KR101165601B1 - 양자점 잉크 제조 방법 및 이를 구비하는 태양전지와 상기 태양전지의 제조 방법 - Google Patents
양자점 잉크 제조 방법 및 이를 구비하는 태양전지와 상기 태양전지의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101165601B1 KR101165601B1 KR1020110102332A KR20110102332A KR101165601B1 KR 101165601 B1 KR101165601 B1 KR 101165601B1 KR 1020110102332 A KR1020110102332 A KR 1020110102332A KR 20110102332 A KR20110102332 A KR 20110102332A KR 101165601 B1 KR101165601 B1 KR 101165601B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- quantum dot
- solar cell
- dot ink
- roller
- ink
- Prior art date
Links
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 title claims abstract description 196
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims abstract description 38
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000000224 chemical solution deposition Methods 0.000 claims abstract description 7
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 238000004917 polyol method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 33
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 26
- -1 CdZnSeS Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 15
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YBNMDCCMCLUHBL-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) 4-pyren-1-ylbutanoate Chemical compound C=1C=C(C2=C34)C=CC3=CC=CC4=CC=C2C=1CCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O YBNMDCCMCLUHBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004611 CdZnTe Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 241000764773 Inna Species 0.000 claims description 3
- 229910002665 PbTe Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002075 lanthanum strontium manganite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N tellanylidenelead Chemical compound [Pb]=[Te] OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021521 yttrium barium copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010252 TiO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021523 barium zirconate Inorganic materials 0.000 claims 1
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000473 manganese(VI) oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 74
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 66
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 16
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 229910018921 CoO 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N inositol Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N titanium ethoxide Chemical compound [Ti+4].CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-] JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
- C09D11/037—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 전극성분(Ti oxide 또는 Zn oxide)이 포함하는 용액에 양자점을 분산시켜 양자점과 흡수층이 동시에 인쇄될 수 있도록 하는 한편 상기 양자점잉크를 이용하는 태양전지를 인쇄전자 기법에 의해 제조될 수 있도록 하는 양자점 잉크 제조 방법 및 이를 구비하는 태양전지와 상기 태양전지의 제조 방법에 대한 것이다.
Description
본 발명은 전극성분(Ti oxide 또는 Zn oxide)을 포함하는 용액에 양자점을 분산시켜 양자점과 흡수층이 동시에 인쇄될 수 있도록 하는 한편 상기 양자점잉크를 이용하는 태양전지를 인쇄전자 기법에 의해 제조될 수 있도록 하는 양자점 잉크 제조 방법 및 이를 구비하는 태양전지와 상기 태양전지의 제조 방법에 대한 것이다.
일반적으로 인쇄 전자는 전통적인 미디어 인쇄 기술을 전자 제품 제조에 응용하여 진공 증착 및 포토 리소그라피 공정의 복잡하고 비싼 공정을 극복하고자 하는 기술 분야이다.
이러한 인쇄 전자 기술은 전자 기기 제조 시 원하는 위치에 원하는 양만큼의 재료만을 사용할 수 있어 재료비를 절감하고 다단계의 포토 리소그라피 공정을 인쇄 및 열처리 등의 공정으로 간소화하여 제조비를 절감할 수 있다.
또한 고가의 진공 증착 장비를 사용하지 않으므로 투자비 또한 절감이 가능한 경제적 효과 있다.
이러한 인쇄 전자에 있어 가장 중요한 재료 기술은 재료의 잉크화 기술이다.
현재, 금속 나노 입자를 이용한 금속 전극용 잉크가 가장 활발히 연구 개발되어 상용화 되고 있으며, 세라믹 또는 반도체 잉크는 아직 연구 개발 단계에 머무르고 있다.
한편 상술한 바와 같은 전자 인쇄 공정을 이용하여 태양전지를 제조하고자 하는 연구도 활발히 진행되고 있다.
인쇄 공정을 적용한 태양전지 중 가장 활발한 연구가 진행되는 분야는 CuInGaSe(CIGS) 박막의 무기 태양전지와 유기태양전지 분야이다.
상기 CIGS 무기 태양전지의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 기판(11)상에 하부 전극(12)과 CIGS를 이용한 광흡수층(13)과, 버퍼층(14) 및 상부 전극(15)이 배치되며 그 위에 도시되지 않은 반사방지막이 배치된다.
그런데 상술한 태양전지를 제조하는 공정으로서 인쇄 공정을 이용하는 기술이 제안되고 있다.
즉, 일본공개특허 제2005-279971호에서는 소정의 용액을 기판상에 스크린 인쇄하는 기술이 제시되어 있다.
또한 미국공개특허 제2008-0108171호에서는 functional layers와 다수개의 release layers로 이루어진 다층구조로부터 최소한의 functional lyaer의 일부를 방출시킴으로서 다수의 transferable구조를 만들고 이를 기판상에 프린팅하는 기술이 제시된다.
이상 설명한 바와 같이 태양전지를 전자인쇄에 의해 제작하는 기술이 제시되는데 이러한 경우 기존의 진공 방식 CIGS 박막 태양전지 및 OPV 태양전지의 효율이 낮아지는 경향이 있었다.
특히 상기 CIGS박막 태양전지의 효율 저하 문제를 해결하기 위해 양자점을 태양전지에 이용하는 기술이 제안되고 있다.
상기 양자점(Quantum dot)이라고 하는 것은 반도체 재료의 크기를 나노미터 스케일로 제한하여, 그 크기를 전자-홀 쌍이 형성하는 엑시톤 보어 반경보다 작게 만들 경우 양자제한효과가 발생하여 밴드 갭이 커지게 되는 성질을 이용하는 재료이다.
그런데 상술한 양자점을 이용하는 경우 상기 양자점에서 생성되는 전자와 공극을 효율적으로 추출하기 어려워 상술한 바와 같은 인쇄전자 공정에 아직 적용하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 전극성분(Ti oxide 또는 Zn oxide)이 포함하는 용액에 양자점을 분산시켜 양자점과 흡수층이 동시에 인쇄될 수 있도록 하여 전자 인쇄에 적용가능한 양자점 잉크 및 이를 이용한 태양전지 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전극성분을 포함하는 용액(ES)에 양자점(QD)을 분산시켜 양자점과 흡수층이 동시에 인쇄될 수 있도록 제조되는 양자점 잉크 제조 방법에 일 특징이 있다.
이때, 상기 전극 성분은 TiO2, ZnO 또는 SiO2을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극 성분은 삼원계 물질로 simple perovskite 구조를 가지는 Al doped ZnO (AZO), PbTiO3(PT), BaTiO3(BT), SrTiO3 (ST), 또는 complex perovskite 구조를 가지는 (Ba,Sr)TiO3 (BST), Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Sr(Zr,Ti)O3 (SZT), Ba(Zr,Ti)O3 (BZT), Pb(Sc,Ta)O3 (PST), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PMN), 또는 Layered perovskite 구조를 가지는 SrBi2Ta2O9 (SBT), SrBi2Nb2O9 (SBN), (Bi1-Lax)4Ti3O12 (BLT) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극 성분은 사원계 물질로 (La,Sr)CoO3 (LSCO), (La,Sr)MnO3 (LSMO), YBa2Cu3O7-d (YBCO), 또는 Y doped BaZrO3 (YBZO)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 용액(ES)은 metal oxide precursor를 ethyl alcohol과 hydrochloric acid의 수용액에 용해시켜 용액화하거나, ethanolamine과 2-methoxyethanol 혼합액에 용해시켜 제조하거나, ethylene glycol과 citric acid 수용액에 용해하는 sol-gel 공정 또는 Polyol 공정에 의해 용액화하거나 Chemical Solution Deposition(CBD) 방식에 의해 용액화될 수 있다.
또한, 상기 양자점(QD)은 II-VI족의 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe을 포함하는 이원소 화합물; 또는 CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe을 포함하는 삼원소 화합물; 또는 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe을 포함하는 사원소 화합물; 또는 III-V족의 GaN, GaP, GaAs, aSb, InP, InAs, InSb을 포함하는 이원소 화합물; 또는 GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP을 포함하는 삼원소 화합물; 또는 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 을 포함하는 사원소 화합물; 또는 IV-VI족의 PbS, PbSe, PbTe을 포함하는 이원소 화합물; 또는 PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe을 포함하는 삼원소 화합물; 또는 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe을 포함하는 사원소 화합물; 또는 IV족의 Si, Ge을 포함하는 단일 원소 화합물; 또는 SiC, SiGe을 포함하는 이원소 화합물; 또는 상기 화합물 중 2종의 화합물이 접합된 형태인 2종 접합 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 양자점 잉크(Q)를 포함하는 태양전지(100)로서, 상기 태양전지(100)는 기판(110)과 상기 기판(110)상에 상기 양자점 잉크(Q)가 도포되어 형성된 양자점 레이어(QL)와, 상기 양자점 레이어(QL)일측에 설치되는 인출 전극(WE)을 포함하는 양자점 잉크를 구비하는 태양전지에 또 다른 특징이 있다.
이때, 상기 양자점 레이어(QL) 상면 또는 저면에 배치되는 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 양자점 레이어(QL) 상면 또는 저면에 배치되는 반사 방지 레이어(RL)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 양자점 레이어(QL)는 크기가 각각 상이한 양자점 잉크(Q)에 의해 형성된 복수개의 층(180)을 포함하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법에 의해 인쇄하여 태양전지를 제작하는 방법(S200)으로서, 상기 방법(S200)은 평제판(M)에 상기 양자점 잉크(Q)를 도포하는 단계(S210)와, 상기 평제판(M)상에 롤러(R)를 접촉시켜 상기 평제판(M)의 패턴 요홈부(P)에 도포된 양자점 잉크(Q)를 상기 롤러(R)로 전사시키는 단계(S220)와, 상기 롤러(R)를 기판(S)에 접촉시켜 상기 롤러(R)에 전사된 양자점 잉크(Q)를 상기 기판(S)에 전사시키는 단계(S230)를 포함하는 양자점 잉크를 이용한 전자인쇄 방식의 태양전지 제조 방법에 또 다른 특징이 있다.
이때, 상기 단계(S210)는 상기 양자점 잉크(Q)를 평제판(M)상에 투입하는 단계(S211)와, 상기 평제판(M)상에 닥터 블레이드(DB)를 이용하여 상기 평제판(M)의 패턴 요홈부(P)에 상기 양자점 잉크(Q)가 충진되도록 하는 단계(S212)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법에 의해 인쇄하여 태양전지를 제작하는 방법(S300)으로서, 상기 방법(S300)은 패턴 롤러(R1)에 양자점 잉크(Q)를 투입하는 단계(S310)와, 상기 패턴 롤러(R1)에 도포된 양자점 잉크(Q)를 블랑켓 롤러(R2)로 전사시키는 단계(S320)와, 상기 블랑켓 롤러(R2)와 임프레션 롤러(R3)사이를 통과하는 기판(S)에 상기 양자점 잉크(Q)가 전사되는 단계(S330)를 포함하는 양자점 잉크를 이용한 전자인쇄 방식의 태양전지 제조 방법에 또 다른 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법에 의해 인쇄하여 태양전지를 제작하는 방법(S400)으로서, 상기 방법(S400)은 패턴 롤러(R1)에 양자점 잉크(Q)를 투입하는 단계(S410)와, 상기 패턴 롤러(R1)와 임프레션 롤러(R3)사이를 통과하는 기판(S)에 상기 양자점 잉크(Q)가 전사되는 단계(S420)를 포함하는 양자점 잉크를 이용한 전자인쇄 방식의 태양전지 제조 방법에 또 다른 특징이 있다.
또한 본 발명은 상기 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법에 의해 인쇄하여 태양전지를 제작하는 방법(S500)으로서, 상기 방법(S500)은 베이스(B)에 양자점 잉크(Q)를 도포하는 단계(S510)와, 상기 베이스(B)에 롤러(R)를 접촉하여 상기 양자점 잉크(Q)가 롤러(R)측으로 전사되도록 하는 단계(S520)와, 상기 롤러(R)를 클리쉐(CL)에 접촉시켜 상기 양자점 잉크(Q) 중 불필요한 부분을 오프하는 단계(S530)와, 상기 양자점 잉크(Q) 중 불필요한 부분이 제거된 롤러(R)를 기판(S)에 접촉시켜 상기 롤러(R)에 잔존하는 양자점 잉크(Q)를 상기 기판(S)에 전사시키는 단계(S540)를 포함하는 것을 양자점 잉크를 이용한 전자인쇄 방식의 태양전지 제조 방법에 또 다른 특징이 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 입자 함량과 첨가제의 조절로 전자 인쇄 기술에 응용이 가능한 효과가 있다.
또한, 전자나 홀을 포집하는 전극 부분과 광전 효과를 나타내는 양자점을 한번에 하나의 층으로 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한 구조적으로 전극과 반도체 물질의 접합 면적이 넓고 여러 디자인을 자유롭게 형성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 CIGS 태양전지 구조에 대해 설명한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 양자점 잉크의 제조 방법을 설명한 개념도이다.
도 3 및 도 4는 상기 본 발명의 방법에 의해 제조된 잉크의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 태양전지의 구조를 설명하는 개념도이다.
도 8 내지 도 11은 상기 태양전지를 제조하는 방법을 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 양자점 잉크의 제조 방법을 설명한 개념도이다.
도 3 및 도 4는 상기 본 발명의 방법에 의해 제조된 잉크의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 태양전지의 구조를 설명하는 개념도이다.
도 8 내지 도 11은 상기 태양전지를 제조하는 방법을 설명하는 개념도이다.
본 발명의 여러 실시 예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 다른 실시 예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)" 등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 2 내지 도11과 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.
실시예1
본 발명은 상술한 바와 같이 양자점을 잉크로서 제조하여 태양전지를 인쇄전자공정에 의해 제조될 수 있도록 하는 것이다.
이를 위해 본 발명의 양자점 잉크 제조 방법은 도 2에 도시된 바와같이 전극성분을 포함하는 용액(ES)에 양자점(QD)을 분산시켜 양자점과 흡수층이 동시에 인쇄될 수 있도록 양자점 잉크(Q)를 제조하는 방법이다.
이때, 상기 전극 성분은 TiO2, ZnO 또는 SiO2을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 전극 성분은 삼원계 물질로 simple perovskite 구조를 가지는 Al doped ZnO (AZO), PbTiO3(PT), BaTiO3(BT), SrTiO3 (ST), 또는 complex perovskite 구조를 가지는 (Ba,Sr)TiO3 (BST), Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Sr(Zr,Ti)O3 (SZT), Ba(Zr,Ti)O3 (BZT), Pb(Sc,Ta)O3 (PST), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PMN), 또는 Layered perovskite 구조를 가지는 SrBi2Ta2O9 (SBT), SrBi2Nb2O9 (SBN), (Bi1-xLax)4Ti3O12 (BLT) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극 성분은 사원계 물질로 (La,Sr)CoO3 (LSCO), (La,Sr)MnO3 (LSMO), YBa2Cu3O7-d (YBCO), 또는 Y doped BaZrO3 (YBZO)를 포함할 수 있다.
즉, 전극재료로 사용되는 TiO 또는 ZnO와 같은 물질을 잉크화하여 Ti complex 또는 Zn complex 또는 이온화된 용제와 같은 chemical solution을 제조하고, 이 용액에 CdSe 또는 CdSe/ZnS와 같은 1종 또는 2종 접합의 양자점을 분산시켜 상술한 바와 같은 양자점 잉크(Q)를 제조할 수 있다.
종래에는 상기 양자점에서 생성되는 전자와 공극을 효율적으로 추출하기 어려워 상술한 바와 같은 인쇄전자 공정에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명에 의한 양자점 잉크의 경우 전극성분을 포함하는 용액(ES)에 양자점(QD)을 분산시켜 양자점과 흡수층이 동시에 인쇄될 수 있도록 하여 인쇄전자 공정에 작용이 용이하다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 양자점 잉크는 용제로 활용되는 용액 내에 Ti ion 또은 Ti organic complex가 양자점(CdSe)과 함께 분산된 형태로 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 양자점 잉크는 도 3의 Ti 이외에도 Zn, Si 등의 금속(Me) 물질 등으로 전극 재료를 대체 할 수 있으며, 양자점 또한 도 3과 같은 1상의 반도체 이외에 2상의 반도체가 접합한 CdSe/ZnS 등의 core shell 구조로 대체하여 분산시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 양자점 잉크(Q)에 의해 입자 함량과 additive의 조절로 각종 인쇄 기술에 응용이 가능하고, 전자나 홀을 포집하는 전극 부분과 광전 효과를 나타내는 양자점을 한번에 하나의 층으로 제작할 수 있는 장점이 있다.
또한 구조적으로 전극과 반도체 물질의 접합 면적이 넓고 여러 디자인을 자유롭게 형성할 수 있다.
또한, 상술한 양자점 잉크(Q)의 경우 양자점의 크기에 따라 전자의 에너지 준위가 선택될 수 있으므로 상기 크기 제어를 통해 흡수될 수 있는 빛의 파장을 조절할 수 있다.
따라서 여러 크기의 양자점 조합에 의해 넓은 영역의 빛을 흡수할 수 있고 이에 의해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 용액(ES)은 TiO2 precursor titanium ethoxide, Ti(OCH2CH3)4를 ethyl alcohol과 hydrochloric acid의 수용액에 용해시켜 제조하거나, titanium isoproxide, Ti[OCH(CH3)2]4를 ethanolamine과 2-methoxyethanol 혼합액에 용해시켜 제조하거나, titanium isoproxide를 ethylene glycol과 citric acid 수용액에 용해하여 제조하는 등 sol-gel 공정, Polyol 공정, Chemical Solution Deposition(CBD) 방식을 적용 할 수 있으며, 점도 조절제 및 분산제등을 첨가하고 양자점을 분산하여 제조할 수 있으며 이를 인쇄하고 대기 중 열처리를 진행함으로써 양자점(QD)을 포함한 태양광 흡수층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 양자점(QD)은 II-VI족의 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe을 포함하는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe을 포함하는 삼원소 화합물; 및 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe을 포함하는 사원소 화합물 양자점이거나 III-V족의 GaN, GaP, GaAs, aSb, InP, InAs, InSb을 포함하는 이원소 화합물;GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP을 포함하는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 을 포함하는 사원소 화합물 양자점이거나, IV-VI족의 PbS, PbSe, PbTe을 포함하는 이원소 화합물; PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe을 포함하는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe을 포함하는 사원소 화합물이거나, IV족의 Si, Ge을 포함하는 단일 원소 화합물; SiC, SiGe을 포함하는 이원소 화합물 양자점이거나, 혹는 상기 기술한 2종의 양자점 물질이 coreshell 구조로 접합한 형태의 2종 접합 양자점(예:CdSe/ZnS)이다.
실시예2
본 실시예에서는 상술한 양자점 잉크(Q)를 포함하는 태양전지(100)에 대해 설명한다.
본 발명의 태양전지는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 기판(110)과 상기 기판(110)상에 상기 양자점 잉크(Q)가 도포되어 형성된 양자점 레이어(QL)와, 상기 양자점 레이어(QL)일측에 설치되는 인출 전극(WE)을 포함한다.
상기 양자점 레이어(QL)가 태양광을 받아 전기로 변환하고, 상기 변환된 전기는 상기 인출 전극(WE)을 통해 외부로 전송된다.
한편, 도 4는 상기 양자점(QD)이 CdSe를 포함하는 1종의 양자점인 경우를 이용한 양자점 레이어(120)를 도시한 것이고, 도 5는 상기 양자점(QD)이 CdSe/Zn을 포함하는 2종 접합 양자점을 이용한 양자점 레이어(170)를 도시한 것이다.
이때, 상기 양자점 레이어(QL) 상면 또는 저면에 배치되는 버퍼층(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
또한, 양자점 레이어(QL) 상면 또는 저면에 배치되는 반사 방지 레이어(RL)를 더 포함하여 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 양자점 레이어(QL)의 상면에 배치되는 상부 반사 방지 레이어(150)와, 하측에 배치되는 하부 반사 방지 레이어(160)를 포함할 수 있다.
한편 상기 인출 전극(130)의 경우도 상기 양자점 레이어(QL)의 상부(130) 및 하부(140)에 각각 배치할 수 있다.
한편 도 5 및 도 6에서는 상기 반사 방지 레이어(RL)가 삼각형 형상인 것으로 도시되어 있다.
그러나 이는 상기 반사 방지 레이엉(RL)를 설명하기 위한 것에 불과한 것이다.
한편 도 7에 도시된 바와 같이 양자점 레이어(QL)는 크기가 각각 상이한 양자점 잉크(Q)에 의해 형성된 복수개의 층(180)을 포함할 수 있다.
즉, 상술된 바와 같이 양자점 잉크(Q)의 경우 양자점의 크기에 따라 전자의 에너지 준위가 선택될 수 있으므로 여러 크기의 양자점을 가지는 양자점 잉크(Q)를 다수층 적층하여 넓은 영역의 빛을 흡수할 수 있고 이에 의해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7에서 도시된 바와 같이 제일 하측에 크기가 큰 양자점을 이용한 층(183)이 배치되고 상부로 갈수록 크기가 작고 다른 종류의 양자점을 이용한 층(182,181)이 배치될 수 있다.
즉, 제일 하측의 층(183)과 상부층(181)은 CdSe을 포함하는 1종 양자점 잉크이고 중간층(182)은 혹는 CdSe/Zn을 포함하는 2종 접합 양자점 잉크일 수있다.
실시예3
본 실시예에서는 상술한 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법에 의해 인쇄하여 태양전지를 제작하는 방법 중 평제판을 이용하는 방법(S200)에 대해 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 설명한다.
우선 평제판(M)에 상기 양자점 잉크(Q)를 도포하는 단계(S210, 이하 제1단계라 함)를 수행한다.
상기 양자점 잉크(Q)는 도 8(a)에 도시된 바와 같이 디스펜서(DP)에 의해 도포될 수 있으며, 상기 디스펜서(DP)는 잉크 젯 헤드등을 사용할 수 있다.
이때 상기 디스펜서(DP)에 의해 도포된 양자점 잉크(Q)는 닥터 블레이드(DB)에 의해 상기 평제판(M)상에 요홈되게 형성된 패턴 요홈부(P)에 투입될 수 있다.
이와 같은 평제판 및 닥터 블레이드의 구성은 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명과 도시는 생략한다.
상기 제1단계(S210) 수행 후, 상기 평제판(M)상에 롤러(R)를 접촉시켜 상기 평제판(M)의 패턴 요홈부(P)에 도포된 양자점 잉크(Q)를 상기 롤러(R)로 전사시키는 단계(S220,이하 제2단계라 함)를 수행한다.(도 8(b)참조)
이때 상기 롤러(R)는 도시되지 않은 롤러 구동부에 의해 구동, 이동될 수 있으며, 상기 롤러 구동부 역시 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명과 도시는 생략한다.
또한 상기 평제판(M)으로부터 롤러(R)측으로 전사되는 과정 역시 널리 알려진 과정이므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 제2단계(S220) 수행 후, 상기 롤러(R)를 기판(S)에 접촉시켜 상기 롤러(R)에 전사된 양자점 잉크(Q)를 상기 기판(S)에 전사시키는 단계(S230, 이하 제3단계라 함)를 수행한다.(도 8(c)참조)
상기 제3단계(S230)에 의해 상기 양자점 잉크(Q)를 상기 기판(S)에 전사시켜 상술한 양자점 레이어를 형성한다.
이후, 상기 양자점 레이어상에 상술한 버퍼층이나 반사방지막 레이어를 형성하여 태양전지를 제조하게 된다.
이때, 상기 제1단계(S210)는 상술한 바와 같이 상기 양자점 잉크(Q)를 디스펜서(DP)를 이용하여 평제판(M)상에 투입하는 단계(S211)와, 상기 평제판(M)상에 닥터 블레이드(DB)를 이용하여 상기 제판(M)의 패턴 요홈부(P)에 상기 양자점 잉크(Q)가 충진되도록 하는 단계(S212)를 포함할 수 있다.
실시예4
본 실시예에서는 상술한 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법중 그라비아 옵셋 인쇄 방식의 태양전지 제작 방법(S300)에 대해 도 9를 참조하여 설명한다.
우선, 패턴 롤러(R1)에 양자점 잉크(Q)를 투입하는 단계(S310,이하 제1단계라 함)를 수행한다.
상기 제1단계(S310)에서도 상술한 바와 같이 상기 양자점 잉크(Q)는 디스펜서(DP)에 의해 상기 패턴 롤러(R1)측으로 도포될 수 있으며 닥터 블레이드(DB)에 의해 상기 패턴 롤러(R1)의 요홈부(R1a)에 균일하게 도포될 수 있다.
이와 같은 패턴 롤러(R1) 및 닥터 블레이드(DB) 구성은 널리 알려진 관계로 자세한 설명은 생략한다.
상기 제1단계(S310) 수행 후, 상기 패턴 롤러(R1)에 도포된 양자점 잉크(Q)를 블랑켓 롤러(R2)로 전사시키는 단계(S320, 이하 제2단계라 함)를 수행한다.
상기 제2단계(S320)에서 상기 패턴 롤러(R1)와 블랑켓 롤러(R2)의 접촉에 의해 상기 양자점 잉크(Q)가 상기 블랑켓 롤러(R2)로 전사된다.
상기 제2단계(S320) 수행 후, 상기 블랑켓 롤러(R2)와 임프레션 롤러(R3)사이를 통과하는 기판(S)에 상기 양자점 잉크(Q)가 전사되는 단계(S330,이하 제3단계라 함)을 수행한다.
상기 제3단계(S330)에 의해 상기 양자점 잉크(Q)를 상기 기판(S)에 전사시켜 상술한 양자점 레이어를 형성한다.
이후, 상기 양자점 레이어상에 상술한 버퍼층이나 반사방지막 레이어를 형성하여 태양전지를 제조하게 되는 점은 상술한 바와 같다.
한편 상술한 그라비아 옵셋 인쇄 공정은 패턴 롤러와 블랑켓 롤러 그리고 임프레션 롤러를 포함하는 것으로서 이와 같은 그라비아 옵셋 공정은 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
실시예5
본 실시예에서는 상술한 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법중 그라비아 인쇄 방식의 태양전지 제작 방법(S400)에 대해 도 10을 참조하여 설명한다.
우선, 패턴 롤러(R1)에 양자점 잉크(Q)를 투입하는 단계(S410,이하 제1단계라 함)를 수행한다.
상기 제1단계(S410)수행 후, 상기 패턴 롤러(R1)와 임프레션 롤러(R3)사이를 통과하는 기판(S)에 상기 양자점 잉크(Q)가 전사되는 단계(S420,이하 제2단계라 함)를 수행한다.
이때 상기 제1단계(S410)는 실시예3의 제1단계(S310)와 동일하고 상기 제2단계(S420)는 제3단계(S330)와 동일하다.
즉, 본 그라비아 인쇄방법에서 상기 실시예3에서 블랑켓 롤러가 없는 경우에 해당되는 것으로서 이 역시 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명과 도시는 생략한다.
이와 같은 방법에 의해 상기 양자점 잉크(Q)를 상기 기판(S)에 전사시켜 상술한 양자점 레이어를 형성한다.
이후, 상기 양자점 레이어상에 상술한 버퍼층이나 반사방지막 레이어를 형성하여 태양전지를 제조하게 되는 점은 상술한 바와 같다.
실시예5
본 실시예에서는 상술한 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법중 리버스 그라비아 인쇄 방식의 태양전지 제작 방법(S500)에 대해 도 11을 참조하여 설명한다.
우선, 베이스(B)에 양자점 잉크(Q)를 도포하는 단계(S510,이하 제1단계라 함)를 수행한다.(도 2참조)
상기 제1단계(S510)에서 베이스(B)에 상기 양자점 잉크(Q)를 도포하기 위해 스핀 코팅법, 슬릿 코팅법등을 이용할 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 베이스(B)를 지지하는 스핀 코팅 장치(SS)를 이용하여 상기 베이스(B)상에 도포된 양자점 잉크(Q)를 균일하게 분포시킬 수 있다.
한편, 상기 스핀 코팅법이나 슬릿 코팅법등은 널리 알려진 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
한편 설명되지 않은 도면부호 D P는 양자점 잉크(Q)를 분출하는 디스펜서를 나타낸다.
상기 제1단계(S510) 수행 후, 상기 베이스(B)에 롤러(R)를 접촉하여 상기 양자점 잉크(Q)가 롤러(R)측으로 전사되도록 하는 단계(S520,이하 제2단계라 함) 를 수행한다.(도 5(a)참조)
상기 제2단계(S520) 수행 후, 상기 롤러(R)를 클리쉐(CL)에 접촉시켜 상기 양자점 잉크(Q) 중 불필요한 부분을 상기 클리쉐(CL)측으로 제거(오프)하는 단계(S530,이하 제3단계라 함)를 수행한다.(도 5(b)참조)
상기 제3단계(S530) 수행 후, 상기 양자점 잉크(Q) 중 불필요한 부분이 제거된 롤러(R)를 기판(S)에 접촉시켜 상기 롤러(R)에 잔존하는 양자점 잉크(Q)를 상기 기판(S)에 전사시키는 단계(S540,이하 제4단계라 함)를 수행한다. (도 5(c)참조)
상기 제4단계(S540)에 의해 최종적으로 상기 양자점 잉크(Q)가 상기 기판(S)상에서 상술한 양자점 레이어로서 형성된다.
이후, 상기 양자점 레이어상에 상술한 버퍼층이나 반사방지막 레이어를 형성하여 태양전지를 제조하게 되는 점은 상술한 바와 같다.
100 : 태양전지 110 : 기판
QL : 양자점 레이어 Q : 양자점 잉크
QL : 양자점 레이어 Q : 양자점 잉크
Claims (15)
- 전극성분을 포함하는 용액(ES)에 양자점(QD)을 분산시켜 양자점과 흡수층이 동시에 인쇄될 수 있도록 제조되되,
상기 용액(ES)은 metal oxide precursor를 ethyl alcohol과 hydrochloric acid의 수용액에 용해시켜 용액화하거나,
ethanolamine과 2-methoxyethanol 혼합액에 용해시켜 제조하거나, ethylene glycol과 citric acid 수용액에 용해하는 sol-gel 공정 또는 Polyol 공정에 의해 용액화하거나 Chemical Solution Deposition(CBD) 방식에 의해 용액화되는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 전극 성분은 TiO2, ZnO 또는 SiO2을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 전극 성분은 삼원계 물질로 simple perovskite 구조를 가지는 Al doped ZnO (AZO), PbTiO3(PT), BaTiO3(BT), SrTiO3 (ST),
또는 complex perovskite 구조를 가지는 (Ba,Sr)TiO3 (BST), Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Sr(Zr,Ti)O3 (SZT), Ba(Zr,Ti)O3 (BZT), Pb(Sc,Ta)O3 (PST), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PMN),
또는 Layered perovskite 구조를 가지는 SrBi2Ta2O9 (SBT), SrBi2Nb2O9 (SBN), (Bi1-xLax)4Ti3O12 (BLT) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 전극 성분은 사원계 물질로 (La,Sr)CoO3 (LSCO), (La,Sr)MnO3 (LSMO), YBa2Cu3O7-d (YBCO), 또는 Y doped BaZrO3 (YBZO)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크 제조 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 양자점(QD)은 II-VI족의 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe을 포함하는 이원소 화합물;
또는 CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe을 포함하는 삼원소 화합물;
또는 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe을 포함하는 사원소 화합물;
또는 III-V족의 GaN, GaP, GaAs, aSb, InP, InAs, InSb을 포함하는 이원소 화합물;
또는 GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP을 포함하는 삼원소 화합물;
또는 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 을 포함하는 사원소 화합물;
또는 IV-VI족의 PbS, PbSe, PbTe을 포함하는 이원소 화합물;
또는 PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe을 포함하는 삼원소 화합물;
또는 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe을 포함하는 사원소 화합물;
또는 IV족의 Si, Ge을 포함하는 단일 원소 화합물;
또는 SiC, SiGe을 포함하는 이원소 화합물;
또는 상기 화합물 중 2종의 화합물이 접합된 형태인 2종 접합 화합물인 것을 특징으로 하는 양자점 잉크 제조 방법. - 제1항 내지 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 기재된 양자점 잉크(Q)를 포함하는 태양전지(100)로서,
상기 태양전지(100)는 기판(110)과 상기 기판(110)상에 상기 양자점 잉크(Q)가 도포되어 형성된 양자점 레이어(QL)와, 상기 양자점 레이어(QL)일측에 설치되는 인출 전극(WE)을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크를 구비하는 태양전지. - 제7항에 있어서,
상기 양자점 레이어(QL) 상면 또는 저면에 배치되는 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크를 구비하는 태양전지. - 제7항에 있어서,
상기 양자점 레이어(QL) 상면 또는 저면에 배치되는 반사 방지 레이어(RL)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크를 구비하는 태양전지. - 제7항에 있어서,
상기 양자점 레이어(QL)는 크기가 각각 상이한 양자점 잉크(Q)에 의해 형성된 복수개의 층(180)을 포함하는 것을 특징을 하는 양자점 잉크를 구비하는 태양전지. - 제7항에 기재된 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법에 의해 인쇄하여 태양전지를 제작하는 방법(S200)으로서,
상기 방법(S200)은 평제판(M)에 상기 양자점 잉크(Q)를 도포하는 단계(S210)와,
상기 평제판(M)상에 롤러(R)를 접촉시켜 상기 평제판(M)의 패턴 요홈부(P)에 도포된 양자점 잉크(Q)를 상기 롤러(R)로 전사시키는 단계(S220)와,
상기 롤러(R)를 기판(S)에 접촉시켜 상기 롤러(R)에 전사된 양자점 잉크(Q)를 상기 기판(S)에 전사시키는 단계(S230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크를 이용한 전자인쇄 방식의 태양전지 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 단계(S210)는 상기 양자점 잉크(Q)를 평제판(M)상에 투입하는 단계(S211)와,
상기 평제판(M)상에 닥터 블레이드(DB)를 이용하여 상기 평제판(M)의 패턴 요홈부(P)에 상기 양자점 잉크(Q)가 충진되도록 하는 단계(S212)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크를 이용한 전자인쇄 방식의 태양전지 제조 방법. - 제7항에 기재된 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법에 의해 인쇄하여 태양전지를 제작하는 방법(S300)으로서,
상기 방법(S300)은 패턴 롤러(R1)에 양자점 잉크(Q)를 투입하는 단계(S310)와,
상기 패턴 롤러(R1)에 도포된 양자점 잉크(Q)를 블랑켓 롤러(R2)로 전사시키는 단계(S320)와,
상기 블랑켓 롤러(R2)와 임프레션 롤러(R3)사이를 통과하는 기판(S)에 상기 양자점 잉크(Q)가 전사되는 단계(S330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크를 이용한 전자인쇄 방식의 태양전지 제조 방법. - 제7항에 기재된 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법에 의해 인쇄하여 태양전지를 제작하는 방법(S400)으로서,
상기 방법(S400)은 패턴 롤러(R1)에 양자점 잉크(Q)를 투입하는 단계(S410)와,
상기 패턴 롤러(R1)와 임프레션 롤러(R3)사이를 통과하는 기판(S)에 상기 양자점 잉크(Q)가 전사되는 단계(S420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크를 이용한 전자인쇄 방식의 태양전지 제조 방법. - 제7항에 기재된 태양전지(100)의 양자점 레이어(QL)를 전자인쇄방법에 의해 인쇄하여 태양전지를 제작하는 방법(S500)으로서,
상기 방법(S500)은 베이스(B)에 양자점 잉크(Q)를 도포하는 단계(S510)와,
상기 베이스(B)에 롤러(R)를 접촉하여 상기 양자점 잉크(Q)가 롤러(R)측으로 전사되도록 하는 단계(S520)와,
상기 롤러(R)를 클리쉐(CL)에 접촉시켜 상기 양자점 잉크(Q) 중 불필요한 부분을 제거하는 단계(S530)와,
상기 양자점 잉크(Q) 중 불필요한 부분이 제거된 롤러(R)를 기판(S)에 접촉시켜 상기 롤러(R)에 잔존하는 양자점 잉크(Q)를 상기 기판(S)에 전사시키는 단계(S540)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 잉크를 이용한 전자인쇄 방식의 태양전지 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110102332A KR101165601B1 (ko) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | 양자점 잉크 제조 방법 및 이를 구비하는 태양전지와 상기 태양전지의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110102332A KR101165601B1 (ko) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | 양자점 잉크 제조 방법 및 이를 구비하는 태양전지와 상기 태양전지의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101165601B1 true KR101165601B1 (ko) | 2012-08-06 |
Family
ID=46886734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110102332A KR101165601B1 (ko) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | 양자점 잉크 제조 방법 및 이를 구비하는 태양전지와 상기 태양전지의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101165601B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180025853A (ko) * | 2015-05-13 | 2018-03-09 | 히 솔라, 엘.엘.씨. | 페로브스카이트 물질 디바이스에서의 티타네이트 계면 층 |
-
2011
- 2011-10-07 KR KR1020110102332A patent/KR101165601B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180025853A (ko) * | 2015-05-13 | 2018-03-09 | 히 솔라, 엘.엘.씨. | 페로브스카이트 물질 디바이스에서의 티타네이트 계면 층 |
| KR102008737B1 (ko) | 2015-05-13 | 2019-08-09 | 히 솔라, 엘.엘.씨. | 페로브스카이트 물질 디바이스에서의 티타네이트 계면 층 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105038408B (zh) | 印刷油墨及应用其印刷而成的电子器件 | |
| US20070110816A1 (en) | Method of coating nanoparticles | |
| KR20180021870A (ko) | 인쇄용 잉크 조성물 및 전자소자 | |
| US20180237649A1 (en) | Printing ink and electronic device | |
| US20100144126A1 (en) | Methods for site-selective growth of horizontal nanowires, nanowires grown by the methods and nanodevices comprising the nanowires | |
| KR102048884B1 (ko) | 양자점 박막의 제조 방법 및 태양 전지의 제조 방법 | |
| KR101489776B1 (ko) | 양자점 태양전지의 제조방법 | |
| KR101500669B1 (ko) | 양자점 태양전지의 제조방법 | |
| KR101165601B1 (ko) | 양자점 잉크 제조 방법 및 이를 구비하는 태양전지와 상기 태양전지의 제조 방법 | |
| JP6027738B2 (ja) | 化合物半導体層およびその製造方法、ならびに化合物薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| KR101489777B1 (ko) | 양자점 태양전지의 제조방법 | |
| KR101525469B1 (ko) | 양자점 태양전지 제조장치 | |
| KR20120067159A (ko) | 그래핀 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
| JP6140977B2 (ja) | 化合物薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| CN117186871B (zh) | 复合材料、薄膜、发光器件及其制备方法、mini-LED背光模组及显示装置 | |
| WO2023056838A1 (zh) | 薄膜及其制备方法、光电器件 | |
| CN118265339A (zh) | 复合材料及其制备方法、发光器件及显示装置 | |
| CN118272795A (zh) | 一种薄膜的制备方法、发光器件及其制备方法 | |
| CN117135980A (zh) | 发光器件的制备方法、发光器件与显示装置 | |
| CN117750860A (zh) | 薄膜的制备方法、发光器件、发光器件的制备方法与电子设备 | |
| KR20080104574A (ko) | 반도체 나노결정을 이용한 이미지 센서 | |
| CN118270734A (zh) | 复合材料及其制备方法、发光器件、显示装置 | |
| CN118119238A (zh) | 发光器件及其制备方法及显示装置 | |
| CN118265403A (zh) | 薄膜及其制备方法、发光器件及显示装置 | |
| CN117998950A (zh) | 复合材料、复合材料的制备方法、光电器件与电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |