KR101089380B1 - 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카를 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지 - Google Patents
실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카를 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 상기 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 및 이온성 액체계 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지에 관한 것이다. 본 발명은 염료감응 태양전지의 장기 안정성과 광전변환효율을 동시에 향상시킬 수 있는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질을 염료감응 태양전지에 활용함으로써, 우수한 안정성 및 광전변환효율을 갖는 염료감응 태양전지를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카를 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카를 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지에 관한 것이다.
최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그 중에서도 태양전지는 태양 에너지를 직접 전기 에너지로 전환시키는 장치로서, 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반영구적인 수명을 가지고 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다.
이와 같은 태양전지를 물질별로 크게 구분하면 무기물 태양전지(inorganic solar cell), 염료감응 태양전지(dye-sensitized solar cell) 및 유기물 태양전지(organic solar cell)가 있다.
무기물 태양전지로서 단결정 실리콘이 주로 사용되고 있고, 이러한 단결정 실리콘계 태양전지는 박막형 태양전지로 제조될 수 있는 장점을 가지나, 많은 비용이 소요되고, 안정성이 낮은 문제점을 가지고 있다.
1991년 스위스의 그라첼(Gratzel) 등에 의해 개발된 염료감응 태양전지는 가시광선을 흡수하여 전자-홀 쌍(electron-hole pair)을 생성할 수 있는 감광성 염료분자와 생성된 전자를 전달하는 나노결정성 산화티타늄입자로 이루어진 산화물 반도체 전극을 이용한 광전기화학적 태양전지로서, 색소증감형 태양전지 또는 습식 태양전지라고도 불린다. 이와 같은 태양전지는 실리콘형 태양전지와 비교하여 제조공정이 간단하고 제조비용이 저렴하며 실용적으로 사용가능한 광전변환 효율을 갖는 특징이 있어, 이에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다.
일반적으로 염료감응 태양전지에는 액체 전해질을 사용하여 전지모듈의 안정성 문제가 대두되고 있으며, 특히 액체 전해질은 밀봉이 어렵고 외부 온도의 상승으로 인한 전해질의 휘발 또는 누출의 문제가 있어, 장기간 사용하는 경우 전기화학적 안정성이 결여되는 등의 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하고자, 최근에는 액체 전해질 대신 무기 고체 전해질, 고분자 고체 전해질 등이 개발되었으나 이러한 고체형 전해질을 사용하는 경우에는 전자 및 이온의 계면전달이 좋지 않아 액체 전해질과 비교하여 광전변환 효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 이러한 비액체계 전해질의 광전변환 효율을 향상시키고자, 이온성 액체를 이용한 젤형 전해질 제조 등을 통해 “quasi-solid state" 또는 “solid-state"의 염료감응 태양전지를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이전에 발표된 논문에서는 나노실리카 물질과 액체 전해질을 혼합한 젤형 전해질에 대한 연구가 발표된 바 있다(Journal of Fluorine Chemistry 125 (2004) 1241-1245). 상기 논문에 개시된 나노실리카 물질과 액체 전해질을 혼합하여 제조된 젤형 전해질은 나노실리카와 액체 전해질간의 친화력이 좋지 않아서 고온에서 액체 전해질이 쉽게 증발되는 단점이 있으며, 여전히 용매를 함유하고 있기 때문에 장기 안정성 향상 정도가 제한적이다.
본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭하였고, 그 결과 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카를 이온성 액체계 전해질과 혼합하여 나노젤형 전해질을 제조하는 경우 염료감응 태양전지의 장기 안정성을 향상시킬 수 있으며 동시에 광전변환효율을 향상시킬 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 액체 전해질을 사용하는 염료감응 태양전지의 낮은 장기 안정성을 개선할 수 있으며, 동시에 종래의 비액체계 전해질을 사용하는 염료감응 태양전지보다 광전변환효율을 향상시킬 수 있는, 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 및 이온성 액체계 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질을 제공한다.
본 발명에 따른 나노젤형 전해질은 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 10∼60 중량% 및 이온성 액체계 전해질 40∼90 중량%를 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다.
상기 이온성 액체계 전해질은 이온성 액체 및 산화-환원 유도체를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 이온성 액체는 n-메틸이디다졸륨 요오드, n-에틸이미다졸륨 요오드, 에틸-메틸이미다졸륨 요오드, 1-벤질-2-메틸이미다졸륨 요오드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 메틸피리디니움 요오드, 에틸피리디니움 요오드, 프로필 피리디니움 요오드, 메틸에틸피롤리디니움 요오드, 다이메틸피롤리디니움 요오드, 에틸메틸이미다졸륨 디시아나미드 및 구아니듐 티오시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 산화-환원 유도체로는 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 칼륨, 브롬화 리튬, 브롬화 나트륨, 브롬화 칼륨, 4급 암모늄염, 이미다졸륨염, 피리디늄염 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 (S1) 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말을 제조하는 단계; (S2) 이온성 액체 및 산화-환원 유도체를 혼합하여 이온성 액체계 전해질을 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말과 이온성 액체계 전해질을 혼합하는 단계를 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말은 나노실리카 분말과 산성용액을 혼합하여 제조된 나노실리카 분말 용액을 제조하는 단계; 및 상기 나노실리카 분말 용액의 용매를 증발시켜 젤을 얻은 후 유기 용매 및 3-(트리에톡시실릴)프로피오나이트릴을 첨가하여 교반하는 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
또한, 본 발명은 음극계 전극, 양극계 전극 및 나노젤형 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지로서, 상기 전해질층은 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 및 이온성 액체계 전해질을 포함하는 나노젤형 전해질을 음극계 전극의 상부에 프린팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 제공한다.
본 발명은 액체 전해질을 사용하는 염료감응 태양전지의 낮은 장기 안정성을 개선할 수 있으며, 동시에 광전변환효율을 향상시킬 수 있는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하 본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지를 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질은 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 및 이온성 액체계 전해질을 포함하여 구성된다.
도 1을 참조하면, 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말(100)은 나노실리카 분말(110) 표면에 실란커플링제를 이용하여 실릴프로피오나이트릴(200)이 결합되어 제조된다.
실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말(100)을 포함한 나노젤형 전해질을 사용하여 염료감응 태양전지를 제조하는 경우 액체 전해질을 사용하는 염료감응 태양전지에 비해 장기 안정성을 향상시킬 수 있고, 나이트릴기(-CN)를 포함한 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말(100)에 의해 광전변환효율도 향상시킬 수 있는 장점이 있다(시험예 1 참조).
본 발명의 나노젤형 전해질에 포함되는 이온성 액체계 전해질은 이온성 액체 및 산화-환원 유도체를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 이온성 액체는 n-메틸이디다졸륨 요오드, n-에틸이미다졸륨 요오드, 에틸-메틸이미다졸륨 요오드, 1-벤질-2-메틸이미다졸륨 요오드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 메틸피리디니움 요오드, 에틸피리디니움 요오드, 프로필 피리디니움 요오드, 메틸에틸피롤리디니움 요오드, 다이메틸피롤리디니움 요오드, 에틸메틸이미다졸륨 디시아나미드 및 구아니듐 티오시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 혼합하여 제조할 수 있으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 이온성 액체를 제한없이 사용할 수 있다.
상기 산화-환원 유도체로는 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 칼륨, 브롬화 리튬, 브롬화 나트륨, 브롬화 칼륨, 4급 암모늄염, 이미다졸륨염, 피리디늄염 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 나노젤형 전해질은 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 10∼60 중량% 및 이온성 액체계 전해질 40∼90 중량%를 혼합하여 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 나노젤형 전해질의 제조시 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말이 10 중량% 미만으로 포함되면 점도가 낮아서 젤이 형성되지 않을 수 있고, 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말이 60 중량%를 초과하여 포함되면 이온성 액체계 전해질의 양이 적어서 광전변환효율이 급격히 저하될 수 있다.
또한, 본 발명은 (S1) 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말을 제조하는 단계; (S2) 이온성 액체 및 산화-환원 유도체를 혼합하여 이온성 액체계 전해질을 제조하는 단계; 및 (S3) 상기 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말과 이온성 액체계 전해질을 혼합하는 단계를 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 사용하는 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말은 하기와 같이 제조될 수 있다.
우선 나노실리카 분말과 산성용액을 혼합하여 제조된 나노실리카 분말 용액을 제조한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 나노실리카 분말 용액은 나노실리카 분말 2∼20 중량% 및 산성용액 80∼98 중량%를 혼합하여 제조될 수 있다.
나노실리카 분말은 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있으며 특별히 제한되지 않는다.
산성용액으로는 염산, 질산, 황산, 아세트산 등을 사용할 수 있으며, 염산을 사용하는 것이 바람직하다.
이후, 제조된 나노실리카 분말 용액으로부터 회전증발기 등을 사용하여 용매를 증발시켜 젤 상태로 수득한 후, pH가 4∼5가 되도록 물로 세척하는 것이 바람직하다.
나노실리카 분말 용액의 용매를 증발시켜 젤을 얻은 후 유기 용매 및 3-(트리에톡시실릴)프로피오나이트릴(3-(triethoxysilyl)propionitrile)를 첨가하여 교반한 후, 클로로포름 등을 이용하여 세척하고 건조하여 본 발명에서 사용하는 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말을 얻을 수 있다.
상기 유기 용매로는 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올 등의 알콜계 용매를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 음극계 전극, 양극계 전극 및 전해질층을 포함하는 염료감응 태양전지로서, 상기 전해질층은 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 및 이온성 액체계 전해질을 포함하는 나노젤형 전해질을 음극계 전극의 상부에 스크린 프린팅 방법 등으로 프린팅하여 형성된 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
(1)
실릴프로피오나이트릴이
결합된
나노실리카
분말의 제조
나노실리카 분말 2.5g과 10% 염산용액 50ml를 섞은 후 1시간 동안 교반하고 회전증발기로 용매를 증발시켜 젤을 얻은 후 pH 가 4∼5가 될 때까지 물로 수회 세척하였다. 이에 에탄올 40 mL를 첨가하고, 3-(트리에톡시실릴)프로피오나이트릴 9.8mL를 한 방울씩 떨어뜨려 상온에서 48시간 교반하여 반응을 완결시킨 후 클로로포름 50 ml로 세척하고 진공오븐에서 건조하여 하얀색의 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말을 수득하였다.
(2)
실릴프로피오나이트릴이
결합된
나노실리카
분말을 포함한
나노젤형
전해질의 제조
디메틸이미다졸륨 요오드 12g, 에틸메틸이미다졸륨 요오드 12g, 에틸메틸이미다졸륨 디시아나미드 12.5g, 요오드(I2) 1.67 g 및 구아니듐 티오시아네이트 0.67 g을 혼합하여 이온성 액체계 전해질을 제조한 후, 상기 이온성 액체계 전해질 1g과 실시예 1에서 제조한 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 0.6g을 혼합하여 본 발명에 따른 나노젤형 전해질을 제조하였다.
염료감응 태양전지의 제조
(1) 불소가 도핑된 틴 옥사이드 투명전도성 산화물층이 형성된 투명 유리 기판을 준비하였다. 상기 기판의 투명전도성 산화물층 상부에 이산화티탄을 포함하는 코팅용 조성물을 닥터블레이드법으로 도포하고, 500 ℃에서 30분 동안 열처리하여, 나노크기의 금속 산화물 간의 접촉 및 충진이 이루어지도록 하여 약 8 ㎛ 두께의 나노 산화물층을 형성시켰다. 이어서, 상기 나노 산화물층의 상부에 이산화티탄을 포함하는 코팅용 조성물을 동일한 방법으로 도포하고, 500 ℃의 온도에서 30분 동안 열처리하여 약 15 ㎛ 두께의 나노 산화물층을 형성시켰다. 0.2 nM의 루테늄 디티오시아네이트 2,2′-비피리딜-4,4′-디카르복실레이트 염료 용액을 제조하였다. 여기에 상기 나노 산화물층이 형성된 기판을 24시간 동안 담지한 후 건조시켜 나노크기의 금속 산화물에 염료를 흡착시켜 음극계 전극을 제조하였다.
(2) 불소가 도핑된 틴 옥사이드 투명전도성 산화물층이 형성된 투명 유리 기판을 준비하였다. 상기 기판의 투명전도성 산화물층 상부에 육염화백금산(H2PtCl6)이 녹아있는 2-프로판올 용액을 떨어뜨린 후, 450 ℃에서 30분 동안 열처리하여 백금층을 형성시켜 양극계 전극을 제조하였다.
(3) 실시예 1에서 제조한 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말이 포함된 나노젤형 전해질을 음극계 전극의 상부에 도포하고, 스크린프린팅 방법으로 코팅층을 형성시켰다.
(4) 제조된 음극계 전극과 양극계 전극이 서로 대향하도록 한 후, SURLYN(Du Pont사 제조)으로 이루어지는 약 60 ㎛ 두께의 열가소성 고분자층을 형성한 후, 130 ℃의 오븐에 넣어 2분 동안 유지하여 두 전극을 부착하여 밀봉함으로써 염료감응 태양전지를 제조하였다.
[비교예 1]
디메틸이미다졸륨 요오드 12g, 에틸메틸이미다졸륨 요오드 12g, 에틸메틸이미다졸륨 요오드 12g, 에틸메틸이미다졸륨 디시아나미드 12.5g, 요오드(I2) 1.67 g 및 구아니듐 티오시아네이트 0.67 g을 혼합하여 이온성 액체계 전해질을 제조한 후, 상기 이온성 액체계 전해질 1g과 일반 나노실리카 분말 0.6 g을 혼합하여 나노젤형 전해질을 제조하였다. 이와 같이 제조된 나노젤형 전해질을 음극계 전극의 상부에 도포하고, 스크린프린팅 방법으로 코팅층을 형성한 것을 제외하고 실시예 2와 동일하게 수행하여 염료감응 태양전지를 제조하였다.
[비교예 2]
디메틸이미다졸륨 요오드 12g, 에틸메틸이미다졸륨 요오드 12g, 에틸메틸이미다졸륨 요오드 12g, 에틸메틸이미다졸륨 디시아나미드 12.5g, 요오드(I2) 1.67 g 및 구아니듐 티오시아네이트 0.67 g을 혼합하여 제조된 이온성 액체계 전해질을 사용한 것을 제외하고 실시예 2와 동일하게 수행하여 염료감응 태양전지를 제조하였다.
시험예
1
상기 실시예 2 및 비교예 1 및 비교예 2에서 제조한 염료감응 태양전지의 광전환 효율을 평가하기 위하여 하기와 같은 방법으로 광전압 및 광전류를 측정하여 광전기적 특성을 관찰하고, 이를 통하여 얻어진 전류밀도(Isc), 전압(Voc) 및 충진계수(fillfactor, ff)를 이용하여 광전환 효율(ηe)을 하기 수학식 1로 계산하였다.
이때, 광원으로는 제논 램프(Xenon lamp, Oriel)를 사용하였으며, 상기 제논 램프의 태양조건(AM 1.5)은 표준 태양전지를 사용하여 보정하였다.
[수학식 1]
ηe = (Voc × Isc × ff) / (Pine)
상기 수학식 1에서, (Pine)는 100 ㎽/㎠(1 sun)을 나타낸다.
상기와 같이 측정된 값들을 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 전류밀도(㎃) | 전압(V) | 충진계수 | 광전환 효율(%) |
| 실시예 2 | 12.58 | 0.738 | 0.65 | 6.03 |
| 비교예 1 | 12.06 | 0.734 | 0.64 | 5.66 |
| 비교예 2 | 12.08 | 0.728 | 0.64 | 5.62 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말이 포함된 나노젤형 전해질을 사용하여 제조된 염료감응 태양전지는 종래 사용되었던 일반 실리카 나노젤을 사용한 염료감응 태양전지(비교예 1) 및 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말이 포함되지 않은 이온성 액체계 전해질을 사용하는 염료감응 태양전지(비교예 2)와 비교하여 전류밀도가 높아지고, 광전변환효율이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예에 대해서 설명하지만, 본 발명은 상술한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 그 기술적 사상을 벗어나지 않고 다양하게 변형 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시예가 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 한다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 실릴프로피온나이트릴이 결합된 나노실리카 분말
110: 나노실리카 분말
200: 실릴프로피온나이트릴
100: 실릴프로피온나이트릴이 결합된 나노실리카 분말
110: 나노실리카 분말
200: 실릴프로피온나이트릴
Claims (13)
- 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 및 이온성 액체계 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질.
- 청구항 1에 있어서,
상기 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 10∼60 중량% 및 이온성 액체계 전해질 40∼90 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질.
- 청구항 1에 있어서,
상기 이온성 액체계 전해질은 이온성 액체 및 산화-환원 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질.
- 청구항 3에 있어서,
상기 이온성 액체는 n-메틸이디다졸륨 요오드, n-에틸이미다졸륨 요오드, 에틸-메틸이미다졸륨 요오드, 1-벤질-2-메틸이미다졸륨 요오드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 메틸피리디니움 요오드, 에틸피리디니움 요오드, 프로필 피리디니움 요오드, 메틸에틸피롤리디니움 요오드, 다이메틸피롤리디니움 요오드, 에틸메틸이미다졸륨 디시아나미드 및 구아니듐 티오시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질.
- 청구항 3에 있어서,
상기 산화-환원 유도체는 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 칼륨, 브롬화 리튬, 브롬화 나트륨, 브롬화 칼륨, 4급 암모늄염, 이미다졸륨염 및 피리디늄염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질.
- 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카.
- (S1) 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말을 제조하는 단계;
(S2) 이온성 액체 및 산화-환원 유도체를 혼합하여 이온성 액체계 전해질을 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말과 이온성 액체계 전해질을 혼합하는 단계
를 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질의 제조방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말은 나노실리카 분말과 산성용액을 혼합하여 제조된 나노실리카 분말 용액을 제조하는 단계; 및 상기 나노실리카 분말 용액의 용매를 증발시켜 젤을 얻은 후 유기 용매 및 3-(트리에톡시실릴)프로피오나이트릴 화합물을 첨가하여 교반하는 단계를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질의 제조방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 나노실리카 분말 용액은 나노실리카 분말 2∼20 중량% 및 산성용액 80∼98 중량%를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질의 제조방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 산성용액은 염산, 질산, 황산 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질의 제조방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 나노실리카 분말 용액의 용매를 증발시켜 젤을 얻은 후 pH가 4∼5가 되도록 물로 세척하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질의 제조방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 유기용매는 에탄올, 메탄올, 프로판올 및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질의 제조방법.
- 음극계 전극, 양극계 전극 및 전해질층을 포함하는 염료감응 태양전지로서,
상기 전해질층은 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카 분말 및 이온성 액체계 전해질을 포함하는 나노젤형 전해질을 음극계 전극의 상부에 프린팅하여 형성된 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
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|---|---|---|---|
| KR1020100084387A KR101089380B1 (ko) | 2010-08-30 | 2010-08-30 | 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카를 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지 |
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| KR1020100084387A KR101089380B1 (ko) | 2010-08-30 | 2010-08-30 | 실릴프로피오나이트릴이 결합된 나노실리카를 포함하는 염료감응 태양전지용 나노젤형 전해질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지 |
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| KR101089380B1 true KR101089380B1 (ko) | 2011-12-02 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101816790B1 (ko) * | 2016-07-28 | 2018-01-11 | 한국에너지기술연구원 | 나노제올라이트를 포함하는 전해질, 그 제조방법 및 그에 의한 태양전지 |
-
2010
- 2010-08-30 KR KR1020100084387A patent/KR101089380B1/ko active IP Right Grant
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| KR101816790B1 (ko) * | 2016-07-28 | 2018-01-11 | 한국에너지기술연구원 | 나노제올라이트를 포함하는 전해질, 그 제조방법 및 그에 의한 태양전지 |
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