곳에서도 염료(144)에 의해 형성된 패턴은 효과적으로 식별될 수 있다.
또는, 바탕층(15)은 형광 또는 인광 물질을 포함하여 이루어지는 대신 특정한 색상을 갖는 염료 또는 안료를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 특정한 색상이란 광흡수층(140)에 포함된 염료(144)에 의한 패턴을 돋보이게 하기 위해 패턴에 대한 바탕을 이루는 색상을 의미한다.
예를 들어, 바탕층(15)은 흰색 또는 연한 노랑색을 갖는 염료 또는 안료를 포함하여 이루어질 수 있다. 이와 같은 바탕층(15)은 광흡수층(140)의 내측에 배치되기 때문에 염료(123)에 의한 패턴은 외부에서 효과적으로 식별될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따르면, 광흡수층(140)이 제 1 전극(120)에 접하고, 촉매층(150)이 제 2 전극(130)에 접한다. 그러나 이는 예시에 불과하고, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 광흡수층(140)이 제 2 전극(120)에 접하고, 촉매층(150)이 제 1 전극(110)에 접할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰의 정면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰의 배면도이고,
도 3은 도 2의 A-A 단면을 나타내는 것으로 휴대폰 몸체와 염료감응 태양전지가 분해된 상태를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 염료감응 태양전지의 구조를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 휴대폰 몸체
15 : 바탕층
100 : 염료감응 태양전지
110 : 제 1 기판
120 : 제 1 전극
130 : 제 2 전극
140 : 광흡수층
142 : 금속 산화물
144 : 염료
150 : 촉매층
160 : 전해질
170 : 제 2 기판
Claims (3)
- 일 면에 바탕층이 형성된 휴대폰 몸체; 및상기 바탕층과 대향하여 상기 휴대폰 몸체의 일 면에 탑재되고, 상기 휴대폰 몸체에 전기를 공급하는 염료감응 태양전지를 포함하고,상기 염료감응 태양전지는,내측면이 상기 바탕층과 대향하고, 투명한 제 1 기판;내측면이 상기 제 1 기판의 외측면과 접하는 제 1 전극;내측면이 상기 제 1 전극의 외측면과 대향하고, 상기 제 1 전극과 이격 배치된 제 2 전극;금속 산화물과, 상기 금속 산화물에 흡착되어 특정한 패턴을 형성하는 염료를 포함하고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 어느 하나에 접하여 형성된 광흡수층;상기 광흡수층과 대향하여, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 나머지 하나에 접하여 형성된 촉매층;상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 개재된 전해질; 및내측면이 상기 제 2 전극의 외측면에 접하여 형성되는 제 2 기판을 포함하고,상기 바탕층은, 상기 염료에 의해 형성된 패턴을 외부에서 식별 가능하도록 상기 염료감응 태양전지를 투과한 태양광을 흡수하여 발광함으로써 상기 패턴에 대한 바탕을 형성하는 휴대폰.
- 제1항에 있어서,상기 바탕층은,형광 또는 인광 물질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대폰.
- 제1항에 있어서,상기 바탕층은,특정한 색상을 갖는 염료 또는 안료를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대폰.
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