KR101331135B1 - 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법 - Google Patents

빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101331135B1
KR101331135B1 KR1020130043055A KR20130043055A KR101331135B1 KR 101331135 B1 KR101331135 B1 KR 101331135B1 KR 1020130043055 A KR1020130043055 A KR 1020130043055A KR 20130043055 A KR20130043055 A KR 20130043055A KR 101331135 B1 KR101331135 B1 KR 101331135B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dye
composition
storage bath
unit
additive
Prior art date
Application number
KR1020130043055A
Other languages
English (en)
Inventor
이혜련
송상우
정유진
이경주
Original Assignee
주식회사 티모이앤엠
(주)다이솔티모
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 티모이앤엠, (주)다이솔티모 filed Critical 주식회사 티모이앤엠
Priority to KR1020130043055A priority Critical patent/KR101331135B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101331135B1 publication Critical patent/KR101331135B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0071—Process features in the making of dyestuff preparations; Dehydrating agents; Dispersing agents; Dustfree compositions
    • C09B67/0084—Dispersions of dyes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1042—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material provided with means for heating or cooling the liquid or other fluent material in the supplying means upstream of the applying apparatus
    • 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
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

본 명세서는 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합하여 염료 흡착 시간을 줄이는 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 명세서의 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물은, 염료, 용매 및, 첨가물이 혼합된다.

Description

빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법{Composition comprising dye for Dye-Sensitized Solar Cell for fast adsorption, apparatus and method for applying thereof}
본 명세서는 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합하여 염료 흡착 시간을 줄이는 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 태양 전지는 태양 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 태양광 발전의 핵심 소자이다. 이러한 태양 전지는, 현재 전기, 전자 제품, 주택이나 건물에 이르기까지 다양한 분야에 적용되고 있다. 또한, 상기 태양 전지는, 광 흡수층의 재료에 따라, 광 흡수층으로 실리콘을 사용하는 실리콘 태양 전지, 광 흡수층으로 CIS(CuInSe2)나 CdTe를 사용하는 화합물 태양 전지, 광 감응 염료 분자가 흡착된 염료 감응형 태양 전지 및, 복수의 비정질 실리콘이 적층된 적층형 태양 전지 등으로 구분된다.
이러한 염료 감응형 태양 전지는, 상기 염료 감응형 태양 전지의 전체 제조 공정 중에서 염료 흡착(dye absorption)을 위한 시간이 수 시간 ~ 수십 시간이 소요되어 전제 제조 공정 시간 증가로 인해 대량 생산에 문제점이 있다.
한국 특허 출원 번호 제10-2007-0033488호
본 명세서의 목적은, 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합한 조성물/혼합물을 형성하는 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 명세서의 다른 목적은, 루테늄계(또는, Ru계) 염료를 강한 알칼리를 사용하여 안티디아조테이트의 형태로 바꾸어 안정화시킨 패스트 염료(fast dye)를 제공하는 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 명세서의 또 다른 목적은, 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합한 조성물/혼합물을 전극 기판에 도포하는 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 광 감응 염료를 포함하는 조성물은, 염료, 용매 및, 첨가물이 혼합될 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 염료는, 루테늄(Ru)계 염료일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 용매는, 디플로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(DPM)일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 첨가물은, 테트라부틸암모늄 하이드로옥사이드(TBAOH)일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 염료의 농도는, 5 ~ 30 mM이고, 상기 첨가물의 농도는, 상기 염료의 농도의 2배일 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 광 감응 염료를 포함하는 조성물의 도포 장치는, 상기 염료, 상기 용매 및, 상기 첨가물이 혼합된 상기 조성물을 저장하는 염료 공급부; 염료 도포부; 상기 염료 공급부와 상기 염료 도포부를 연결하는 배출부; 및 미리 설정된 이벤트 발생 시 상기 배출부를 통해, 상기 염료 공급부에 저장된 상기 조성물을 상기 염료 도포부에 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 염료 도포부는, 상기 염료 공급부로부터 공급되는 상기 조성물을 저장하고, 상기 제어부의 제어에 의해 전극 기판에 상기 조성물을 도포할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 염료 공급부는, 상기 염료를 저장하는 염료 원액 저장 배스; 상기 용매를 저장하는 용매 저장 배스; 상기 첨가물을 저장하는 첨가물 저장 배스; 상기 염료와 상기 용매와 상기 첨가물이 혼합된 상기 조성물을 저장하는 제1 저장 배스; 및 상기 제1 저장 배스를 가열하는 제1 히팅부;를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 미리 설정된 이벤트는, 입력부를 통한 미리 설정된 사용자 입력 또는 선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 표시부를 통한 미리 설정된 사용자 선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우 및, 상기 광 감응 염료 도포 장치에 포함된 미리 설정된 임의의 버튼이 선택 또는 터치되는 경우 중 어느 하나일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 배출부는, 상기 염료 공급부와 상기 염료 도포부를 연결하는 배출관; 상기 배출관의 일부에 형성하며, 상기 염료 공급부에 저장된 상기 조성물을 상기 염료 도포부에 공급하는 배출 펌프; 및 상기 염료 도포부와 상기 염료 공급부를 연결하며, 상기 염료 도포부에 저장된 상기 조성물 중 일부를 상기 염료 공급부에 공급하는 연결관;을 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 염료 도포부는, 상기 염료 공급부로부터 공급되는 상기 조성물을 저장하는 제2 저장 배스; 상기 제2 저장 배스를 가열하는 제2 히팅부; 상기 전극 기판이 탑재되며, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스 내로 상기 전극 기판을 이동시켜 상기 전극 기판에 상기 조성물을 도포하는 기판 탑재부; 상기 제2 저장 배스에 저장된 상기 조성물을 상하로 순환시키는 순환 펌프; 및 상기 제2 저장 배스를 회전 또는 진동시키는 회전부;를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 광 감응 염료를 포함하는 조성물의 도포 방법은, 상기 염료, 상기 용매 및, 상기 첨가물을 혼합한 조성물을 제1 저장 배스에 저장하는 단계; 제1 히팅부를 통해, 상기 조성물이 저장된 상기 제1 저장 배스를 가열하는 단계; 미리 설정된 이벤트 발생 시, 제어부를 통해 배출부를 제어하여, 상기 제1 저장 배스에 저장된 상기 조성물을 제2 저장 배스에 공급하는 단계; 제2 히팅부를 통해, 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스를 가열하는 단계; 및 상기 제어부의 제어에 의해, 기판 탑재부에 탑재되는 전극 기판에 상기 조성물을 도포하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 전극 기판에 상기 조성물을 도포하는 단계는, 상기 기판 탑재부를 이동시켜 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스 내로 상기 전극 기판을 이동시켜 디핑하는 과정; 순환 펌프를 통해, 상기 제2 저장 배스에 저장된 상기 조성물을 상하로 순환시키는 과정; 및 회전부를 통해, 상기 제2 저장 배스를 회전 또는 진동시키는 과정;을 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 전극 기판에 대한 상기 조성물 도포가 완료될 때, 상기 제2 저장 배스에서 상기 전극 기판이 탑재된 상기 기판 탑재부를 이동시켜 클린 장치로 전달하는 단계; 및 상기 클린 장치를 통해, 상기 염료가 도포된 전극 기판을 세척하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법은, 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합한 조성물/혼합물을 형성함으로써, 흡착 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법은, 루테늄계(또는, Ru계) 염료를 강한 알칼리를 사용하여 안티디아조테이트의 형태로 바꾸어 안정화시킨 패스트 염료를 제공함으로써, 전체 제조 공정 시간을 줄여 대량 생산이 가능할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법은, 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합한 조성물/혼합물을 전극 기판에 도포함으로써, 안정된 염료 사용에 따라 장기 안정성을 구축할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 염료 공급부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 제2 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물의 도포 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물을 형성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 명세서의 제2 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물의 도포 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 염료 공급부(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 염료 공급부(100)는, 염료 원액 저장 배스(110), 용매 저장 배스(120), 첨가물 저장 배스(130), 제1 저장 배스(140) 및, 제1 히팅부(150)로 구성된다. 도 1에 도시된 염료 공급부(100)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 염료 공급부(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 염료 공급부(100)가 구현될 수도 있다.
또한, 상기 염료 공급부(또는, 조성물 형성 장치)(100)는, 제어부(하기 설명되는 제어부(500)에 대응)의 제어에 의해, 염료, 용매 및, 첨가물이 혼합된 조성물(또는, 혼합물)을 형성(또는, 구성/제조)한다.
상기 염료 원액 저장 배스(110)는, 염료(또는, 광 감응 염료)인 N719, N719, N712, Z907, Z910 및 K19 등의 루테늄계(또는, Ru계) 염료를 저장한다. 이때, 상기 염료의 농도는, 5 내지 30 mM일 수 있다.
또한, 상기 염료 원액 저장 배스(110)는, 제1 공급관(111)을 통해 상기 제1 저장 배스(140)와 연결한다.
또한, 상기 제1 공급관(111)의 일부에는, 제1 밸브(112)가 형성된다.
또한, 상기 제1 밸브(112)는, 상기 제어부의 제어에 의해 동작하며, 상기 염료 원액 저장 배스(110)에 저장된 상기 염료를 상기 제1 공급관(111)을 통해 상기 제1 저장 배스(140)에 공급(또는, 제공/전달)한다.
상기 용매 저장 배스(120)는, 용매(solvent)인 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(dipropylene glycol monomethyl ether : DPM)를 저장한다.
또한, 상기 용매 저장 배스(120)는, 제2 공급관(121)을 통해 상기 제1 저장 배스(140)와 연결한다.
또한, 상기 제2 공급관(121)의 일부에는, 제2 밸브(122)가 형성된다.
또한, 상기 제2 밸브(122)는, 상기 제어부의 제어에 의해 동작하며, 상기 용매 저장 배스(120)에 저장된 상기 용매를 상기 제2 공급관(121)을 통해 상기 제1 저장 배스(140)에 공급한다.
상기 첨가물 저장 배스(130)는, 첨가물(또는, 첨가물질)인 테트라부틸암모늄 하이드로옥사이드(tetrabutylammnonium hydroxide : TBAOH)를 저장한다. 이때, 상기 첨가물의 농도는, 상기 염료의 농도보다 약 2배(예를 들어, 상기 염료의 농도가 5 ~ 30 mM인 경우, 10 ~ 60 mM)일 수 있다.
또한, 상기 첨가물 저장 배스(130)는, 제3 공급관(131)을 통해 상기 제1 저장 배스(140)와 연결한다.
또한, 상기 제3 공급관(131)의 일부에는, 제3 밸브(132)가 형성된다.
또한, 상기 제3 밸브(132)는, 상기 제어부의 제어에 의해 동작하며, 상기 첨가물 저장 배스(130)에 저장된 상기 첨가물을 상기 제3 공급관(131)을 통해 상기 제1 저장 배스(140)에 공급한다.
상기 제1 저장 배스(140)는, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 염료 원액 저장 배스(110)로부터 공급되는 상기 염료와, 상기 용매 저장 배스(120)로부터 공급되는 상기 용매와, 상기 첨가물 저장 배스(130)로부터 공급되는 상기 첨가물을 저장한다.
즉, 상기 제1 저장 배스(140)는, 상기 제어부의 제어에 의해 공급되는 상기 염료, 상기 용매 및, 상기 첨가물에서, 상기 첨가물의 농도가 상기 염료의 농도의 2배가 되도록 상기 첨가물과 상기 염료를 상기 용매에 혼합한 조성물을 저장한다. 이때, 상기 염료의 농도는 5 내지 30 mM일 수 있다. 또한, 상기 첨가물인 상기 테트라부틸암모늄 하이드로옥사이드의 농도는, 상기 염료의 농도보다 약 2배로 설정한다.
일 예로, 상기 루테늄계 염료로 N719가 사용될 때, 상기 용매 1L당 5.9428g의 상기 N719를 혼합하며, 이때 상기 N719의 농도는 대략 5mM이다.
다른 일 예로, 상기 루테늄계 염료로 Z907이 사용될 때, 상기 용매 1L당 17.405g의 상기 Z907을 혼합하며, 이때 상기 Z907의 농도는 대략 20mM이다.
이와 같이, 루테늄계 염료인 상기 염료(예를 들어, N719, N719, N712, Z907, Z910 및 K19 등 포함)에 알칼리성인 상기 첨가물(예를 들어, 테트라부틸암모늄 하이드로옥사이드 등 포함)을 첨가하여, 상기 첨가물을 통해 상기 염료를 안티디아조테이트 형태로 바꾸어(또는, 변형시켜) 염색 시간(또는, 염색 도포 공정 시간)을 줄일 수 있다.
일 예로, 종래의 염료와 본 명세서의 실시예에 따른 패스트 염료 간의 흡착량과 침지 시간의 테스트 결과는 아래 [표 1] 및 [표 2]에 기술한 바와 같다. 여기서, 상기 종래 혼합물은, 염료(예를 들어, Z907)의 농도가 0.3mM(0.261g/L)이고, 용매 종류는 에탄올(Ethanol)이고, 첨가물은 없는 상태이고, 세척 용액(또는, rinsing 용액)은 에탄올이다. 또한, 상기 본 발명의 실시예에 따른 패스트 염료(예를 들어, Z907_fast)가 포함된 혼합물은, 상기 패스트 염료의 농도가 20mM(17.405g/L)이고, 용매 종류는 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(DPM)이고, 첨가물은 테트라부틸암모늄 하이드로옥사이드(TBAOH)이고, 세척 용액은 이소프로필알콜(Isopropyl Alcohol : IPA)이다.
Sample
Number		 FF Efficiency Voc Isc Pmax Vmp Imp
Z907 0.34 2.33 7.33 117.29 294.55 3.16 93.15
Z907_fast 0.36 2.62 7.53 122.94 331.47 3.40 97.43
여기서, 상기 [표 1]은, Z907과 Z907_fast 간의 흡착량을 나타낸 표이다. 이때, 상기 FF는 필 팩터(Fill Factor)이고, Efficiency는 효율이고, Voc는 Open-Circuit Volt(태양 전지에 전류가 흐르고 있지 않을 때의 전압)이고, Isc는 Short-Circuit Current(전압이 0 일 때의 전류)이고, Pmax는 최대 출력이고, Vmp는 최대 전압(Max. Power Volt)이고, Imp는 최대 전류(Max Power Current)이다.
상기 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 본 명세서의 실시예에 따른 패스트 염료(예를 들어, 상기 Z907_fast)가 적용된 혼합물의 효율이, 종래의 염료(예를 들어, 상기 Z907)가 적용된 혼합물보다 효율이 더 좋다. 따라서, 패스트 염료의 흡착 시간을 늘려, 흡착 시간을 증가시킨다면, 더 높은 효율 값을 나타내는 모듈 제작이 가능하다.
Sample
Number		 FF Efficiency Voc Isc Pmax Vmp Imp Area Sun Level
Z907 0.32 2.12 7.01 118.13 268.98 2.93 91.83 126.7 1
Z907_fast_5분 0.30 1.98 7.22 115.86 250.69 2.93 85.53 126.7 1
Z907_fast_30분 0.28 1.90 7.36 116.12 240.41 2.80 85.66 126.7 1
Z907_fast_60분 0.28 1.89 7.18 120.14 239.94 2.80 85.46 126.7 1
여기서, 상기 [표 2]는, Z907과 Z907_fast 간의 침지 시간에 따른 효율을 나타낸 표이다. 상기 [표 2]에 나타낸 바와 같이, 본 명세서의 실시예에 따른 패스트 염료(예를 들어, 상기 Z907_fast)를 수 분 내지 수 십분(예를 들어, 60분 이내) 흡착했을 때의 효율이, 일반적인 염료(예를 들어, 상기 Z907)를 수십 시간(예를 들어, 21 시간) 흡착했을 때의 효율과 실제로 큰 차이가 나지 않음을 알 수 있다.
즉, 본 명세서의 실시예에 따른 패스트 염료를 통한 흡착을 통해, 기존 염료 흡착을 위해 수 ~ 수십 시간이 소요되는 흡착 시간을 수 분 ~ 수 십분 이내로 줄여, 대량 생산이 가능할 수 있다.
또한, 상기 염료 공급부(100)는, 상기 제1 저장 배스(140)에 저장되는 상기 염료, 용매 및, 첨가물이 잘 혼합되도록 제1 회전부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 회전부는, 상기 제1 저장 배스(140)를 회전/진동시켜 상기 염료, 용매 및, 첨가물을 혼합한다.
또한, 상기 제1 저장 배스(140)는, 상기 제어부의 제어에 따른 상기 제1 히팅부(150)의 동작에 의해, 가열(또는, 히팅)된다.
또한, 상기 제1 저장 배스(140)는, 상기 제어부의 제어에 의해, 상기 제1 저장 배스(140)에 저장된 상기 조성물을 임의의 장치(예를 들어, 염료 도포부 등 포함)에 공급한다.
상기 제1 히팅부(150)는, 상기 제어부의 제어에 의해 동작하여, 상기 제1 저장 배스(140)를 가열한다.
도 2는 본 명세서의 제2 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물의 도포 장치(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 도포 장치(10)는, 염료 공급부(100), 배출부(200), 염료 도포부(300), 입력부(400), 제어부(500) 및, 표시부(600)로 구성된다. 도 2에 도시된 도포 장치(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 2에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 도포 장치(10)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 도포 장치(10)가 구현될 수도 있다.
상기 염료 공급부(또는, 조성물 형성 장치)(100)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해, 염료, 용매 및, 첨가물이 혼합된 조성물(또는, 혼합물)을 상기 배출부(200)를 통해 상기 염료 도포부(300)에 공급(또는, 제공/전달)한다.
상기 배출부(200)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 동작한다.
또한, 상기 배출부(200)는, 상기 도 2에 도시한 바와 같이, 배출 펌프(210), 배출관(220) 및, 연결관(230)을 포함한다.
상기 배출 펌프(210)는, 상기 염료 공급부(100)와 상기 염료 도포부(300)를 연결하는 상기 배출관(220)의 일부에 형성한다.
또한, 상기 배출 펌프(210)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 동작하며, 상기 염료 공급부(100)에 저장된 상기 조성물을 상기 염료 도포부(300)에 공급한다.
상기 연결관(230)은, 상기 염료 공급부(100)와 상기 염료 도포부(300)를 연결한다.
또한, 상기 연결관(230)은, 상기 염료 도포부(300)에서 배출되는 상기 조성물이 상기 염료 공급부(100)에 포함된 상기 제1 저장 배스(140)로 유입되도록 형성한다.
상기 염료 도포부(300)는, 상기 염료 공급부(100)로부터 공급되는 상기 염료가 포함된 상기 조성물을 근거로 임의의 전극 기판(또는, 태양 전지용 전면 전극 기판/태양 전지용 전극 기판)을 도포한다.
또한, 상기 염료 도포부(300)는, 상기 도 2에 도시한 바와 같이, 제2 저장 배스(310), 기판 탑재부(320), 제2 히팅부(330), 순환 펌프(340), 순환관(341) 및, 회전부(350)를 포함한다.
상기 제2 저장 배스(310)는, 상기 배출관(220) 또는 상기 연결관(230)을 통해 상기 제1 저장 배스(140)와 연결한다.
또한, 상기 제2 저장 배스(310)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 상기 배출관(220)을 통해 상기 제1 저장 배스(140)로부터 공급되는 상기 조성물을 저장한다.
또한, 상기 제2 저장 배스(310)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 상기 제2 저장 배스(310)에 저장되는 조성물 중 일부를 상기 연결관(230)을 통해 상기 제1 저장 배스(140)에 공급한다.
또한, 상기 제2 저장 배스(310)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해, 상기 제2 저장 배스(310)에 저장된 상기 조성물을 근거로 상기 전극 기판을 도포한다. 이때, 상기 전극 기판에 도포 시간은, 약 5분 ~ 60분 정도의 범위일 수 있다.
이와 같이, 농도가 높은 상기 염료와, 상기 용매 및, 상기 첨가물로 형성된 상기 조성물을 통해 상기 전극 기판에 대한 도포 과정을 수행하여, 기존 수 시간 ~ 수십 시간의 염료 도포 과정 시간을 수 분(minute)에서 수 십분 이내로 단축할 수 있다.
상기 기판 탑재부(320)는, 전극이 형성된 전극 기판을 탑재(또는, 구비)한다.
또한, 상기 기판 탑재부(320)는, 상기 제어부(500)의 제어에 따른 상기 광 감응 염료 도포 장치(10)에 포함된 이동 장치(미도시)를 통해, 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스(310) 내로 이동(상/하/좌/우/전/후)하여, 상기 전극 기판을 도포하도록 구성한다.
또한, 상기 기판 탑재부(320)는, 상기 전극 기판에 대한 도포가 완료된 경우, 상기 제어부(500)의 제어에 의해, 상기 전극 기판이 탑재된 상기 기판 탑재부(320)를 상기 이동 장치를 통해 상기 제2 저장 배스(310)로부터 꺼내어, 상기 전극 기판이 탑재된 상기 기판 탑재부(320)를 클린 장치(미도시)로 이동시킨다. 여기서, 상기 클린 장치는, 상기 염료가 도포된 상기 태양 전지용 전극 기판을 세척하는 과정을 수행한다. 이때, 세척 과정(또는, 세정 과정)에 사용되는 용액은, 이소프로필알콜(Isopropyl Alcohol : IPA)일 수 있다.
이와 같이, 상기 세척 과정에서, 아세톤보다 작은 용제 특성을 갖는 상기 이소프로필알콜을 사용함에 따라, 지방분, 유분 및, 손때 등의 용해 제거에 더 효과적일 수 있다. 즉, 상기 세척 과정에서, 적절한 용해도, 작업에 적당한 휘발성 및, 작업상 안정성(예를 들어, 독성 및, 인화성 등)을 고려하여 상기 이소프로필알콜을 사용한다.
제2 히팅부(330)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 동작하여, 상기 염료, 상기 용매 및 상기 첨가물이 혼합된 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스(310)를 가열한다.
상기 순환 펌프(340)는, 도포 공정 시, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 동작한다.
또한, 상기 순환 펌프(340)는, 순환관(341)을 통해 상기 제2 저장 배스(310)와 연결한다.
또한, 상기 순환 펌프(340)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 상기 제2 저장 배스(310)에 저장되는 상기 조성물을 상/하로 순환시킨다.
이와 같이, 상기 순환 펌프(340)에 의한 상기 조성물의 순환 과정을 통해, 상기 제2 저장 배스(310) 내의 온도 편차를 줄여, 보다 효율적으로 상기 조성물에 포함된 상기 염료가 상기 태양 전지용 전극 기판에 도포되도록 하여, 상기 염료가 도포된 태양 전지용 전극 기판의 광전변환 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 회전부(350)는, 도포 공정 시, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 동작한다.
또한, 상기 회전부(350)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 상기 제2 저장 배스(310)를 회전시키도록 형성(또는, 구성)한다.
이와 같이, 상기 회전부(350)에 의한 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스(310)의 회전을 통해, 상기 전극 기판에 도포되는 상기 조성물(또는, 상기 조성물에 포함된 상기 염료)의 두께를 일정하게 형성할 수 있다.
상기 입력부(400)는, 사용자에 의한 버튼 조작 또는 임의의 기능 선택에 따른 신호를 수신한다.
또한, 상기 입력부(400)는, 사용자에 의해 입력된 정보에 대응하는 신호를 수신하며, 키 패드(Key Pad), 돔 스위치 (Dome Switch), 터치 패드(정압/정전), 터치 스크린(Touch Screen), 조그 휠, 조그 스위치, 조그 셔틀(Jog Shuttle), 마우스(mouse), 스타일러스 펜(Stylus Pen), 터치 펜(Touch Pen) 등의 다양한 장치가 사용될 수 있다.
상기 제어부(500)는, 상기 광 감응 염료 도포 장치(10)의 전반적인 제어 기능을 수행한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 제1 밸브(112)를 제어하여, 상기 염료 원액 저장 배스(110)에 저장된 상기 염료를 상기 제1 공급관(111)을 통해, 상기 제1 저장 배스(140)에 공급한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 제2 밸브(122)를 제어하여, 상기 용매 저장 배스(120)에 저장된 상기 용매를 상기 제2 공급관(121)을 통해, 상기 제1 저장 배스(140)에 공급한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 제3 밸브(132)를 제어하여, 상기 첨가물 저장 배스(130)에 저장된 상기 첨가물을 상기 제3 공급관(131)을 통해, 상기 제1 저장 배스(140)에 공급한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 염료, 상기 용매 및, 상기 첨가물을 상기 제1 저장 배스(140)에 공급할 때, 상기 첨가물의 농도가 상기 염료의 농도보다 약 2배 이상을 유지하도록 상기 제1 밸브(112), 상기 제2 밸브(122) 및, 상기 제3 밸브(132)를 각각 제어한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 제1 히팅부(150)를 동작시켜, 상기 염료, 상기 용매 및, 상기 첨가물이 혼합된 상기 조성물이 저장된 상기 제1 저장 배스(140)를 가열한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 미리 설정된 이벤트 발생 시, 상기 염료 공급부(100)(또는, 상기 제1 저장 배스(140))와 상기 염료 도포부(300)(또는, 상기 제2 저장 배스(310))를 연결하는 상기 배출 펌프(210)를 구동하여, 상기 제1 저장 배스(140)에 저장된 상기 조성물을 상기 배출관(220)을 통해 상기 제2 저장 배스(310)에 공급한다. 여기서, 상기 미리 설정된 이벤트는, 상기 입력부(400)를 통한 미리 설정된 사용자 입력/선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 상기 표시부(600)를 통한 미리 설정된 사용자 선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우 및, 광 감응 염료 도포 장치(10)에 포함된 미리 설정된 임의의 버튼(미도시)이 선택/터치되는 경우 등일 수 있다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 제2 히팅부(330)를 동작시켜, 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스(310)를 가열한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 이동 장치를 제어하여 상기 기판 탑재부(320)에 구비되는(또는, 탑재되는) 상기 전극 기판을 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스(310) 내로 이동시켜, 상기 전극 기판에 상기 조성물을 미리 설정된 시간 동안(예를 들어, 5분 ~ 60분) 도포한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 순환 펌프(340)를 구동(또는, 동작)시켜 상기 제2 저장 배스(310)에 저장되는 상기 조성물을 상/하로 순환시킨다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 회전부(350)를 구동시켜 상기 제2 저장 배스(310)를 회전시킨다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 전극 기판에 대한 상기 조성물 도포가 완료된 경우(예를 들어, 상기 미리 설정된 시간이 경과한 경우), 상기 이동 장치를 제어하여 상기 제2 저장 배스(310)에서 상기 전극 기판이 탑재된 상기 기판 탑재부(320)를 이동시켜(또는, 꺼내어), 상기 클린 장치로 보낸다(또는, 이송/전달한다).
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 표시부(600)를 제어하여, 다양한 정보(예를 들어, 상기 광 감응 염료 도포 장치(10)의 상태 정보 등 포함)를 상기 표시부(600)에 표시한다.
상기 표시부(600)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해, 상기 다양한 정보를 표시한다. 이때, 상기 표시부(600)는, 터치 스크린 일 수 있다.
또한, 상기 표시부(600)는, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display : TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode : OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 3차원 디스플레이(3D Display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광 감응 염료 도포 장치(10)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해, 상기 제1 저장 배스(140) 및 상기 제2 저장 배스(310) 내부/외부의 온도를 각각 측정하는 하나 이상의 제1 온도 센서(미도시) 및 하나 이상의 제2 온도 센서(미도시)를 각각 더 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 제1 온도 센서 및 상기 하나 이상의 제2 온도 센서를 통해 각각 측정된 상기 제1 저장 배스(140) 및 상기 제2 저장 배스(310)의 내부/외부 온도는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 상기 표시부(600)에 표시된다.
또한, 상기 광 감응 염료 도포 장치(10)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해, 상기 제1 저장 배스(140) 및 상기 제2 저장 배스(310) 내부에 각각 저장되는 조성물의 탁도를 측정하는 제1 탁도계(미도시) 및 제2 탁도계(미도시)를 각각 더 포함할 수 있다. 상기 제1 탁도계 및 상기 제2 탁도계를 통해 각각 측정된 상기 제1 저장 배스(140) 및 상기 제2 저장 배스(310) 내부의 조성물에 대한 탁도는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 상기 표시부(600)에 표시된다.
또한, 상기 광 감응 염료 도포 장치(10)는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해, 상기 제2 저장 배스(310) 내부의 수위를 측정하는 수위 감지 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 수위 감지 센서를 통해 측정된 상기 제2 저장 배스(310) 내부의 수위는, 상기 제어부(500)의 제어에 의해 상기 표시부(600)에 표시된다.
이와 같이, 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합한 조성물/혼합물을 형성할 수 있다.
또한, 이와 같이, 루테늄계(또는, Ru계) 염료를 강한 알칼리를 사용하여 안티디아조테이트의 형태로 바꾸어 안정화시킨 패스트 염료를 제공할 수 있다.
또한, 이와 같이, 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합한 조성물/혼합물을 전극 기판에 도포할 수 있다.
이하에서는, 본 명세서에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및 그의 도포 방법을 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물을 형성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 제어부(500)는, 염료 공급부(100)에 포함된 염료 원액 저장 배스(110)와 연결된 제1 밸브(112)를 제어하여, 상기 염료 원액 저장 배스(110)와 제1 저장 배스(140)를 연결하는 제1 공급관(111)을 통해, 상기 염료 원액 저장 배스(110)에 저장된 염료(또는, 광 감응 염료)가 상기 제1 저장 배스(140)에 전달(또는, 공급)되도록 제어한다. 여기서, 상기 제1 밸브(112)는, 상기 제1 공급관(111)의 일측에 형성한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 염료 공급부(100)에 포함된 용매 저장 배스(120)와 연결된 제2 밸브(122)를 제어하여, 상기 용매 저장 배스(120)와 상기 제1 저장 배스(140)를 연결하는 제2 공급관(121)을 통해, 상기 용매 저장 배스(120)에 저장된 용매(예를 들어, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(DPM) 등 포함)가 상기 제1 저장 배스(140)에 전달(또는, 공급)되도록 제어한다. 여기서, 상기 제2 밸브(122)는, 상기 제2 공급관(121)의 일측에 형성한다.
이와 같이, 상기 제어부(500)는, 미리 설정된 상기 용매에 상기 염료가 혼합되도록 제어한다(S310).
이후, 상기 제어부(500)는, 상기 염료 공급부(100)에 포함된 첨가물 저장 배스(130)와 연결된 제3 밸브(132)를 제어하여, 상기 첨가물 저장 배스(130)와 상기 제1 저장 배스(140)를 연결하는 제3 공급관(131)을 통해, 상기 첨가물 저장 배스(130)에 저장된 첨가물(예를 들어, 테트라부틸암모늄 하이드로옥사이드(TBAOH) 등 포함)이 상기 제1 저장 배스(140)에 전달(또는, 공급)되도록 제어한다. 여기서, 상기 제3 밸브(132)는, 상기 제3 공급관(131)의 일측에 형성한다(S320).
이후, 상기 제어부(500)는, 상기 공급되는 염료, 용매 및, 첨가물을 혼합하여 광 감응 패스트 염료를 포함하는 조성물을 조성(또는, 형성/혼합)한다.
이때, 상기 제어부(500)는, 상기 제1 저장 배스(140)에 공급되는 상기 첨가물의 농도가 상기 염료의 농도보다 약 2배를 유지하도록 제어하며, 상기 염료와 상기 첨가물이 상기 용매에 혼합되도록 제어한다. 또한, 상기 용매의 양은, 상기 염료와 상기 첨가물의 농도에 따라 조절한다. 여기서, 상기 염료는, N719, N719, N712, Z907, Z910 및 K19 등의 루테늄계 염료(또는, Ru계 염료)일 수 있으며, 상기 염료의 농도는 5 내지 30 mM일 수 있다.
일 예로, 상기 제어부(500)는, 상기 루테늄계 염료로 N719가 사용될 때, 상기 용매 1L당 5.9428g의 상기 N719가 혼합되도록 제어하며, 이때 상기 N719의 농도는 대략 5mM이다.
다른 일 예로, 상기 제어부(500)는, 상기 루테늄계 염료로 Z907이 사용될 때, 상기 용매 1L당 17.405g의 상기 Z907가 혼합되도록 제어하며, 이때 상기 Z907의 농도는 대략 20mM이다(S330).
도 4는 본 명세서의 제2 실시예에 따른 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물의 도포 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 제어부(500)는, 염료 공급부(100)에 포함된 염료 원액 저장 배스(110), 용매 저장 배스(120) 및, 첨가물 저장 배스(130)와 각각 연결된 제1 밸브(112), 제2 밸브(122) 및, 제3 밸브(132)를 각각 제어하여, 상기 제1 밸브(112), 상기 제2 밸브(122) 및, 상기 제3 밸브(132)에 각각 대응하는 제1 공급관(111), 제2 공급관(121) 및, 제3 공급관(131)을 통해, 상기 염료 원액 저장 배스(110), 용매 저장 배스(120) 및, 상기 첨가물 저장 배스(130)에 각각 저장된 염료(또는, 광 감응 염료), 용매(예를 들어, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(DPM) 등 포함) 및, 첨가물(예를 들어, 테트라부틸암모늄 하이드로옥사이드(TBAOH) 등 포함)이 제1 저장 배스(140)에 전달(또는, 공급)되도록 제어한다. 이때, 상기 제어부(500)는, 상기 첨가물의 농도가 상기 염료의 농도보다 약 2배를 유지하도록 제어하며, 상기 염료와 상기 첨가물이 상기 용매에 혼합되도록 제어한다. 또한, 상기 용매의 양은, 상기 염료와 상기 첨가물의 농도에 따라 조절한다. 여기서, 상기 염료는, N719, N719, N712, Z907, Z910 및 K19 등의 루테늄계 염료(또는, Ru계 염료)일 수 있으며, 상기 염료의 농도는 5 내지 30 mM일 수 있다(S410).
이후, 상기 제어부(500)는, 상기 염료 공급부(100)에 포함된 제1 히팅부(150)를 동작시켜 상기 염료, 상기 용매 및 상기 첨가물이 혼합된 조성물이 저장된 상기 제1 저장 배스(140)를 가열한다(S420).
이후, 상기 제어부(500)는, 미리 설정된 이벤트 발생 시, 상기 염료 공급부(100)(또는, 상기 제1 저장 배스(140))와 염료 도포부(300)를 연결하는 배출부(200)에 포함된 배출 펌프(210)를 구동하여, 상기 제1 저장 배스(140)에 저장된 상기 조성물을 상기 배출부(200)에 포함된 배출관(220)을 통해 상기 염료 도포부(300)에 전달한다. 여기서, 상기 미리 설정된 이벤트는, 입력부(400)를 통한 미리 설정된 사용자 입력/선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 표시부(600)를 통한 미리 설정된 사용자 선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우 및, 광 감응 염료 도포 장치(10)에 포함된 미리 설정된 임의의 버튼(미도시)이 선택/터치되는 경우 등일 수 있다(S430).
이후, 상기 제어부(500)는, 상기 염료 도포부(300)에 포함된 제2 히팅부(330)를 동작시켜 상기 염료 공급부(100)로부터 공급된 상기 염료, 상기 용매 및 상기 첨가물이 혼합된 조성물이 저장된 제2 저장 배스(310)를 가열한다(S440).
이후, 상기 제어부(500)는, 상기 염료 도포부(300)에 포함된 기판 탑재부(320)에 구비되는(또는, 탑재되는) 전극 기판에 상기 조성물을 도포한다. 이때, 상기 기판 탑재부(320)는, 상기 기판 탑재부(320)를 이동(상/하/좌/우/전/후)시키는 이동 장치(미도시)에 의해 상기 조성물이 저장되는 상기 제2 저장 배스(310) 내로 이동할 수 있다. 여기서, 상기 전극 기판에 대한 상기 조성물 도포 시간은, 약 5분 ~ 60분 정도일 수 있다. 또한, 상기 조성물은, 상기 루테늄계 염료에 강한 알칼리인 상기 첨가물을 1:2(염료:첨가물)의 농도로 혼합하여, 안티디아조테이트의 형태로 바꾸어 안정화시킨 조성물이다.
이와 같이, 상기 전극 기판이 상기 제2 저장 배스(310) 내에 위치(또는, 디핑)하도록 구성하여, 상기 전극 기판에 상기 조성물을 도포한다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 염료 도포부(300)에 포함된 순환 펌프(340)를 구동시켜 상기 제2 저장 배스(310)에 저장되는 상기 조성물을 상하로 순환시킨다.
또한, 상기 제어부(500)는, 상기 염료 도포부(300)에 포함된 회전부(350)를 동작시킨다(S450).
이후, 상기 제어부(500)는, 상기 전극 기판에 대한 상기 조성물 도포가 완료된 경우, 상기 이동 장치를 통해 상기 제2 저장 배스(310)에서 상기 전극 기판이 탑재된 상기 기판 탑재부(320)를 이동시켜(또는, 꺼내어), 클린 장치(미도시)로 보낸다(또는, 전달한다).
또한, 상기 클린 장치는, 상기 염료가 도포된 태양 전지용 전극 기판을 세척하는 과정을 수행한다. 이때, 세척 과정(또는, 세정 과정)에 사용되는 용액은, 이소프로필알콜(IPA)일 수 있다(S460).
본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합한 조성물/혼합물을 형성하여, 흡착 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 루테늄계(또는, Ru계) 염료를 강한 알칼리를 사용하여 안티디아조테이트의 형태로 바꾸어 안정화시킨 패스트 염료를 제공하여, 전체 제조 공정 시간을 줄여 대량 생산이 가능할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 미리 설정된 용매에 염료 및 첨가물질을 혼합한 조성물/혼합물을 전극 기판에 도포하여, 안정된 염료 사용에 따라 장기 안정성을 구축할 수 있다.
전술한 내용은 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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 도포 장치 100: 염료 공급부
200: 배출부 300: 염료 도포부
400: 입력부 500: 제어부
600: 표시부 110: 염료 원액 저장 배스
120: 용매 저장 배스 130: 첨가물 저장 배스
140: 제1 저장 배스 150: 제1 히팅부
111, 121, 131: 제1, 제2, 제3 공급관
112, 122, 132: 제1, 제2, 제3 밸브
210: 배출 펌프 220: 배출관
230: 연결관 310: 제2 저장 배스
320: 기판 탑재부 330: 제2 히팅부
340: 순환 펌프 341: 순환관
350: 회전부

Claims (18)

  1. 루테늄계 염료;
    디플로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(DPM)을 포함하는 용매; 및
    테트라부틸암모늄 하이드로옥사이드(TBAOH)을 포함하는 첨가물이 혼합된 광 감응 염료를 포함하는 조성물
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 염료의 농도는,
    5 ~ 30 mM이고,
    상기 첨가물의 농도는,
    상기 염료의 농도의 2배인 것을 특징으로 하는 광 감응 염료를 포함하는 조성물.
  6. 청구항 1 또는 5의 광 감응 염료를 포함하는 조성물의 도포 장치에 있어서,
    상기 루테늄계 염료, 상기 용매 및, 상기 첨가물이 혼합된 상기 조성물을 저장하는 염료 공급부;
    염료 도포부;
    상기 염료 공급부와 상기 염료 도포부를 연결하는 배출부; 및
    미리 설정된 이벤트 발생 시 상기 배출부를 통해, 상기 염료 공급부에 저장된 상기 조성물을 상기 염료 도포부에 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 염료 도포부는,
    상기 염료 공급부로부터 공급되는 상기 조성물을 저장하고, 상기 제어부의 제어에 의해 전극 기판에 상기 조성물을 도포하는 것을 특징으로 하는 조성물의 도포 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 염료 공급부는,
    상기 염료를 저장하는 염료 원액 저장 배스;
    상기 용매를 저장하는 용매 저장 배스;
    상기 첨가물을 저장하는 첨가물 저장 배스;
    상기 염료와 상기 용매와 상기 첨가물이 혼합된 상기 조성물을 저장하는 제1 저장 배스; 및
    상기 제1 저장 배스를 가열하는 제1 히팅부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물의 도포 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 미리 설정된 이벤트는,
    입력부를 통한 미리 설정된 사용자 입력 또는 선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 표시부를 통한 미리 설정된 사용자 선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우 및, 상기 광 감응 염료 도포 장치에 포함된 미리 설정된 임의의 버튼이 선택 또는 터치되는 경우 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조성물의 도포 장치.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 염료 공급부와 상기 염료 도포부를 연결하는 배출관;
    상기 배출관의 일부에 형성하며, 상기 염료 공급부에 저장된 상기 조성물을 상기 염료 도포부에 공급하는 배출 펌프; 및
    상기 염료 도포부와 상기 염료 공급부를 연결하며, 상기 염료 도포부에 저장된 상기 조성물 중 일부를 상기 염료 공급부에 공급하는 연결관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물의 도포 장치.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 염료 도포부는,
    상기 염료 공급부로부터 공급되는 상기 조성물을 저장하는 제2 저장 배스;
    상기 제2 저장 배스를 가열하는 제2 히팅부;
    상기 전극 기판이 탑재되며, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스 내로 상기 전극 기판을 이동시켜 상기 전극 기판에 상기 조성물을 도포하는 기판 탑재부;
    상기 제2 저장 배스에 저장된 상기 조성물을 상하로 순환시키는 순환 펌프; 및
    상기 제2 저장 배스를 회전 또는 진동시키는 회전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물의 도포 장치.
  13. 청구항 1 또는 5의 광 감응 염료를 포함하는 조성물의 도포 방법에 있어서,
    상기 루테늄계 염료, 상기 용매 및, 상기 첨가물을 혼합한 조성물을 제1 저장 배스에 저장하는 단계;
    제1 히팅부를 통해, 상기 조성물이 저장된 상기 제1 저장 배스를 가열하는 단계;
    미리 설정된 이벤트 발생 시, 제어부를 통해 배출부를 제어하여, 상기 제1 저장 배스에 저장된 상기 조성물을 제2 저장 배스에 공급하는 단계;
    제2 히팅부를 통해, 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스를 가열하는 단계; 및
    상기 제어부의 제어에 의해, 기판 탑재부에 탑재되는 전극 기판에 상기 조성물을 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물의 도포 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 미리 설정된 이벤트는,
    입력부를 통한 미리 설정된 사용자 입력 또는 선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 표시부를 통한 미리 설정된 사용자 선택에 대응하는 신호를 수신하는 경우 및, 상기 광 감응 염료 도포 장치에 포함된 미리 설정된 임의의 버튼이 선택 또는 터치되는 경우 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조성물의 도포 방법.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 전극 기판에 상기 조성물을 도포하는 단계는,
    상기 기판 탑재부를 이동시켜 상기 조성물이 저장된 상기 제2 저장 배스 내로 상기 전극 기판을 이동시켜 디핑하는 과정;
    순환 펌프를 통해, 상기 제2 저장 배스에 저장된 상기 조성물을 상하로 순환시키는 과정; 및
    회전부를 통해, 상기 제2 저장 배스를 회전 또는 진동시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물의 도포 방법.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 전극 기판에 대한 상기 조성물 도포가 완료될 때, 상기 제2 저장 배스에서 상기 전극 기판이 탑재된 상기 기판 탑재부를 이동시켜 클린 장치로 전달하는 단계; 및
    상기 클린 장치를 통해, 상기 염료가 도포된 전극 기판을 세척하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물의 도포 방법.
KR1020130043055A 2013-04-18 2013-04-18 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법 KR101331135B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130043055A KR101331135B1 (ko) 2013-04-18 2013-04-18 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130043055A KR101331135B1 (ko) 2013-04-18 2013-04-18 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101331135B1 true KR101331135B1 (ko) 2013-11-19

Family

ID=49858064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130043055A KR101331135B1 (ko) 2013-04-18 2013-04-18 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101331135B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060080405A (ko) * 2005-01-05 2006-07-10 삼성에스디아이 주식회사 감광성 페이스트 조성물, 및 이를 이용하여 제조된플라즈마 디스플레이 패널
KR20080106406A (ko) * 2006-02-08 2008-12-05 시마네켄 광증감색소
KR20120061627A (ko) * 2010-12-03 2012-06-13 주식회사 포스코 염료 감응형 태양전지용 기판의 염료 흡착 방법 및 이를 이용한 태양전지
KR101239198B1 (ko) 2011-11-25 2013-03-05 (주)다이솔티모 광 감응 염료 도포장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060080405A (ko) * 2005-01-05 2006-07-10 삼성에스디아이 주식회사 감광성 페이스트 조성물, 및 이를 이용하여 제조된플라즈마 디스플레이 패널
KR20080106406A (ko) * 2006-02-08 2008-12-05 시마네켄 광증감색소
KR20120061627A (ko) * 2010-12-03 2012-06-13 주식회사 포스코 염료 감응형 태양전지용 기판의 염료 흡착 방법 및 이를 이용한 태양전지
KR101239198B1 (ko) 2011-11-25 2013-03-05 (주)다이솔티모 광 감응 염료 도포장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101937138B (zh) 具有光电转换能力的显示装置与偏光板
Hanmandlu et al. Bifacial perovskite solar cells featuring semitransparent electrodes
KR101032925B1 (ko) 염료감응 태양전지 제조방법 및 제조장치
CN101563571A (zh) 光伏发电集热装置
KR20030063469A (ko) 태양전지
CN106059036A (zh) 移动电子设备用外壳
US20150338691A1 (en) Display panel and method for manufacturing the same, and display device
KR101331135B1 (ko) 빠른 흡착을 위한 광 감응 염료를 포함하는 조성물 및, 그의 도포 장치 및 그 방법
Chen et al. Thermal and angular dependence of next‐generation photovoltaics under indoor lighting
CN101950674A (zh) 染料敏化太阳能电池用染料及含其的染料敏化太阳能电池
CN208226954U (zh) 一种双轴跟踪式光伏发电装置
CN204119167U (zh) 在可见光下进行太阳能电池组件el测试装置
CN207706111U (zh) 一种折叠式太阳能发电装置
Matsui et al. Performance of new single rhodanine indoline dyes in zinc oxide dye-sensitized solar cell
CN102771006A (zh) 色素增感型太阳电池的制造装置和色素增感型太阳电池的制造方法
CN102117701B (zh) 染料敏化太阳能电池电极制造设备及太阳能电池制造方法
KR101347478B1 (ko) 염료감응형 태양전지의 제조방법 및 제조장치
Eyekpegha et al. Comparative Study Between Zobo and Tomato Dye on the Fabrication of Dye Sensitized Solar Cell Using ITO/TiO2/ZnO/Dye Sensitized
KR101239198B1 (ko) 광 감응 염료 도포장치
CN109524241A (zh) 一种透明染料敏化太阳能电池用对电极及其制备方法
KR101224139B1 (ko) 염료 감응형 태양전지 제조방법
Bari et al. Comparison between positive and negative constant current stress on dye-sensitized solar cells
CN207606717U (zh) 一种污水处理电机性能检测用多方向调节的支架组件
Gheno Printable and printed perovskites photovoltaic solar cells for autonomous sensors network
CN206632035U (zh) 一种基于单片机的光伏路灯清洁装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee