KR101199658B1 - 전해질의 누설 방지 효과가 우수한 염료감응 태양전지 - Google Patents
전해질의 누설 방지 효과가 우수한 염료감응 태양전지 Download PDFInfo
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Abstract
전해질의 누설 방지 효과가 우수한 염료감응 태양전지를 개시한다.
본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 염료가 흡착된 반도체 산화물층을 포함한 반도체 전극; 상기 반도체 전극과 대향되며, 서로 연결되는 수직부와 수평부를 갖는 전해질 주입구를 포함한 대향 전극; 및 상기 반도체 전극과 상기 대향 전극 사이에 개재된 전해질층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 염료가 흡착된 반도체 산화물층을 포함한 반도체 전극; 상기 반도체 전극과 대향되며, 서로 연결되는 수직부와 수평부를 갖는 전해질 주입구를 포함한 대향 전극; 및 상기 반도체 전극과 상기 대향 전극 사이에 개재된 전해질층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 염료감응 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해질의 누설 방지 효과가 우수한 염료감응 태양전지에 관한 것이다.
염료감응 태양전지는 종래의 실리콘 태양전지보다 제조공정이 단순하고, 경제성이 뛰어나며, 가시광선에 의하여도 발전 가능하다는 장점으로 인해 최근 주목을 받고 있다. 또한, 염료감응 태양전지는 빛이 통과할 수 있는 특성을 지니고 있어 자동차나 건물의 유리창에 설치할 수 있으므로 그 응용범위가 매우 넓다.
일반적인 염료감응 태양전지의 단위 셀 구조는 상, 하부 투명기판과 그 투명기판의 표면에 각각 형성되는 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO)로 이루어진 도전성 투명전극을 기본으로 하여, 제1 전극(작용극)에 해당하는 일 측의 도전성 투명전극 위에는 그 표면에 염료가 흡착된 전이금속 산화물 다공질 층이 형성되고, 제2 전극(촉매극)에 해당하는 타 측 도전성 투명전극 위에는 촉매박막전극(주로 Pt)이 형성되며, 상기 전이금속 산화물, 예를 들면 TiO2, 다공질 전극과 촉매박막전극 사이에는 전해질이 충진되어지는 구조를 가진다.
즉, 염료감응 태양전지는 정공전달 매개로서 전해질을 사용하며, 전해질로는 확산 속도가 높아 광전변환효율 성능이 우수한 액체상태의 유기용매나 이온액체전해질이 주로 사용된다.
그러나, 이와 같은 액상전해질은 대체로 촉매박막전극 측의 투명기판을 수직 방향으로 관통하여 제공된 전해질 주입구를 통해 주입되는데, 이 경우 전해질 주입구에서 전해질의 누설 및 증발이 발생하여 염료감응 태양전지의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-0637421호(2006. 10. 23. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 백금층 및 투명 전극을 관통하여 제공된 전해질 주입구를 통해 전해질을 주입하는 것에 대하여 개시하고 있을 뿐, 전해질의 누설을 방지하여 태양전지의 장기적인 내구성 문제를 해결하고자 하는 기술에 대하여 개시하는 바가 없다.
본 발명의 목적은 전해질의 누설 방지 효과가 우수하여 장기 내구성이 향상될 수 있으며, 전해질 주입구가 전지의 전면이나 배면으로 드러나지 않는 염료감응 태양전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 염료감응 태양전지는, 염료가 흡착된 반도체 산화물층을 포함한 반도체 전극; 상기 반도체 전극과 대향되며, 서로 연결되는 수직부와 수평부를 갖는 전해질 주입구를 포함한 대향 전극; 및 상기 반도체 전극과 상기 대향 전극 사이에 개재된 전해질층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 기판에 서로 연결되는 수직부와 수평부를 갖는 '
'자 형상의 전해질 주입구를 구비하여 중력의 영향은 줄이면서 전해질의 누설 통로를 늘려 전해질의 누설을 감소시킴으로써 태양전지의 장기적인 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 자동차나 건물의 유리창 등에 설치 시 전해질 주입구가 전지의 전면이나 배면으로 드러나지 않으므로 심미성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 염료감응 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 염료감응 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 염료감응 태양전지를 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 염료감응 태양전지에 관하여 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 염료감응 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 염료감응 태양전지(100A)는, 반도체 전극(110), 반도체 전극(110)과 대향되며, 서로 연결되는 수직부(150a)와 수평부(150b)를 갖는 전해질 주입구(150)를 포함한 대향 전극(120) 및 이들 사이에 개재된 전해질(electrolyte)층(140)을 포함한다.
반도체 전극(110)은 제1 기판(112)과, 제1 기판(112) 상에 차례로 적층된 제1 전도성막(114) 및 반도체 산화물 전극(116)을 포함할 수 있다.
제1 기판(112)은 태양광을 투과하는 동시에 염료감응 태양전지의 외관을 제공하는 것으로서 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 기판(112)은 투명한 유리, 고분자 또는 금속으로 이루어질 수 있다.
제1 전도성막(114)은, 가시광선을 흡수한 염료로부터 여기된 전자가 이동하는 경로로서, 투명한 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 전도성막(114)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine doped Tin Oxide)로 형성될 수 있다.
반도체 산화물 전극(116)은 제1 기판(112)의 측단으로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성될 수 있다. 반도체 산화물 전극(116)은 작동 전극(working electrode)으로서, 다공성(porous)의 반도체 산화물층 및 반도체 산화물층의 표면에 흡착되는 염료를 포함할 수 있다. 이로써, 염료와 반도체 산화물층 간의 전자 전이를 할 수 있게 된다.
반도체 산화물층은 전이 금속 산화물을 포함하는 금속 산화물들 중 적어도 하나의 산화물 반도체 입자들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전이 금속 산화물은 이산화티탄(TiO2), 이산화주석(SnO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 오산화니오븀(Nb2O5) 및 산화아연(ZnO) 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 반도체 산화물층은 광 효율 향상을 위하여 아나타제형의 이산화티탄(TiO2)으로 형성되는 것이 바람직하다. 반도체 산화물층의 형성 물질은 상술한 물질들에 특별히 한정되는 것은 아니다. 반도체 산화물층은, 예를 들어, 평균 입경 5 내지 30nm인 나노(nano)급 사이즈의 입자 크기를 가지는 산화물 반도체 입자들로 형성될 수 있다.
염료는 가시광선을 흡수하여 전자-홀 쌍(electron-hole pair)을 생성하는 것으로서, 반도체 산화물층에 흡착되어 태양광에 의해 여기 전자를 생성할 수 있는 염료 분자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 염료는 금속 복합체로 형성될 수 있으며, 이 경우, Ruthenium 535-bisTBA(N719) 또는 Ruthenium 620-1H3TBA(Black dye) 등의 루테늄 착체(錯體)와 같은 염료 분자들로 이루어질 수 있다. 이와는 다르게, 염료는 유기 염료(organic dye), 양자점(quantum-dot) 또는 자연 염료(natural dye) 중 적어도 하나의 염료 분자들로 이루어질 수 있다. 염료는 태양광에 의해 여기 전자를 생성할 수 있는 염료 분자들이라면 특별히 이에 한정되지 않는다.
대향 전극(120)은 제2 기판(122)과, 제2 기판(122) 상에 차례로 적층된 제2 전도성막(124) 및 상대 전극(counter electrode, 126)을 포함할 수 있다.
여기서, 제2 기판(122)은 유리 재질의 기판일 수 있다. 제2 전도성막(124)은 투명한 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제2 전도성막(124)은 ITO 또는 FTO로 형성될 수 있다.
상대 전극(126)은 촉매 전극으로서 반도체 산화물 전극(116)과 이격되어 대향 배치된다. 상대 전극(126)은 제2 기판(122)의 측단으로부터 내부로 일정간격 이격되어 반도체 산화물 전극(116)과 대응되도록 제2 전도성막(124) 상에 형성될 수 있다.
상대 전극(126)은 전해질의 환원 과정에 참여할 수 있도록 전해질층(140)과 접촉된다. 예를 들어, 상대 전극(126)은 백금(Pt) 또는 카본 계로 형성될 수 있다.
제2 기판(122) 및 제2 전도성막(124)의 가장자리에는 하나 이상의 전해질 주입구들(150)이 포함될 수 있다.
전해질 주입구들(150)은 제2 기판(122)과 제2 전도성막(124)의 가장자리에, 서로 연결되는 수직부(150a)와 수평부(150b)를 가지고 굴곡된 형상으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 전해질 주입구들(150)의 수직부(150a)는 제2 전도성막(124)을 관통하여 제2 기판(122)의 상부까지 형성될 수 있다. 즉, 수직부(150a)는 제2 기판(122)으로부터 제2 전도성막(124)을 수직한 방향으로 관통한다. 전해질 주입구들(150)의 수평부(150b)는 제2 기판(122)의 측단으로부터 수평으로 형성되어 수직부(150a)에 연결된다. 그 결과, 전해질 주입구(150)는 '
'자 형상으로 형성된다. 이때, 수직부(150a)보다 수평부(150b)의 길이가 더 길게 형성될 수 있다.
이러한 전해질 주입구(150)는 대향기판을 수직 방향으로 관통하여 형성되던 기존에 비해 중력의 영향은 줄이면서 전해질의 누설 통로를 늘림으로써 상대적으로 전해질 주입구(150)에 의한 전해질의 누설을 감소시킬 수 있다.
전해질 주입구(150)는 미세 드릴(drill) 또는 레이저(laser) 등을 사용하여 제2 전도성막(124)의 일 영역을 수직한 방향으로 관통하는 관통홀이 형성된 후, 관통홀을 통해 노출된 제2 기판(122)의 상부까지 홈이 형성된 다음 제2 기판(122)의 측단에서부터 홈의 하부와 만나는 지점까지 제2 기판(122)이 수평 방향으로 식각되어 제조될 수 있다.
이와는 다르게, 전해질 주입구(150)는 제2 기판(122)의 상부 측단에서부터 수평 방향으로 홀이 형성된 후 홀이 만나는 지점까지 제2 전도성막(124)과 제2 기판(122)이 식각되어 제조될 수도 있다.
상대 전극(126)은 전해질 주입구(150)가 형성된 후 전해질 주입구(150)를 포함한 제2 전도성막(124) 상에 백금(Pt) 또는 카본 계 물질이 수십 나노 두께로 도포되어 형성될 수 있으며, 이 경우 실질적으로 전해질 주입구(150) 위에는 상대 전극(126)이 형성되지 않기 때문에 전해질 주입구(150)를 통한 전해질의 주입이 가능하다.
염료감응 태양전지(100A)는 서로 대향된 반도체 전극(110)과 대향 전극(120) 사이에 지지되어 전해질층(140)을 기밀하는 제1 실링부재(130)를 포함한다. 제1 실링부재(130)는 반도체 산화물 전극(116) 또는 상대 전극(126)을 둘러싸는 폐루프(closed loop) 형상일 수 있다. 제1 실링부재(130)는 전해질 주입구(150)의 수직부(150a)보다 외측에 형성된다. 제1 실링부재(130)는 통상의 공지된 물질일 수 있으며, 예를 들어 열경화성 수지일 수 있다.
제1 실링부재(130)는 일 측과 타 측에서 각각 제1 및 제2 도전성막들(114, 124)의 표면과 접촉된다. 즉, 제1 실링부재(130)에 의해 반도체 산화물 전극(116)이 상대 전극(126)과 마주보게 된다. 제1 실링부재(130)에 의해 반도체 전극(110)과 대향 전극(120) 사이에는 공간이 제공된다.
반도체 전극(110)과 대향 전극(120) 사이의 공간에 채워져 있는 전해질층(140)은, 액체, 준고체 또는 고체 상태의 전해질로 채워질 수 있다. 예를 들어, 전해질층(140)은 요오드계 산화환원 전해질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전해질층(140)은 0.6M의 3-프로필-1,2-디메틸 이미다졸륨 아이오다이드(3-propyl-1,2-dimethyl imidazolium iodide; DMPImI), 0.1M의 요오드화리튬(LiI) 및 40mM의 I2(Iodine)를 아세토니트릴(acetonitrile) 용액에 용해시킨 I3 -/I-의 전해액일 수 있다. 전해질층(140)은 염료에 산화-환원반응에 의해 전자를 공급할 수 있는 범위 내에서 다양한 전해질 용액을 이용할 수 있음은 물론이다.
전해질층(140)은 주사기 등을 사용하여 대향 전극(120)에 제공된 수직부(150a) 및 수평부(150b)를 갖는 전해질 주입구(150)를 통해 반도체 산화물 전극(116)과 상대 전극(126) 사이에 충진될 수 있다.
염료감응 태양전지(100A)는 제2 기판(122)의 측단에 전해질 주입구(150)를 기밀하는 제2 실링부재(160)를 포함할 수 있으며, 이 경우 제2 실링부재(160)는 고분자 필름으로 형성될 수 있다.
도시하지 않았으나, 이와는 다르게 염료감응 태양전지(100A)는 제2 기판(122)의 측단 및 전해질 주입구(150) 내부에 전해질 주입구(150)를 기밀하는 제2 실링부재(160)를 포함할 수 있으며, 이 경우 제2 실링부재(160)는 열경화성 수지 및/또는 글라스 프릿(Glass Frit)으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 실링부재(160)는 열경화성 수지, 글라스 프릿 및 고분자 필름 중에서 선택된 하나 이상이 적절히 조합되어 형성됨에 따라 전해질에 대한 밀폐력 향상 뿐만 아니라 전해질 및 염료의 열변형을 방지할 수 있으며, 이 경우 전해질층(140)과 글라스 프릿이 접촉되지 않는 조합을 선택하는 것이 바람직하다.
도시하지는 않았으나, 염료감응 태양전지(100A)는 반도체 전극(110)과 대향 전극(120) 각각에 접속된 외부 회로를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 염료감응 태양전지(100A) 내로 제1 기판(112)과 제1 전도성막(114)을 차례로 통과하여 태양광이 입사되면 광양자는 먼저 반도체 산화물 전극(116)의 염료에 흡수되고, 이에 따라 염료는 기저상태(ground state)에서 여기상태(excited state)로 전자전이하여 전자-홀 쌍(electron-hole pair)을 만든다. 여기상태의 전자는 반도체 산화물층에서 반도체 나노입자 계면의 전도띠(conduction band)로 주입되고, 주입된 전자는 계면을 통해 제1 기판(112)으로 전달되며, 이후 외부 회로를 통해 상대 전극(126)으로 이동한다.
한편, 전자전이 결과로 산화된 염료는 전해질층(140) 내의 산화?환원 커플의 이온에 의해 전자를 받아 다시 환원되고, 산화된 이온은 전하중성(charge neutrality)을 이루기 위해 상대 전극(126)의 계면에 도달한 전자와 환원 반응을 함으로써 염료감응 태양전지(100A)가 작동하게 된다.
이렇듯, 본 발명의 일 실시예에 따른 염료감응 태양전지(100A)는 제2 기판(122) 내부에 서로 연결되는 수직부(150a)와 수평부(150b)를 포함한 '
'자 형상의 전해질 주입구(150)를 구비하여 중력의 영향은 줄이면서 전해질의 누설 통로를 늘림으로써 전해질 주입구(150)에 의한 전해질의 누설 및 증발을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 염료감응 태양전지(100A)의 수명이 연장되고, 장기적으로 내구성이 향상될 수 있다.
더욱이, 염료감응 태양전지(100A)는 '
'자 형상의 전해질 주입구(150)를 구비함에 따라 전해질 주입구(150)의 입구가 제2 기판(122)의 측단에 위치하게 되어, 자동차나 건물의 유리창 등에 설치 시 전해질 주입구(150)가 전지의 전면이나 배면으로 드러나지 않으므로 심미성이 우수하다는 장점을 지닌다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 염료감응 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 염료감응 태양전지(100B)는, 일면에 제1 전도성막(114)이 형성된 제1 기판(112)과, 제1 기판(112)과 대향되되, 제1 전도성막(114)과 마주하여 제2 전도성막(124)이 형성된 제2 기판(124)과, 제1 전도성막(114) 상에 일정간격 이격 배치된 다수의 반도체 산화물 전극들(116)과, 제2 전도성막(124) 상에 반도체 산화물 전극들(116)과 대응되어 배치된 다수의 상대 전극들(126)과, 제1 전도성막(114) 및 제2 전도성막(124) 상에 서로 마주보도록 배치된 그리드 전극들(170)과, 그리드 전극들(170)을 감싸는 보호층(175)과, 반도체 산화물 전극들(116)과 상대 전극들(126) 사이에 개재된 전해질층(140), 및 제2 전도성막(124)과 제2 기판(122) 내부에 서로 연결되는 수직부(150a)와 수평부(150b)를 갖는 전해질 주입구(150)를 포함할 수 있다.
이에 더하여, 서로 대향된 반도체 전극(110)과 대향 전극(120) 사이에 지지되어 전해질층(140)을 기밀하는 제1 실링부재(130)와 전해질 주입구(150)를 기밀하는 제2 실링부재(160)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 기판(112, 122), 제1 및 제2 전도성막(114, 124), 반도체 산화물 전극(116), 상대 전극(126), 제1 실링부재(130), 전해질층(140) 및 제2 실링부재(160)의 형성 물질과 전해질 주입구(150)의 형상은 상술한 제1 실시예와 동일할 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
반도체 산화물 전극들(116) 및 상대 전극들(126) 각각은 일정 간격 이격되어 배치된다. 반도체 산화물 전극들(116)과 상대 전극들(126)은 서로 마주하여 대응 배치된다.
그리드 전극들(170)은 대면적 서브 모듈의 제1 및 제2 기판(112, 122) 내에서 전자의 이동거리를 줄이기 위한 것으로서, 전도성 금속 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 알루미늄(Al), 카본(C) 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.
그리드 전극들(170)은 반도체 산화물 전극들(116) 또는 상대 전극들(126)과 이격되어 제1 전도성막(114) 및 제2 전도성막(124) 상의 반도체 산화물 전극들(116) 사이와, 상대 전극들(126) 사이와, 반도체 산화물 전극들(116) 및 상대 전극들(126)의 외곽에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 즉, 그리드 전극들(170)은 반도체 산화물 전극들(116) 또는 상대 전극들(126)과 교호(交互)적으로 배치될 수 있다.
보호층(175)은 그리드 전극(170)이 전해질 계면에서 부식되는 것을 방지하는 역할을 수행하는 것으로, 고분자 수지로 형성될 수 있다. 고분자 수지로는 실리콘고분자, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에터르술폰, 폴리이미드 또는 폴리메틸메타아크릴레이트 등이 사용될 수 있다.
제1 실링부재(130)는 제1 및 제2 기판(112, 122)의 가장자리의 최외측 그리드 전극들(170)을 감싸면서 일 측과 타 측에서 각각 제1 및 제2 도전성막들(114, 124)의 표면과 접촉될 수 있다. 제1 실링부재(130)의 내측 공간은 서로 소통되는 단일 공간으로 형성된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 염료감응 태양전지(100B)는 대면적화된 셀의 효율 감소를 방지하기 위한 그리드 전극(170)과 보호층(175)이 형성되고, 반도체 전극(110)과 대향 전극(120)을 기밀하는 제1 실링부재(130)가 최외측 그리드 전극들(170)을 감싸도록 형성되는 것이 제1 실시예와 상이할 뿐, 제2 전도성막(124)과 제2 기판(122)에 서로 연결되는 수직부(150a)와 수평부(150b)를 갖는 전해질 주입구(150)를 구비하는 것은 제1 실시예와 동일하다.
이렇듯, 서로 연결되는 수직부(150a)와 수평부(150b)를 갖는 전해질 주입구(150)를 구비한 염료감응 태양전지(100B)는 제1 실시예와 동일한 이유로 인해 전해질 주입구(150)에 의한 전해질의 누설 및 증발을 감소시켜 태양전지의 장기적인 내구성을 향상시킬 수 있고, 자동차나 건물의 유리창 등에 설치 시 전해질 주입구(150))가 전지의 전면이나 배면으로 드러나지 않으므로 심미성이 우수하다.
한편, 도시하지 않았으나, 제1 실링부재(130)는 제1 및 제2 기판(112, 122) 가장자리의 최외측 그리드 전극들(170)을 감싸는 형태가 아닌, 최외측 그리드 전극들(170)의 바깥쪽에 별도로 형성되거나, 일 측과 타 측에서 최외측 그리드 전극들(170)을 감싸는 보호층(175)과 접촉되어 형성될 수도 있다.
또한, 설명의 편의를 위하여 수직부(150a)와 수평부(150b)로 표현하였으나, 반드시 수직이나 수평일 필요는 없다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100A, 100B : 염료감응 태양전지 110 : 반도체 전극
112 : 제1 기판 114 : 제1 전도성막
116 : 반도체 산화물 전극 120 : 대향 전극
122 : 제2 기판 124 : 제2 전도성막
126 : 상대 전극 130 : 제1 실링부재
140 : 전해질층 150 : 전해질 주입구
150a : 수직부 150b : 수평부
160 : 제2 실링부재 170 : 그리드 전극
175 : 보호층
112 : 제1 기판 114 : 제1 전도성막
116 : 반도체 산화물 전극 120 : 대향 전극
122 : 제2 기판 124 : 제2 전도성막
126 : 상대 전극 130 : 제1 실링부재
140 : 전해질층 150 : 전해질 주입구
150a : 수직부 150b : 수평부
160 : 제2 실링부재 170 : 그리드 전극
175 : 보호층
Claims (13)
- 염료가 흡착된 반도체 산화물층을 포함한 반도체 전극;
상기 반도체 전극과 대향되며, 서로 연결되는 수직부와 수평부를 갖는 전해질 주입구를 포함한 대향 전극; 및
상기 반도체 전극과 상기 대향 전극 사이에 개재된 전해질층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제1항에 있어서,
상기 대향 전극은 상기 수평부가 형성된 기판과, 상기 기판 상에 차례로 적층된 전도성막 및 상대 전극을 포함하며,
상기 수직부는 상기 기판으로부터 상기 전도성막을 수직한 방향으로 관통하고, 상기 수평부는 상기 기판의 측단으로부터 수평으로 형성되어 상기 수직부에 연결되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제2항에 있어서,
상기 기판의 측단에 실링부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제2항에 있어서,
상기 기판의 측단 및 상기 전해질 주입구 내부에 상기 전해질 주입구를 기밀하는 실링부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제2항에 있어서,
상기 기판은
유리 재질의 기판인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 서로 대향되되, 마주하여 제1 전도성막 또는 제2 전도성막 중 어느 하나가 형성된 제1 기판 및 제2 기판;
상기 제1 전도성막 상에 일정간격 이격 배치된 반도체 산화물 전극;
상기 제2 전도성막 상에 상기 반도체 산화물 전극과 대응 배치된 상대 전극;
상기 제1 전도성막 및 상기 제2 전도성막 상에 상기 반도체 산화물 전극 또는 상기 상대 전극과 교호적으로 배치되어 서로 마주보는 그리드 전극;
상기 반도체 산화물 전극 또는 상기 상대 전극과 이격되어 상기 그리드 전극을 감싸는 보호층;
상기 반도체 산화물 전극과 상기 상대 전극 사이에 개재된 전해질층; 및
상기 제2 전도성막 및 상기 제2 기판에 배치되되, 서로 연결되는 수직부와 수평부를 갖는 전해질 주입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제6항에 있어서,
상기 수직부는 상기 제2 기판으로부터 상기 제2 전도성막을 수직한 방향으로 관통하고, 상기 수평부는 상기 제2 기판의 측단으로부터 수평으로 형성되어 상기 수직부에 연결되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제7항에 있어서,
상기 제2 기판의 측단에 제1 실링부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제7항에 있어서,
상기 제2 기판의 측단 및 상기 전해질 주입구 내부에 상기 전해질 주입구를 기밀하는 실링부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제6항에 있어서,
상기 제2 기판은
유리 재질의 기판인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제6항에 있어서,
상기 그리드 전극은 전도성 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제6항에 있어서,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 가장자리에 상기 전해질층을 기밀하는 제2 실링부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
- 제12항에 있어서,
상기 제2 실링부재는 최외측의 상기 그리드 전극을 감싸는 형태로 형성되거나, 최외측의 상기 그리드 전극에서 외측으로 이격되어 형성되거나, 일 측과 타 측에서 최외측의 상기 그리드 전극을 감싸는 상기 보호층과 접촉되어 형성되는 염료감응 태양전지.
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| KR1020110115266A KR101199658B1 (ko) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | 전해질의 누설 방지 효과가 우수한 염료감응 태양전지 |
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|---|---|---|---|---|
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- 2011-11-07 KR KR1020110115266A patent/KR101199658B1/ko not_active IP Right Cessation
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