KR101256473B1 - Electrode plate and dye-sensitized solar cell having the same, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 염료감응형 태양전지용 일전극과 이를 구비하는 염료감응형 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 개시된 염료감응형 태양전지용 일전극은 전도성 금속막과 이 전도성 금속막 상에 형성되어 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 포함하며, 전도성 금속막이 전해질에 의해 부식이 되는 것을 방지하여 장기 안정성을 향상시키는 이점이 있다.The present invention relates to one electrode for a dye-sensitized solar cell, a dye-sensitized solar cell including the same, and a method of manufacturing the same. The disclosed one-electrode for dye-sensitized solar cell is formed on a conductive metal film and the conductive metal film. It includes a corrosion prevention film to prevent the corrosion of the film, there is an advantage to improve the long-term stability by preventing the conductive metal film is corroded by the electrolyte.
Description
본 발명은 염료감응형 태양전지(DSSC, Dye-sensitized solar cell)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부식 방지막을 포함하는 염료감응형 태양전지용 일전극, 이러한 일전극을 구비하는 염료감응형 태양전지, 그리고 일전극과 태양전지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a dye-sensitized solar cell (DSSC, Dye-sensitized solar cell, more specifically, a dye-sensitized solar cell including a corrosion protection film, a dye-sensitized solar cell having such one electrode, And it relates to a method for manufacturing the one electrode and the solar cell.
태양전지는 태양에너지를 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심소자이다. 태양전지는 현재 전기, 전자제품, 주택이나 건물에 이르기까지 다양한 분야에 적용되고 있다. 태양전지는 광 흡수층의 재료에 따라 구분되는데, 광 흡수층으로 실리콘을 사용하는 실리콘 태양전지, 광 흡수층으로 CIS(CuInSe2)나 카드뮴 텔루르(CdTe)를 이용하는 화합물 태양전지, 광감응 염료 분자가 흡착된 염료감응형 태양전지, 복수의 비정질 실리콘이 적층된 적층형 태양전지로 구분된다.Solar cells are a key element of solar power generation that converts solar energy directly into electricity. Solar cells are currently being applied to a variety of fields, including electricity, electronics, houses and buildings. The solar cells are classified according to the material of the light absorbing layer.Silicone solar cells using silicon as the light absorbing layer, compound solar cells using CIS (CuInSe2) or cadmium tellurium (CdTe) as the light absorbing layer, and dyes on which the photosensitive dye molecules are adsorbed Sensitized solar cells are classified into stacked solar cells in which a plurality of amorphous silicon is stacked.
이 중에서 염료감응형 태양전지는 실리콘 태양전지와는 달리 가시광선을 흡수하여 전자-홀 쌍(electron-hole pair)을 생성할 수 있는 감광성 염료 분자 및 생성된 전자를 전달하는 전이 금속 산화물을 주된 구성 재료로 하는 태양 전지이다. 이러한 염료감응형 태양전지는 실리콘 태양전지에 비해 제조 단가가 저렴하고 손쉬운 제작과 높은 태양전지 변환 효율과 같은 장점으로 인하여 주목을 받고 있다.Among them, dye-sensitized solar cells, unlike silicon solar cells, consist mainly of photosensitive dye molecules capable of absorbing visible light to produce electron-hole pairs, and transition metal oxides for transferring the generated electrons. It is a solar cell made of a material. Such dye-sensitized solar cells are attracting attention due to their advantages such as low cost, easy fabrication and high solar cell conversion efficiency compared to silicon solar cells.
이러한 염료감응형 태양전지는 투명하고 플렉서블한 기판 상에서 제작될 수 있기 때문에 건물일체형 태양광 발전시스템(BIPV, Building Integrated Photovoltaic System), 자동차 윈도우 태양광 발전시스템(automobile window photovoltaic system) 및 플렉서블 디스플레이 장치 내에 내장된 휴대용 태양전지와 같은 실제 응용에 유망한 태양전지이다.Since these dye-sensitized solar cells can be fabricated on a transparent and flexible substrate, they can be manufactured in building integrated photovoltaic systems (BIPVs), automotive window photovoltaic systems, and flexible display devices. It is a promising solar cell for practical applications such as embedded portable solar cells.
전형적인 염료감응형 태양전지는 염료감응형 메조스코픽 TiO2 광양극(일전극), Pt 상대전극, I3-/I- 환원 커플을 지닌 전해질로 구성된다. 염료감응형 태양전지의 작동은 염료 분자의 빛-유도 산화에 의해 개시되며, 산화된 염료 분자는 전해질에서의 아이오다이드 이온으로부터 전자를 수용하고, 얻어진 트리-아이오다이드 이온은 상대전극에서 아이오다이드 이온으로 다시 환원된다.Typical dye-sensitized solar cells consist of an electrolyte with a dye-sensitized mesoscopic TiO 2 photoanode (one electrode), a Pt counter electrode, and an I 3 / I-reducing coupler. Operation of the dye-sensitized solar cell is initiated by light-induced oxidation of the dye molecule, the oxidized dye molecule accepts electrons from the iodide ions in the electrolyte, and the resulting tri-idoid ions are trapped at the counter electrode. It is reduced back to the oidoid ion.
한편, 염료감응형 태양전지의 일전극으로는 불소(F)가 도핑된 산화주석(FTO 막)이 주로 사용되며, 유연성 염료감응형 태양전지의 경우에 티타늄(Ti) 기판이 주로 일전극으로 사용된다.Meanwhile, tin oxide doped with fluorine (F) is mainly used as one electrode of a dye-sensitized solar cell, and a titanium (Ti) substrate is mainly used as one electrode in a flexible dye-sensitized solar cell. do.
그런데, 티타늄 기판은 가격이 비싸기 때문에 경제적인 측면을 고려하여 스테인레스 스틸 등의 전도성 금속기판을 일전극으로 사용하고자 하는 시도가 있다.However, since titanium substrates are expensive, there are attempts to use conductive metal substrates such as stainless steel as one electrode in consideration of economic aspects.
그러나, 스테인레스 스틸 등의 전도성 금속기판은 전해질에 의해 부식이 될 수 있기 때문에 장기 안정성 측면에서 문제점이 있다.
However, conductive metal substrates, such as stainless steel, have problems in terms of long-term stability because they can be corroded by the electrolyte.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, 부식 방지막을 포함하는 염료감응형 태양전지용 일전극을 제공하여 장기 안정성이 제고되도록 한다.The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, to provide a one electrode for a dye-sensitized solar cell including a corrosion protection film to improve long-term stability.
또, 본 발명은 이처럼 반부식성이 강화된 일전극을 구비하는 염료감응형 태양전지를 제공한다.In addition, the present invention provides a dye-sensitized solar cell having a single electrode which is enhanced in such a corrosion.
아울러, 이러한 염료감응형 태양전지용 일전극과 염료감응형 태양전지를 제조하는 방법을 제공한다.
In addition, the present invention provides a method for manufacturing the dye-sensitized solar cell and one electrode for a dye-sensitized solar cell.
본 발명의 제 1 관점으로서 염료감응형 태양전지용 일전극은, 전도성 금속막과, 상기 전도성 금속막 상에 형성되어 상기 염료감응형 태양전지를 구성하는 전해질층에 의한 상기 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 포함할 수 있다.As a first aspect of the present invention, one electrode for a dye-sensitized solar cell is provided to prevent corrosion of the conductive metal film by a conductive metal film and an electrolyte layer formed on the conductive metal film to constitute the dye-sensitized solar cell. Corrosion prevention film may be included.
여기서, 상기 부식 방지막은, 그라핀 또는 그라핀 옥사이드로 형성할 수 있다. 상기 부식 방지막은, 양하전 그라핀 옥사이드 시트와 음하전 그라핀 옥사이드 시트를 포함할 수 있다. 상기 부식 방지막은, 상기 양하전 그라핀 옥사이드 시트와 상기 음하전 그라핀 옥사이드 시트가 교번으로 반복 적층될 수 있다.
The anti-corrosion film may be formed of graphene or graphene oxide. The corrosion protection film may include a positively charged graphene oxide sheet and a negatively charged graphene oxide sheet. The anti-corrosion film, the positively charged graphene oxide sheet and the negatively charged graphene oxide sheet may be alternately stacked alternately.
본 발명의 제 2 관점으로서 염료감응형 태양전지는, 전도성 금속막 및 상기 전도성 금속막 상에 형성되어 상기 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 포함하는 일전극과, 광 감음염료를 포함하는 광 흡수층과, 상기 광 흡수층을 사이에 두고 상기 부식 방지막에 대향하게 배치된 전해질층과, 상기 광 흡수층 및 상기 전해질층을 사이에 두고 상기 일전극에 대향하게 배치된 상대전극을 포함할 수 있다.As a second aspect of the present invention, a dye-sensitized solar cell includes one electrode including a conductive metal film and a corrosion preventing film formed on the conductive metal film to prevent corrosion of the conductive metal film, and a photosensitive dye. It may include an absorbing layer, an electrolyte layer disposed to face the corrosion protection film with the light absorbing layer therebetween, and a counter electrode disposed to face the one electrode with the light absorbing layer and the electrolyte layer interposed therebetween.
여기서, 상기 부식 방지막은, 그라핀 또는 그라핀 옥사이드로 형성할 수 있다. 상기 부식 방지막은, 양하전 그라핀 옥사이드 시트와 음하전 그라핀 옥사이드 시트를 포함할 수 있다. 상기 부식 방지막은, 상기 양하전 그라핀 옥사이드 시트와 상기 음하전 그라핀 옥사이드 시트가 교번으로 반복 적층될 수 있다.
The anti-corrosion film may be formed of graphene or graphene oxide. The corrosion protection film may include a positively charged graphene oxide sheet and a negatively charged graphene oxide sheet. The anti-corrosion film, the positively charged graphene oxide sheet and the negatively charged graphene oxide sheet may be alternately stacked alternately.
본 발명의 제 3 관점으로서 염료감응형 태양전지용 일전극의 제조 방법은, 전도성 금속막을 준비하는 단계와, 상기 전도성 금속막 상에 상기 염료감응형 태양전지를 구성하는 전해질층에 의한 상기 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrode for a dye-sensitized solar cell, the method comprising preparing a conductive metal film, and forming the conductive metal film on the conductive metal film by the electrolyte layer constituting the dye-sensitized solar cell. Forming a corrosion protection film to prevent corrosion may include.
여기서, 상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 그라핀 또는 그라핀 옥사이드를 이용하여 형성할 수 있다. 상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 전도성 금속막의 상면을 양하전 그라핀 옥사이드 용액 및 음하전 그라핀 옥사이드 용액으로 코팅할 수 있다. 상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 전도성 금속막의 상면을 상기 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 상기 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 어느 하나의 용액으로 코팅하는 제 1 코팅 단계와, 코팅된 상기 전도성 금속막의 상면을 상기 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 상기 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 상기 제 1 코팅 단계와는 다른 하나의 용액으로 코팅하는 제 2 코팅 단계를 포함할 수 있다. 상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 코팅 단계와 상기 제 2 코팅 단계를 기 설정된 횟수만큼 교번으로 반복하여 수행할 수 있다. 상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 코팅 단계의 이전에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계, 상기 제 1 코팅 단계의 이후에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계 또는 상기 제 2 코팅 단계의 이후에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계 중에서 적어도 하나 이상의 세정 단계를 수행할 수 있다.
Here, the forming of the anti-corrosion film may be formed using graphene or graphene oxide. Forming the anti-corrosion film, the upper surface of the conductive metal film may be coated with a positively charged graphene oxide solution and a negatively charged graphene oxide solution. Forming the anti-corrosion film, the first coating step of coating the upper surface of the conductive metal film of any one of the positively charged graphene oxide solution or the negatively charged graphene oxide solution, and the upper surface of the coated conductive metal film It may include a second coating step of coating with a solution different from the first coating step of the positively charged graphene oxide solution or the negatively charged graphene oxide solution. The forming of the anti-corrosion film may be performed by alternately repeating the first coating step and the second coating step a predetermined number of times. The forming of the anti-corrosion film may include: a cleaning step of cleaning the top surface of the conductive metal film before the first coating step, a cleaning step of cleaning the top surface of the conductive metal film after the first coating step, or the second After the coating step, at least one cleaning step may be performed among the cleaning steps for cleaning the upper surface of the conductive metal film.
본 발명의 제 4 관점으로서 염료감응형 태양전지의 제조 방법은, 전도성 금속막 및 상기 전도성 금속막 상에 형성되어 상기 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 포함하는 일전극을 형성하는 단계와, 상기 부식 방지막의 상면에 광 감음염료를 포함하는 광 흡수층을 형성하는 단계와, 상대전극을 형성하는 단계와, 상기 광 흡수층의 상측에 상대전극을 상기 일전극에 대향하면서 이격되게 배치하는 단계와, 상기 광 흡수층과 상기 상대전극의 사이 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.As a fourth aspect of the present invention, a method of manufacturing a dye-sensitized solar cell includes: forming an electrode including a conductive metal film and a corrosion preventing film formed on the conductive metal film to prevent corrosion of the conductive metal film; Forming a light absorbing layer including a photosensitive dye on an upper surface of the corrosion preventing film, forming a counter electrode, and disposing a counter electrode on an upper side of the light absorbing layer so as to face the one electrode and being spaced apart from each other; The method may include forming an electrolyte layer including an electrolyte between the light absorbing layer and the counter electrode.
여기서, 상기 일전극을 형성하는 단계는, 그라핀 또는 그라핀 옥사이드를 이용하여 상기 부식 방지막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 전도성 금속막의 상면을 양하전 그라핀 옥사이드 용액 및 음하전 그라핀 옥사이드 용액으로 코팅할 수 있다. 상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 전도성 금속막의 상면을 상기 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 상기 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 어느 하나의 용액으로 코팅하는 제 1 코팅 단계와, 코팅된 상기 전도성 금속막의 상면을 상기 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 상기 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 상기 제 1 코팅 단계와는 다른 하나의 용액으로 코팅하는 제 2 코팅 단계를 포함할 수 있다. 상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 코팅 단계와 상기 제 2 코팅 단계를 기 설정된 횟수만큼 교번으로 반복하여 수행할 수 있다. 상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 코팅 단계의 이전에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계, 상기 제 1 코팅 단계의 이후에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계 또는 상기 제 2 코팅 단계의 이후에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계 중에서 적어도 하나 이상의 세정 단계를 수행할 수 있다.
Here, the forming of the one electrode may include forming the corrosion preventing film by using graphene or graphene oxide. Forming the anti-corrosion film, the upper surface of the conductive metal film may be coated with a positively charged graphene oxide solution and a negatively charged graphene oxide solution. Forming the anti-corrosion film, the first coating step of coating the upper surface of the conductive metal film of any one of the positively charged graphene oxide solution or the negatively charged graphene oxide solution, and the upper surface of the coated conductive metal film It may include a second coating step of coating with a solution different from the first coating step of the positively charged graphene oxide solution or the negatively charged graphene oxide solution. The forming of the anti-corrosion film may be performed by alternately repeating the first coating step and the second coating step a predetermined number of times. The forming of the anti-corrosion film may include: a cleaning step of cleaning the top surface of the conductive metal film before the first coating step, a cleaning step of cleaning the top surface of the conductive metal film after the first coating step, or the second After the coating step, at least one cleaning step may be performed among the cleaning steps for cleaning the upper surface of the conductive metal film.
본 발명의 실시 예에 의하면, 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 포함하는 염료감응형 태양전지용 일전극을 제공함으로써, 전도성 금속막이 전해질에 의해 부식이 되는 것을 방지하여 일전극 및 이를 구비한 염료감응형 태양전지의 장기 안정성을 향상시키는 효과가 있다.
According to an embodiment of the present invention, by providing a one electrode for a dye-sensitized solar cell comprising a corrosion preventing film to prevent corrosion of the conductive metal film, one electrode and a dye having the same by preventing the conductive metal film from being corroded by the electrolyte There is an effect of improving the long-term stability of the sensitized solar cell.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지용 일전극을 구비하는 염료감응형 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지용 일전극의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a dye-sensitized solar cell having one electrode for a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing one electrode for a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In describing the embodiments of the present disclosure, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description thereof will be omitted. Terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and may vary according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지용 일전극을 구비하는 염료감응형 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a dye-sensitized solar cell having one electrode for a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
이에 나타낸 바와 같이 염료감응형 태양전지는, 일전극(100), 광 흡수층(200), 상대전극(300), 전해질층(400) 등을 포함한다.As shown therein, the dye-sensitized solar cell includes one
일전극(100)은 투명기판(110) 상에 전도성 금속막(120)이 형성되고, 전도성 금속막(120) 상에 부식 방지막(131, 133)이 형성된다. 여기서, 투명기판(110)은 외력으로부터 전도성 금속막(120)을 보호하기 위한 것이며, 일전극(100)의 구성요소에서 투명기판(110)을 제외할 수도 있다.The one
투명기판(110)으로는 유리기판을 사용할 수 있다. 다른 예로, 투명기판(110)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 또는 트리아세틸셀룰로오스(triacetyl cellulose) 등을 사용할 수 있다.As the
전도성 금속막(120)은 스테인레스 스틸 기판을 사용할 수 있다. 다른 예로, 전도성 금속막(120)은 티타늄(Ti), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 납(Pd) 등의 금속 기판을 사용할 수 있다.The
부식 방지막(131, 133)은 그라핀막 또는 그라핀 옥사이드막을 사용할 수 있다. 부식 방지막(131, 133)은 단일층으로 형성할 수도 있으며, 도 1에 예시한 바와 같이 복수층으로 형성할 수도 있다. 예컨대, 그라핀 옥사이드막을 사용한 경우에는 양하전 옥사이드 용액을 도포하여 형성한 양하전 옥사이드 시트(131)와 음하전 옥사이드 용액을 도포하여 형성한 음하전 옥사이드 시트(133)를 적층하여 부식 방지막(131, 133)을 형성할 수 있다. 부식 방지막(131, 133)은 각각 1층의 양하전 옥사이드 시트(131)와 음하전 옥사이드 시트(133)를 순차로 적층하거나 역순으로 적층하여 형성할 수 있으며, 도 1에 예시한 바와 같이 적층 과정을 1회 더 반복 수행하여 각각 2층의 양하전 옥사이드 시트(131)와 음하전 옥사이드 시트(133)를 순차 또는 역순으로 적층시켜 형성할 수 있다. 아울러, 필요에 따라 적층 과정의 반복 횟수를 증가시켜서 적층수를 높일 수도 있다.
광 흡수층(200)은 가시광 흡수로 전자가 여기되는 광 감음염료를 반도체 미립자에 흡착시켜 형성할 수 있다. 반도체 미립자는 실리콘으로 대표되는 단체 반도체 외에 금속 산화물 또는 페로브스카이트 구조를 갖는 복합 금속 산화물 등을 사용할 수 있다. 여기서, 반도체는 광 여기하에서 전도대 전자가 캐리어로 되어 애노드 전류를 제공하는 n형 반도체일 수 있다. 구체적으로 예시하면 반도체 미립자로는 TiOx, WOx, SnOx 또는 ZnOx 중 적어도 하나의 코팅층을 가질 수 있다. 반도체 미립자의 종류는 이들에 한정되는 것은 아니며, 이들을 단독 또는 두 가지 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 염료는 태양전지 또는 광전지 분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 아무 제한 없이 사용할 수 있다. 예컨대, 루테늄 착물을 사용할 수 있다. 루테늄 착물로서는 RuL2(SCN)2, RuL2(H2O)2, RuL3, RuL2 등을 사용할 수 있다(식중 L은 2,2'-비피리딜-4,4'-디카르복실레이트를 나타낸다). 염료는 루테늄 착물 이외에도 예를 들어 로다민 B, 로즈벤갈, 에오신, 에리스로신 등의 크산틴계 색소, 퀴노시아닌, 크립토시아닌 등의 시아닌계 색소, 페노사프라닌, 카브리블루, 티오신, 메틸렌블루 등의 염기성 염료, 클로로필, 아연 포르피린, 마그네슘 포르피린 등의 포르피린계 화합물, 기타 아조 색소, 프탈로시아닌 화합물, Ru 트리스비피리딜 등의 착화합물, 안트라퀴논계색소, 다환 퀴논계 색소 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 두 가지 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The light
상대전극(300)은 투명기판(310) 상에 투명전도성막(320)이 형성된 구조를 갖는다. 투명기판(310)으로는 유리기판을 사용할 수 있다. 다른 예로, 투명기판(310)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 또는 트리아세틸셀룰로오스(triacetyl cellulose) 등을 사용할 수 있다. 투명전도성막(320)은 전기전도도와 광투과율이 높은 갈륨(Ga)이 도핑된 산화아연(ZnO) 박막층, 또는 갈륨(Ga)이 도핑된 산화아연(ZnO) 박막층 위에, 열적 안정성 및 TiO2 접합성이 우수한, 도펀트가 도핑된 산화주석(SnO2) 박막층을 포함하도록 구현될 수 있다. 여기서, 투명기판(310)은 외력으로부터 투명전도성막(320)을 보호하기 위한 것이며, 상대전극(300)의 구성요소에서 투명기판(310)을 제외할 수도 있다.The
전해질층(400)은 전해액으로 이루어진다. 전해액은 요오드계 산화/환원쌍(I-/I3-)으로서 산화, 환원에 의해 상대전극(300)으로부터 전자를 받아 염료에 전달하는 역할을 수행하며, 이때 개방회로 전압은 염료의 에너지 준위와 전해질의 산환, 환원 준위의 차이에 의해 결정된다. 전해액은 일전극(100) 및 상대전극(300) 사이에 균일하게 분산되어 있으며, 또한 광 흡수층(200)에 침윤될 수도 있다. 전해액으로서는 예를 들면 요오드를 아세토나이트릴에 용해시킨 용액 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 홀 전도 기능이 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다.The
이와 같이 구성된 염료감응형 태양전지 내로 태양광이 입사되면 광양자는 먼저 광 흡수층(200) 내 염료 분자에 흡수되고, 염료 분자는 기저상태에서 여기상태로 전자 전이하여 전자-홀쌍을 만든다. 여기상태의 전자는 반도체미립자 계면의 전도띠(conduction band)로 주입되며, 주입된 전자는 계면을 통해 일전극(100)으로 전달된다. 이후 외부 회로를 통해 상대전극(300)으로 이동한다. 한편 전자 전이 결과로 산화된 염료는 전해질층(400) 내 산화-환원 이온에 의해 환원되고, 산화된 이온은 전하 중성(charge neutrality)을 이루기 위해 상대전극(300)의 계면에 도달한 전자와 환원 반응을 함으로써 염료감응형 태양전지가 작동하게 된다
When sunlight is incident into the dye-sensitized solar cell configured as described above, photons are first absorbed by dye molecules in the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지용 일전극의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing one electrode for a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
이에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지용 일전극의 제조 방법은, 양하전 그라핀 옥사이드 용액과 음하전 그라핀 옥사이드 용액 및 금속 기판을 준비하는 단계(S501 및 S503)와, 양하전 그라핀 옥사이드 용액과 음하전 그라핀 옥사이드 용액을 이용하여 금속 기판 상에 부식 방지막을 형성하는 단계(S505 내지 S517)를 포함한다. 여기서, 단계 S503에서 준비하는 금속 기판은 도 1에서 설명한 전도성 금속막(120)에 해당한다.As described above, the method of manufacturing the one electrode for a dye-sensitized solar cell according to the embodiment of the present invention includes preparing a positively charged graphene oxide solution, a negatively charged graphene oxide solution, and a metal substrate (S501 and S503), and positively charged graph Forming a corrosion protection film on the metal substrate using a pin oxide solution and a negatively charged graphene oxide solution (S505 to S517). Here, the metal substrate prepared in step S503 corresponds to the
단계 S505 내지 S517에 의한 부식 방지막을 형성하는 단계는, 금속 기판을 세정하여 친수성 표면을 도입하는 단계(S505)와, 세정된 금속 기판 상에 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 어느 하나의 용액으로 코팅 후에 금속 기판을 세정하는 단계(S507 및 S509)와, 코팅 후 세정된 금속 기판 상에 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 다른 하나의 용액으로 코팅 후에 금속 기판을 세정하는 단계(S511 및 S513)와, 코팅 및 세정이 완료된 금속 기판을 열처리하여 투명도를 향상시키는 단계(S517)를 포함한다.Forming the anti-corrosion film according to the steps S505 to S517, cleaning the metal substrate to introduce a hydrophilic surface (S505), and any one of a positively charged graphene oxide solution or a negatively charged graphene oxide solution on the cleaned metal substrate Cleaning the metal substrate after coating with a solution of (S507 and S509), and cleaning the metal substrate after coating with a solution of either a positively charged graphene oxide solution or a negatively charged graphene oxide solution on the cleaned metal substrate after coating Steps S511 and S513 and heat-treating the metal substrate on which the coating and cleaning are completed are performed to improve transparency (S517).
여기서, 양하전 그라핀 옥사이드 용액과 음하전 그라핀 옥사이드 용액의 코팅 순서는 도 2에 예시한 바와 같이 양하전 그라핀 옥사이드 용액을 먼저 코팅할 수도 있지만 음하전 그라핀 옥사이드 용액을 먼저 코팅한 후에 양하전 그라핀 옥사이드 용액을 코팅할 수도 있다. 아울러, 단계 S505의 세정 단계, 단계 509의 세정 단계 또는 단계 S513의 세정 단계는 전체 공정에서 제외할 수도 있으며, 어느 하나의 세정 단계만을 수행할 수도 있다.Here, the coating order of the positively charged graphene oxide solution and the negatively charged graphene oxide solution may be coated with the positively charged graphene oxide solution first, as shown in FIG. May be coated. In addition, the cleaning step of the step S505, the cleaning step of the step 509 or the cleaning step of the step S513 may be excluded from the overall process, it may be performed only one cleaning step.
아울러, 단계 S507 내지 S513의 코팅 및 세정 과정을 1회 더 반복 수행하거나 여러 번에 걸쳐서 반복 수행할 수도 있다. 이러한 코팅 및 세정 과정의 반복 횟수는 사전 설정할 수 있으며, 사전 설정된 횟수를 반복 수행하여 부식 방지막이 설정된 계층으로 형성(S515)되면 이후의 열처리를 수행할 수 있다.
In addition, the coating and cleaning processes of steps S507 to S513 may be repeated one more time or repeated several times. The number of repetitions of the coating and cleaning processes may be preset, and when the corrosion prevention film is formed in a predetermined layer by repeating the preset number of times, the subsequent heat treatment may be performed.
이와 같은 단계 S501 내지 S517에 의한 일전극의 제조 과정을 실시 예에 준하여 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the manufacturing process of the one electrode by the steps S501 to S517 in more detail according to the embodiment as follows.
그래파이트 옥사이드는 변형된 Hummers method(Nature Nanotech. 2008, 3, 101; J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339)에 따라 합성되었고, 초음파 처리 하에서 박리되어 그라핀 옥사이드의 갈색 분산액을 제공하였다. 그라핀 옥사이드 시트가 카르복실산과 같은 화학적 관능기를 지니므로 얻어진 그라핀 옥사이드는 광범위한 pH 조건에 걸쳐 음하전을 나타낸다.Graphite oxide was synthesized according to the modified Hummers method ( Nature Nanotech. 2008, 3 , 101; J. Am. Chem. Soc . 1958, 80 , 1339) and peeled off under sonication to give a brown dispersion of graphene oxide. . The graphene oxide obtained has a negative charge over a wide range of pH conditions since the graphene oxide sheet has a chemical functional group such as carboxylic acid.
양하전된 그라핀 옥사이드는 N-에틸-N'-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드에티오디드(EDC, 98%, Alfa Aesar) 및 에틸렌디아민(99%, Sigma-Aldrich)을 이용하여 합성되었다. 즉, 앞서 준비된 음하전된 그라핀 옥사이드 현탁액(50mL)을 EDC(600mg) 및 에틸렌디아민(4mL)과 반응시켜 약 4시간 동안 교반하여 얻어진 혼합액을 약 24시간 동안 투석시키고, 투석 용액의 pH가 중성이 될 때까지 EDC와 에틸렌디아민을 제거하였다. 이때, 투석 튜브(Spectra/Por dialysis membrane)의 분획분자량(Molecular weight of cut-off, MWCO)은 12 내지 14 kD이다. 그 후, 양하전 그라핀 옥사이드의 어두운 갈색 현탁액을 얻었다.The graphene oxide is positively charged N- ethyl - N'- (3- dimethylaminopropyl) carbodiimide to carboxylic thio bonded (EDC, 98%, Alfa Aesar ) and ethylenediamine (99%, Sigma-Aldrich) synthesized by the It became. That is, the negatively charged graphene oxide suspension (50 mL) prepared above was reacted with EDC (600 mg) and ethylenediamine (4 mL), stirred for about 4 hours, and the resulting mixture was dialyzed for about 24 hours, and the pH of the dialysis solution was neutral. EDC and ethylenediamine were removed until At this time, the molecular weight of cut-off (MWCO) of the dialysis tube (Spectra / Por dialysis membrane) is 12 to 14 kD. Thereafter, a dark brown suspension of positively charged graphene oxide was obtained.
일반적인 스테인레스 스틸 기판을 산소 플라즈마로 세정하여 친수성 표면을 도입하였다. 스핀 코터(ACE-200, Dong Ah Tech) 내에 로딩된 스테인레스 스틸 기판 상에 약 pH 4에서 양하전 그라핀 옥사이드 용액(약 0.5 mg/mL)을 떨어뜨리고, 대기시간으로 약 2분 동안 유지하였으며, 약 3,000 rpm에서 약 30초 동안 회전시켰다. 세정 단계로서, 동일 pH에서 양하전 그라핀 옥사이드로 코팅된 기판에 증류수를 떨어뜨리고, 약 2분 동안 유지하였으며, 약 3,000 rpm에서 약 30초 동안 회전시켰다. 다음으로, 약 pH 10에서 음하전 그라핀 옥사이드 용액(약 0.5 mg/mL)을 동일한 절차로 스핀 코팅한 후, 세정하였다. 그 후, 양하전 그라핀 옥사이드 코팅 및 세정과 음하전 그라핀 옥사이드 코팅 및 세정을 각각 1회 더 반복 수행하여 얻어진 시료를 약 30분 동안 진공 하 약 550℃에서 열처리하여 전기 전도성을 향상시켰다.
Typical stainless steel substrates were cleaned with oxygen plasma to introduce a hydrophilic surface. A positively charged graphene oxide solution (about 0.5 mg / mL) was dropped at about pH 4 on a stainless steel substrate loaded in a spin coater (ACE-200, Dong Ah Tech), and maintained for about 2 minutes in latency. Rotation was performed at 3,000 rpm for about 30 seconds. As a washing step, distilled water was dropped on the substrate coated with positively charged graphene oxide at the same pH, maintained for about 2 minutes, and rotated at about 3,000 rpm for about 30 seconds. Next, a negatively charged graphene oxide solution (about 0.5 mg / mL) at about pH 10 was spin coated in the same procedure and then washed. Thereafter, the sample obtained by repeating the positively charged graphene oxide coating and cleaning and the negatively charged graphene oxide coating and cleaning one more time, respectively, was heat treated at about 550 ° C. under vacuum for about 30 minutes to improve electrical conductivity.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지용 일전극을 포함하는 염료감응형 태양전지를 제조하는 과정을 실시 예에 준하여 살펴보면 다음과 같다. 아래에서 제시하는 각종 수치 값은 예시적으로 나타낸 것이며, 제시한 수치 값을 기준으로 하여 10% 내외로 초과하거나 미만인 수치 값을 이용할 수도 있다.Hereinafter, a process of manufacturing the dye-sensitized solar cell including the one electrode for the dye-sensitized solar cell according to the embodiment of the present invention will be described. The various numerical values set forth below are by way of example only, and numerical values exceeding or below 10% may be used based on the numerical values presented.
일전극의 상면에 닥터블레이드법(Doctor blading method)을 통해 나노결정성-TiO2 페이스트(약 20 nm)를 코팅하였다. 이렇게 코팅된 일전극을 약 60℃에서 약 1시간 동안 숙성시키고 400-450℃에서 약 1시간 동안 열처리하였다. 이로써, 일전극의 두께가 약 12㎛가 되었다. 다공성 TiO2 필름이 코팅된 일전극을 실온에서 약 20시간 동안 아세토니트릴 및 터셔리-부탄올(v/v: 1/1)의 혼합용매에 용해된 약 0.5 mM (Bu4N)2[Ru(dcbpyH)2(NCS)2](N719) 용액에 침수시켰다.The nanocrystalline-TiO 2 paste (about 20 nm) was coated on the upper surface of the one electrode by a doctor blading method. The coated electrode was aged at about 60 ° C. for about 1 hour and heat-treated at 400-450 ° C. for about 1 hour. As a result, the thickness of the one electrode was about 12 mu m. One electrode coated with a porous TiO 2 film was dissolved in a mixed solvent of acetonitrile and tertiary-butanol (v / v: 1/1) at room temperature for about 20 hours at about 0.5 mM (Bu 4 N) 2 [Ru ( Immerse in dcbpyH) 2 (NCS) 2 ] (N719) solution.
상대전극의 준비를 위하여, FTO 유리를 세정 및 UV-O3 처리와 같은 상술된 방법에 따라 준비하였으며, FTO 유리 상에 천공을 뚫었다. 2-프로판올에 용해된 약 10 mM H2PtCl6 용액을 천공 뚫린 FTO 유리에 코팅하고 약 450℃에서 약 30분 동안 열처리 하였다.For the preparation of the counter electrode, the FTO glass was prepared according to the above-described methods such as cleaning and UV-O 3 treatment, and perforation was made on the FTO glass. A solution of about 10 mM H 2 PtCl 6 dissolved in 2-propanol was coated on perforated FTO glass and heat treated at about 450 ° C. for about 30 minutes.
이렇게 준비된 상대전극을 염료 코팅된 TiO2 전극 위에 배치시키고, 약 50㎛ 두께의 썰린(surlyn)을 샌드위치형 셀 사이에 배치시켰으며, 약 120℃에서 약 5초 동안 압착하여 봉합하였다. 봉합된 셀을 한 방울의 전해질을 가진 작은 진공 챔버 내에 넣어 내부 공기를 제거하고 주위 압력에 노출시켜 전해질을 셀 내로 주입하였다. 이때, 전해질 용액의 조성은 아세토니트릴 중에 용해된 1-헥실-2,3-디메틸-이미다졸리움 아이오다이드(0.6M), 리튬 아이오다이드(0.1M), 아이오다이드(0.05M) 및 4-터트-부틸피리딘(0.5M)을 포함하였다. 천공은 약 50㎛ 두께의 썰린과 커버글래스(약 0.1 mm 두께)를 이용하여 봉합되었다.
The counter electrode thus prepared was placed on a dye coated TiO 2 electrode, and a slice of about 50 μm thick was placed between sandwich cells, and pressed and sealed at about 120 ° C. for about 5 seconds. The sealed cell was placed in a small vacuum chamber with a drop of electrolyte to remove internal air and exposed to ambient pressure to inject electrolyte into the cell. At this time, the composition of the electrolyte solution is 1-hexyl-2,3-dimethyl-imidazolium iodide (0.6M), lithium iodide (0.1M), iodide (0.05M) dissolved in acetonitrile and 4-tert-butylpyridine (0.5M) was included. The perforations were closed using about 50 μm thick slices and cover glass (about 0.1 mm thick).
본 발명의 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지용 일전극을 포함하는 염료감응형 태양전지의 광 전지적인 성능을 분석하여 보면 다음과 같다.The photovoltaic performance of the dye-sensitized solar cell including the one electrode for the dye-sensitized solar cell according to the embodiment of the present invention is as follows.
일전극으로 스테인레스 스틸을 사용한 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따라 스테인레스 스틸에 양하전 그라핀 옥사이드 시트 및 음하전 그라핀 옥사이드 시트를 코팅하여 일전극으로 사용한 염료감응형 태양전지를 대상으로 하여 전류-전압 특성을 측정하였다.According to the prior art using stainless steel as one electrode and an embodiment of the present invention, a current-voltage is applied to a dye-sensitized solar cell coated with a positively charged graphene oxide sheet and a negatively charged graphene oxide sheet on the stainless steel as one electrode. The properties were measured.
아래의 표 1은 전류-전압 특성 측정기(digital source meter; model 2400, Keithly)를 이용한 조명 조건 하(AM 1.5, 100 mW/cm2; model ORIEL-Sol-3A, Newport)의 측정 결과에 의한 셀 효율(Eff), 단락 전류(Jsc), 개로전압(Voc) 및 채움율(Fill Factor; FF)을 정리한 것이다.Table 1 below shows the results of the cell measurement under the illumination conditions (AM 1.5, 100 mW / cm 2 ; model ORIEL-Sol-3A, Newport) using a current-voltage characteristic meter (model 2400, Keithly). Efficiency (E ff ), short-circuit current (J sc ), open-circuit voltage (V oc ), and fill factor (FF) are summarized.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 일전극 110 : 투명기판
120 : 전도성 금속막 131 : 양하전 그라핀 옥사이드 시트
133 : 음하전 그라핀 옥사이드 시트 200 : 광 흡수층
300 : 상대전극 310 : 투명기판
320 : 투명전도성막 400 : 전해질층100: one electrode 110: transparent substrate
120: conductive metal film 131: positively charged graphene oxide sheet
133: negatively charged graphene oxide sheet 200: light absorbing layer
300: counter electrode 310: transparent substrate
320: transparent conductive film 400: electrolyte layer
Claims (20)
전도성 금속막과,
상기 전도성 금속막 상에 형성되어 상기 염료감응형 태양전지를 구성하는 전해질층에 의한 상기 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 포함하며,
상기 부식 방지막은, 그라핀 또는 그라핀 옥사이드로 형성한
염료감응형 태양전지용 일전극.As one electrode for dye-sensitized solar cell,
Conductive metal film,
A corrosion prevention film formed on the conductive metal film to prevent corrosion of the conductive metal film by an electrolyte layer constituting the dye-sensitized solar cell,
The anti-corrosion film is formed of graphene or graphene oxide
One electrode for dye-sensitized solar cell.
상기 부식 방지막은, 양하전 그라핀 옥사이드 시트와 음하전 그라핀 옥사이드 시트를 포함하는
염료감응형 태양전지용 일전극.3. The method of claim 2,
The corrosion prevention film, including a positively charged graphene oxide sheet and a negatively charged graphene oxide sheet
One electrode for dye-sensitized solar cell.
상기 부식 방지막은, 상기 양하전 그라핀 옥사이드 시트와 상기 음하전 그라핀 옥사이드 시트가 교번으로 반복 적층된
염료감응형 태양전지용 일전극.The method of claim 3, wherein
The anti-corrosion film, the positively charged graphene oxide sheet and the negatively charged graphene oxide sheet alternately stacked alternately
One electrode for dye-sensitized solar cell.
전도성 금속막 및 상기 전도성 금속막 상에 형성되어 상기 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 포함하는 일전극과,
광 감음염료를 포함하는 광 흡수층과,
상기 광 흡수층을 사이에 두고 상기 부식 방지막에 대향하게 배치된 전해질층과,
상기 광 흡수층 및 상기 전해질층을 사이에 두고 상기 일전극에 대향하게 배치된 상대전극을 포함하며,
상기 부식 방지막은, 그라핀 또는 그라핀 옥사이드로 형성한
염료감응형 태양전지.As a dye-sensitized solar cell,
An electrode including a conductive metal film and a corrosion preventing film formed on the conductive metal film to prevent corrosion of the conductive metal film;
A light absorption layer containing a photosensitive dye,
An electrolyte layer disposed to face the corrosion preventing film with the light absorbing layer therebetween;
A counter electrode disposed to face the one electrode with the light absorbing layer and the electrolyte layer interposed therebetween;
The anti-corrosion film is formed of graphene or graphene oxide
Dye-Sensitized Solar Cell.
상기 부식 방지막은, 양하전 그라핀 옥사이드 시트와 음하전 그라핀 옥사이드 시트를 포함하는
염료감응형 태양전지.The method according to claim 6,
The corrosion prevention film, including a positively charged graphene oxide sheet and a negatively charged graphene oxide sheet
Dye-Sensitized Solar Cell.
상기 부식 방지막은, 상기 양하전 그라핀 옥사이드 시트와 상기 음하전 그라핀 옥사이드 시트가 교번으로 반복 적층된
염료감응형 태양전지.The method of claim 7, wherein
The anti-corrosion film, the positively charged graphene oxide sheet and the negatively charged graphene oxide sheet alternately stacked alternately
Dye-Sensitized Solar Cell.
전도성 금속막을 준비하는 단계와,
상기 전도성 금속막 상에 상기 염료감응형 태양전지를 구성하는 전해질층에 의한 상기 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 그라핀 또는 그라핀 옥사이드를 이용하여 형성하는
염료감응형 태양전지용 일전극의 제조 방법.As a manufacturing method of one electrode for a dye-sensitized solar cell,
Preparing a conductive metal film;
Forming a corrosion preventing film on the conductive metal film to prevent corrosion of the conductive metal film by an electrolyte layer constituting the dye-sensitized solar cell,
Forming the anti-corrosion film is formed using graphene or graphene oxide
Method for producing one electrode for dye-sensitized solar cell.
상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 전도성 금속막의 상면을 양하전 그라핀 옥사이드 용액 및 음하전 그라핀 옥사이드 용액으로 코팅하는
염료감응형 태양전지용 일전극의 제조 방법.11. The method of claim 10,
The forming of the anti-corrosion film may include coating a top surface of the conductive metal film with a positively charged graphene oxide solution and a negatively charged graphene oxide solution.
Method for producing one electrode for dye-sensitized solar cell.
상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 전도성 금속막의 상면을 상기 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 상기 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 어느 하나의 용액으로 코팅하는 제 1 코팅 단계와, 코팅된 상기 전도성 금속막의 상면을 상기 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 상기 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 상기 제 1 코팅 단계와는 다른 하나의 용액으로 코팅하는 제 2 코팅 단계를 포함하는
염료감응형 태양전지용 일전극의 제조 방법.The method of claim 11,
Forming the anti-corrosion film, the first coating step of coating the upper surface of the conductive metal film of any one of the positively charged graphene oxide solution or the negatively charged graphene oxide solution, and the upper surface of the coated conductive metal film A second coating step of coating with a solution different from the first coating step in the positively charged graphene oxide solution or the negatively charged graphene oxide solution
Method for producing one electrode for dye-sensitized solar cell.
상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 코팅 단계와 상기 제 2 코팅 단계를 기 설정된 횟수만큼 교번으로 반복하여 수행하는
염료감응형 태양전지용 일전극의 제조 방법.13. The method of claim 12,
The forming of the anti-corrosion film may be performed by alternately repeating the first coating step and the second coating step a predetermined number of times.
Method for producing one electrode for dye-sensitized solar cell.
상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 코팅 단계의 이전에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계, 상기 제 1 코팅 단계의 이후에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계 또는 상기 제 2 코팅 단계의 이후에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계 중에서 적어도 하나 이상의 세정 단계를 수행하는
염료감응형 태양전지용 일전극의 제조 방법.13. The method of claim 12,
The forming of the corrosion preventing film may include: a cleaning step of cleaning the top surface of the conductive metal film before the first coating step, a cleaning step of cleaning the top surface of the conductive metal film after the first coating step, or the second Performing at least one cleaning step of cleaning the upper surface of the conductive metal film after the coating step
Method for producing one electrode for dye-sensitized solar cell.
전도성 금속막 및 상기 전도성 금속막 상에 형성되어 상기 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 포함하는 일전극을 형성하는 단계와,
상기 부식 방지막의 상면에 광 감음염료를 포함하는 광 흡수층을 형성하는 단계와,
상대전극을 형성하는 단계와,
상기 광 흡수층의 상측에 상대전극을 상기 일전극에 대향하면서 이격되게 배치하는 단계와,
상기 광 흡수층과 상기 상대전극의 사이 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 일전극을 형성하는 단계는, 그라핀 또는 그라핀 옥사이드를 이용하여 상기 부식 방지막을 형성하는 단계를 포함하는
염료감응형 태양전지의 제조 방법.As a manufacturing method of a dye-sensitized solar cell,
Forming an electrode including a conductive metal film and a corrosion preventing film formed on the conductive metal film to prevent corrosion of the conductive metal film;
Forming a light absorbing layer including a photosensitive dye on an upper surface of the corrosion preventing film;
Forming a counter electrode;
Disposing a counter electrode on an upper side of the light absorbing layer to be spaced apart from the one electrode;
Forming an electrolyte layer including an electrolyte between the light absorbing layer and the counter electrode,
The forming of the one electrode includes forming the anti-corrosion layer using graphene or graphene oxide.
Manufacturing method of dye-sensitized solar cell.
전도성 금속막 및 상기 전도성 금속막 상에 형성되어 상기 전도성 금속막의 부식을 방지하는 부식 방지막을 포함하는 일전극을 형성하는 단계와,
상기 부식 방지막의 상면에 광 감음염료를 포함하는 광 흡수층을 형성하는 단계와,
상대전극을 형성하는 단계와,
상기 광 흡수층의 상측에 상대전극을 상기 일전극에 대향하면서 이격되게 배치하는 단계와,
상기 광 흡수층과 상기 상대전극의 사이 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 전도성 금속막의 상면을 양하전 그라핀 옥사이드 용액 및 음하전 그라핀 옥사이드 용액으로 코팅하는
염료감응형 태양전지의 제조 방법.As a manufacturing method of a dye-sensitized solar cell,
Forming an electrode including a conductive metal film and a corrosion preventing film formed on the conductive metal film to prevent corrosion of the conductive metal film;
Forming a light absorbing layer including a photosensitive dye on an upper surface of the corrosion preventing film;
Forming a counter electrode;
Disposing a counter electrode on an upper side of the light absorbing layer to be spaced apart from the one electrode;
Forming an electrolyte layer including an electrolyte between the light absorbing layer and the counter electrode,
The forming of the anti-corrosion film may include coating a top surface of the conductive metal film with a positively charged graphene oxide solution and a negatively charged graphene oxide solution.
Manufacturing method of dye-sensitized solar cell.
상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 전도성 금속막의 상면을 상기 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 상기 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 어느 하나의 용액으로 코팅하는 제 1 코팅 단계와, 코팅된 상기 전도성 금속막의 상면을 상기 양하전 그라핀 옥사이드 용액 또는 상기 음하전 그라핀 옥사이드 용액 중 상기 제 1 코팅 단계와는 다른 하나의 용액으로 코팅하는 제 2 코팅 단계를 포함하는
염료감응형 태양전지의 제조 방법.The method of claim 17,
Forming the anti-corrosion film, the first coating step of coating the upper surface of the conductive metal film of any one of the positively charged graphene oxide solution or the negatively charged graphene oxide solution, and the upper surface of the coated conductive metal film A second coating step of coating with a solution different from the first coating step in the positively charged graphene oxide solution or the negatively charged graphene oxide solution
Manufacturing method of dye-sensitized solar cell.
상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 코팅 단계와 상기 제 2 코팅 단계를 기 설정된 횟수만큼 교번으로 반복하여 수행하는
염료감응형 태양전지의 제조 방법.The method of claim 18,
The forming of the anti-corrosion film may be performed by alternately repeating the first coating step and the second coating step a predetermined number of times.
Manufacturing method of dye-sensitized solar cell.
상기 부식 방지막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 코팅 단계의 이전에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계, 상기 제 1 코팅 단계의 이후에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계 또는 상기 제 2 코팅 단계의 이후에 상기 전도성 금속막의 상면을 세정하는 세정 단계 중에서 적어도 하나 이상의 세정 단계를 수행하는
염료감응형 태양전지의 제조 방법.The method of claim 18,
The forming of the anti-corrosion film may include: a cleaning step of cleaning the top surface of the conductive metal film before the first coating step, a cleaning step of cleaning the top surface of the conductive metal film after the first coating step, or the second Performing at least one cleaning step of cleaning the upper surface of the conductive metal film after the coating step
Manufacturing method of dye-sensitized solar cell.
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Cited By (2)
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WO2016171289A1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-10-27 | 현대제철 주식회사 | Dye-sensitized solar cell using surface processing of metal substrate, and production method therefor |
KR20200074509A (en) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 전남대학교산학협력단 | Inorganic thin film solar cells |
Citations (1)
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KR20110132926A (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | Dye-sensitized solar cell and manufacturing method of the same |
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- 2011-09-26 KR KR1020110096941A patent/KR101256473B1/en not_active IP Right Cessation
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KR20110132926A (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | Dye-sensitized solar cell and manufacturing method of the same |
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WO2016171289A1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-10-27 | 현대제철 주식회사 | Dye-sensitized solar cell using surface processing of metal substrate, and production method therefor |
KR20200074509A (en) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 전남대학교산학협력단 | Inorganic thin film solar cells |
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