KR101347198B1 - 염료감응태양전지 표면 코팅액의 제조방법, 그 코팅액 및 그를 도포한 염료감응태양전지 - Google Patents

염료감응태양전지 표면 코팅액의 제조방법, 그 코팅액 및 그를 도포한 염료감응태양전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 염료감응태양전지 표면 코팅액의 제조방법, 그 코팅액 및 그를 도포한 염료감응태양전지를 개시한다.
본 발명에 따르는 염료감응태양전지 표면 코팅액의 제조방법, 그 코팅액 및 그를 도포한 염료감응태양전지는 강산에 흑연, 질산나트륨 및 과망간산칼륨을 투입하고 혼합하여 그라펜산화물 전구체를 수득하는 S1단계, 상기 그라펜산화물 전구체에 산성수용액을 첨가하여 혼합하고, 여과후 그라펜산화물을 얻는 S2단계, 상기 그라펜산화물을 용매에 첨가하고 초음파로 혼합하여 150 내지 250℃로 수열처리하여 그라펜양자점 용액을 수득하는 S3단계 및 상기 그라펜양자점 용액과 바인더를 혼합하여 그라펜양자점 코팅제를 제조혼합하여 그라펜양자점 코팅제를 제조하는 S4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이에 의하면, 종래의 자외선차단필름을 제거하여 태양광의 가시광선 투과성을 향상시키며, 태양광의 자외선을 가시광선으로 변환시켜 가시광선의 광량을 증가시켜 태양전지의 효율을 증가시키고, 제조시 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

Description

염료감응태양전지 표면 코팅액의 제조방법, 그 코팅액 및 그를 도포한 염료감응태양전지{Method of manufacturing coating agent of dye-sensitive solar cell surface, coating agent thereof and dye-sensitive solar cell coated with coating agent}
본 발명은 염료감응태양전지 표면 코팅액의 제조방법, 그 코팅액 및 그를 도포한 염료감응태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 자외선차단필름을 제거하여 태양광의 가시광선 투과성을 향상시키며, 태양광의 자외선을 가시광선으로 변환시켜 가시광선의 광량을 증가시켜 태양전지의 효율을 증가시키고, 제조시 제조원가가 절감되는 염료감응태양전지 표면 코팅액의 제조방법, 그 코팅액 및 그를 도포한 염료감응태양전지에 관한 것이다.
종래 태양전지 중 광전기화학형 태양전지는 반도체 접합 태양전지와는 달리 광합성 원리를 이용한 태양전지이다. 지금까지 알려진 광전기화학형 태양전지 중 대표적인 예로는 스위스의 그라첼(Gratzel)에 의하여 발표된 염료감응 태양전지이다.
그라첼 등에 의해 발표된 염료감응 태양전지는 표면에 루테늄계 염료 분자가 이온결합한 이산화티탄(TiO2)전극에 태양 빛(가시광선)이 흡수되면 염료분자는 전자-홀 쌍을 생성하며, 전자는 반도체 산화물의 전도띠로 주입된다.
반도체 산화물 전극으로 주입된 전자는 나노입자간 계면을 통하여 투명 전도성막으로 전달되어 전류를 발생시키게 된다. 이러한 염료감응 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지에 비해 제조과정이 단순하고, 전력당 제조단가가 저렴한 장점이 있어 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 가능성이 있기 때문에 많은 주목을 받아왔다.
그런데, 이러한 염료감응태양전지는 보통 가시광선을 흡수하여 전기를 생산하는데, 태양광은 가시광뿐만 아니라, 자외선, 적외성 등을 포함하고 있음은 주지의 사실이다.
특히 자외선의 경우 태양전지의 내구력등 장기성능을 저하시키기 때문에 태양전지를 제조할 때 자외선 차단 필름을 사용하여 자외선만 선택적으로 차단하는 기술이 채용되고 있어, 가시광선의 투과성에 악영향을 미치는 문제와 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫번깨 기술적 과제는 종래의 자외선차단필름을 제거하여 태양광의 가시광선 투과성을 향상시키며, 태양광의 자외선을 가시광선으로 변환시켜 가시광선의 광량을 증가시켜 태양전지의 효율을 증가시키고, 제조시 제조원가가 절감되는 염료감응태양전지 표면 코팅액의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두번깨 기술적 과제는 종래의 자외선차단필름을 제거하여 태양광의 가시광선 투과성을 향상시키며, 태양광의 자외선을 가시광선으로 변환시켜 가시광선의 광량을 증가시켜 태양전지의 효율을 증가시키고, 제조시 제조원가가 절감되는 염료감응태양전지 표면 코팅액을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 세번깨 기술적 과제는 종래의 자외선차단필름을 제거하여 태양광의 가시광선 투과성을 향상시키며, 태양광의 자외선을 가시광선으로 변환시켜 가시광선의 광량을 증가시켜 태양전지의 효율을 증가시키고, 제조시 제조원가가 절감되는 염료감응태양전지 표면 코팅액이 도포된 염료감응태양전지를 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 첫번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 강산에 흑연, 질산나트륨 및 과망간산칼륨을 투입하고 혼합하여 그라펜산화물 전구체를 수득하는 S1단계, 상기 그라펜산화물 전구체에 산성수용액을 첨가하여 혼합하고, 여과후 그라펜산화물 용액을 얻는 S2단계 및 상기 그라펜산화물 용액을 용매에 첨가하고 초음파로 혼합하여 150 내지 250℃로 수열처리하여 그라펜양자점 용액을 수득하는 S3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지표면 코팅액의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 강산은 염산(HCl), 과염소산(HClO4), 질산(HNO3) 및 황산(H2SO4)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 흑연은 플레이크 형상(flake type)의 편상(片狀)입자 또는 그레인 형상(grain type)의 구상(球狀)입자일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 흑연 입자는 그 평균지름 1 내지 30 ㎛, 입도분포가 24㎛체 통과량 45% 이상, (분포와 블레인 공기투과장치에 의한 )분말도가 비표면적 1000 내지 3000㎠/g일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 산성수용액은 아세트산, 플루오르산(HF), 시안화수소(HCN), 포름산, 퍼미니산(Fulminic acid), 탄산, 인산 및 과산화수소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나와 물과 혼합된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 용매는 상기 용매는 N,N,-디메틸메탄아미드(N,N-dimethylmethanamide, DMF), 증류수(D.I. water), 에틸렌글라이콜, 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate) 및 메톡시프로피오 니트릴(methoxy propionitrile)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 S3단계에 이어 상기 그라펜양자점 용액과 바인더를 혼합하여 그라펜양자점 코팅액를 제조하는 S4단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 바인더는 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 아크릴레이트계일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 아크릴레이트계 바인더에는 광중합개시제를 더 첨가할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 광중합개시제는 벤조인에테르계, 벤조페논계, 아세토페논계 및 시옥산톤계로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 두번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 상술한 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 태양전지표면 코팅액을 제공한다.
마지막으로, 본 발명은 상술한 세번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 전도성 투명기판 일면에 적층된 나노산화물층을 구비하는 음극계 제1전극, 상기 나노산화물층에 염료가 흡착되어 형성된 광흡수층, 상기 광흡수층에 대향하여 전도성 기판에 적층된 금속층을 구비하는 양극계 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지에 있어서, 상기 전도성 투명기판의 적어도 한 면이 상술한 염료감응태양전지표면 코팅액으로 도포되어 경화된 필름층을 구비하는 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지를 제공한다.
본 발명에 의하면, 종래의 자외선차단필름을 제거하여 태양광의 가시광선 투과성을 향상시키며, 태양광의 자외선을 가시광선으로 변환시켜 가시광선의 광량을 증가시켜 태양전지의 효율을 증가시키고, 제조시 제조원가가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 표면코팅액이 도포되어 경화된 필름층을 구비한 염료감응태양전지의 단면을 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따르는 염료감응태양전지 표면코팅액(a)이 태양광의 300 내지 400㎚ 자외선을 흡수하여 가시광선을 발하는 현상을 촬영한 사진(b)이며,
도 3은 도 2의 태양광의 자외선을 흡광하여(a), 가시광선을 발하는(b) 각각의 파장과 강도를 측정하여 그 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 태양전지표면 코팅액의 제조방법, 그 코팅액 및 이의 태양전지를 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명은 강산에 흑연, 질산나트륨 및 과망간산칼륨을 투입하고 혼합하여 그라펜산화물 전구체를 수득하는 S1단계, 상기 그라펜산화물 전구체에 산성수용액을 첨가하여 혼합하고, 여과후 그라펜산화물 용액을 얻는 S2단계 및 상기 그라펜산화물 용액을 용매에 첨가하고 초음파로 혼합하여 150 내지 250℃로 수열처리하여 그라펜양자점 용액을 수득하는 S3단계를 포함하는 특징이 있다.
더 상세하게, 상기 S1단계는 강산에 흑연, 질산나트륨 및 과망간산칼륨을 투입하고 혼합하여 그라펜산화물 전구체를 수득하는 공정인데, 상기 강산은 흑연을 벌집구조의 층상으로 얻기 위하여 이용되는 것으로, 이 범위에서 특별하게 제한할 것은 아니나, 염산(HCl), 과염소산(HClO4), 질산(HNO3) 및 황산(H2SO4)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.
여기서, 상기 흑연은 플레이크 형상(flake type)의 편상(片狀)입자 또는 그레인 형상(grain type)의 구상(球狀)입자일 수 있는데, 상기 강산으로 층상구조의 흑연을 얻는데 효율성을 구하기 위하여 입자(powder)를 사용할 수 있으며, 더 자세하게는 상기 흑연 입자의 평균지름 1 내지 30 ㎛, 입도분포가 24㎛체 통과량 45% 이상, 블레인 공기투과장치에 의해 파악되는 분말도가 비표면적 1000 내지 3000㎠/g일 수 있는데, 이 범위의 흑연입자는 강산에서 반응성이 우수하다.
다음으로, S2단계를 보면, 상기 그라펜산화물 전구체에 산성수용액을 첨가하여 혼합하고, 여과후 그라펜산화물 용액을 얻는 공정으로, 여기서 산성수용액은 아세트산, 플루오르산(HF), 시안화수소(HCN), 포름산, 퍼미니산(Fulminic acid), 탄산, 인산 및 과산화수소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나와 물과 혼합된 것일 수 있으며, 물은 통상의 물은 물론 증류수와 같이 미네랄이 제거된 기능수도 사용할 수 있음은 물론이다.
상기 여과는 특별하게 한정하여 수행할 것은 아니나, 수㎛이내의 포어(pore)를 가진 여과지와 같은 여과수단을 사용할 수 있다.
다음, 상기 S3단계는 상기 그라펜산화물 용액을 용매에 첨가하고 초음파로 혼합하여 150 내지 250℃로 수열처리하여 그라펜양자점 용액을 수득하는 스텝으로, 상기 용매는 N,N,-디메틸메탄아미드(N,N-dimethylmethanamide, DMF), 증류수(D.I. water), 에틸렌글라이콜, 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate) 또는 메톡시프로피오 니트릴(methoxy propionitrile)일 수 있다.
상기 초음파 혼합은 그라펜산화물과 용매와의 혼합물을 균일하게 하는 것으로 초음파의 강도나 세기를 특별하게 한정할 필요는 없으며, 통상 수퍼소닉, 메가소닉, 울트라소닉으로 불리는 초음파을 적용할 수 있다.
또한, 상기 수열처리시 온도가 150 내지 250℃로, 사용된 용매가 무거운 기상 고압으로 작용될 수 있는 범위를 한정하여 상기 그라펜양자점이 균일한 입상으로 성장할 수 있게 한다.
이러한 그라펜양자점 용액을 제조하여 태양광의 자외선을 가시광선으로 변환시켜 가시광선의 광량을 증가시켜 태양전지의 효율을 증가시키는 기능을 구현하게 된다.
여기서, 상기 그라펜양자점 용액을 바인더와 혼합하여 그라펜양자점 코팅액을 제조하는 S4단계를 더 둘 수 있는데, 이러한 바인더에 의하여 그라펜양자점이 균일하게 분포되어 도포될 수 있을 뿐만 아니라, 경화되어 내구성 확보, 황변이나 부식 방지과 같은 물리화학적 물성을 구현할 수 있게 된다.
상기 바인더는 열경화성은 물론 광경화성 일 수 있으며, 특히 광경화성인 경우에는 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 아크릴레이트계일 수 있으며, 여기서는 광중합개시제를 더 첨가하게 된다.
상기 광중합개시제는 자외선에 의하여 여기되어(excited) 광중합을 개시하거나 다른 첨가제와 같이 광중합을 일으키는 것으로, 특별하게 한정하여 사용할 것은 아니나, 바람직하게는 벤조인에테르계, 벤조페논계, 아세토페논계 및 시옥산톤계로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있으며, 더 구체적으로는 벤조인알킬에테르(Benzoionalkylether), 벤조페논(Benzophenone),벤질다이메틸케탈(Benzyl dimethyl katal), 하이드록시사이클로헥실페닐레톤(Hydroxycyclohexyl phenyletone), 1,1-다이클로로아세토페논(1,1-Dichloro acetophenone), 2-클로로시옥산톤(2-Chorothioxanthone) 등이 있다.
한편, 상술한 태양전지표면 코팅액은 그라펜양자점과 바인더가 혼합된 형태로 제공되며, 염료감응태양전지의 전도성 투명기판에 도포되어 열경화나 광경화를 거쳐 태양광의 자외선을 흡수하고 가시광선을 발광하게 된다.
더 자세하게 살펴보기 위하여 도 1을 참조한다.
도 1은 본 발명에 따르는 염료감응태양전지표면 코팅액이 도포되어 경화된 필름층을 구비한 염료감응태양전지의 단면을 보여주는 도면인데, 전도성 투명기판(103) 일면에 적층된 나노산화물층(104)을 구비하는 음극계 제1전극, 상기 나노산화물층(104)에 염료가 흡착되어 형성된 광흡수층, 상기 광흡수층에 대향하여 전도성 기판(103)에 적층된 금속층을 구비하는 양극계 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 전해질(105), 그리고 개재된 전해질(105)의 누출을 방지하고 제1, 2전극의 이격을 유지하는 밀봉재(106)를 볼 수 있는데, 상기 염료는 나노산화물층(104)의 표면에 흡착되어 고정되어 있다.
여기서, 본 발명의 염료감응태양전지표면 코팅액은 전도성 투명기판(103) 타면에 도포되어 경화된 상태의 필름층(102)을 이루며, 그 필름층(102)의 내부에는 그라펜양자점 입자(101)들이 균일하게 산재해 있음을 알 수 있다.
또한, 도면에는 상기 필름층(102)이 전도성 투명기판(103) 타면에만 구비되어 있으나, 양면이나 일면에 도포되어도 무방하다 하겠다.
제조예 . 그라펜양자점 용액 제조
진한 황산(96wt%) 10㎖에 흑연(graphite) 1g, 질산나트륨(NaNO3) 1g, 과망간산칼륨 5g을 첨가하고 1시간 동안 혼합하였다. 여기에 증류수 280㎖과 과산화수소 5㎖을 첨가 후 여과시 포어사이즈(pore diameter)가 평균 0.22㎛인 여과지로 여과하여 갈색의 그라펜산화물(Graphene Oxide) 용액을 얻었다. 상기 그라펜산화물 용액을 10㎖의 N,N,-디메틸메탄아미드(N,N-dimethylmethanamide, DMF)에 첨가하여 30분 동안 초음파로 혼합처리하고, 200℃에서 20분 동안 수열처리(Hydrothermal treatment)한 후 여과하여 그라펜양자점 용액을 수득하였다.
실시예 1. 그라펜양자점 용액이 도포된 염료감응태양전지
불소가 도핑된 틴 옥사이드 투명전도성 산화물층이 형성된 유리기판을 준비하였다. 상기 유리기판의 투명전도성 산화물층 상부에 이산화티탄을 포함하는 코팅용 조성물을 닥터블레이드법으로 도포하고, 500℃에서 30분 동안 열처리하여, 나노크기의 금속 산화물 간의 접촉 및 충진이 이루어지도록 하여 약 8㎛두께의 나노 산화물층을 형성시켰다. 이어서, 상기 나노 산화물층의 상부에 이산화티탄을 포함하는 코팅용 조성물을 동일한 방법으로 도포하고, 500℃의 온도에서 30분 동안 열처리하여 약 15 ㎛ 전체 두께의 나노 산화물층을 형성시켰다. 0.2 mM의 루테늄 디티오시아네이트 2,2′-비피리딜-4,4′-디카르복실레이트이 에탄올에 녹아있는 염료용액을 제조하여, 여기에 상기 나노 산화물층이 형성된 유리기판을 24시간 동안 담지한 후 건조시켜 나노크기의 금속 산화물에 염료 및 타이타네이트 커플링에이전트를 흡착시켜 음극계 전극을 제조하였다. 다음으로, 불소가 도핑된 틴 옥사이드 투명전도성 산화물층이 형성된 유리기판을 준비하여, 상기 기판의 투명전도성 산화물층 상부에 육염화백금산(H2PtCl6)이 녹아있는 2-프로판올 용액을 떨어뜨린 후, 450 ℃에서 30분 동안 열처리하여 백금층을 형성시켜 양극계 전극을 제조하였다. 다음으로, 제조된 음극계 전극의 나노 산화물층과 양극계 전극의 백금층이 서로 대향하도록 배치하고, SURLYN(Du Pont사 제조)으로 이루어지는 약 60 ㎛ 두께의 열가소성 고분자층으로 밀봉재를 형성한 후, 130 ℃의 오븐에 넣어 2분 동안 유지하여 두 전극을 부착하여 밀봉하였다. 다음으로, 음극계 전극과 양극계 전극을 관통하는 미세 홀을 형성하고 이 홀을 통해 두 전극 사이의 공간에, 3-Methoxypropionitrile 용매에 0.1M LiI, 0.05M I2, 0.5M 4-tert-butylpyridine과 이온성 액체인 0.6M 1-Ethyl-1-methylpyrrolidinium iodide을 녹여서 제조한 전해질 용액을 주입한 다음, 다시 홀의 외부를 접착제로 밀봉하였다. 다음으로, 상기 제조예의 그라펜양자점 용액을 염료감응태양전지의 태양광을 조사받는 광전극 일면에 바코팅법으로 코팅하고, 자외선조사기의 조사를 통하여 경화시켜서 그라펜 양자점을 포함하는 필름층을 구비하는 염료감응태양전지를 제조하였다.
실시예 2. 그라펜양자점 코팅액이 도포된 염료감응태양전지
상기 제조예에 의한 그라펜양자점 용액 20wt%, 알리파틱 우레탄아크릴레이트(Sartomer Compan 광중합개시제인 IRG-184(MNP Compnay사 제조) 75wt%, 그리고, 광중합개시제로 IRG-184(MNP Compnay사 제조) 5wt%를 혼합하여 그라펜양자점 코팅액을 제조하여, 이를 염료감응태양전지의 태양광을 조사받는 광전극 일면에 바코팅법으로 코팅하고, 자외선조사기의 조사를 통하여 경화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 그라펜 양자점을 포함하는 필름층을 구비하는 염료감응태양전지를 제조하였다.
비교예. 종래의 염료감응태양전지의 제조
상기 실시예 2에서 염료감응태양전지의 광전극의 일면에 그라펜양자점 코팅액을 코팅하여 경화시킨 것을 제외하고는 동일하게 하여 염료감응태양전지를 제조하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 준비한 염료감응태양전지의 광전변환 효율을 평가하기 위하여 하기와 같은 방법으로 광전압 및 광전류를 측정하여 광전기적 특성을 관찰하고, 이를 통하여 얻어진 전류밀도(Isc), 전압(Voc), 및 충진계수(fillfactor, ff)를 이용하여 광전변환 효율(ηe)를 하기 수학식 1로 계산하였다.
이때, 광원으로는 제논 램프(Xenon lamp, Oriel)를 사용하였으며, 상기 제논 램프의 태양조건(AM 1.5)은 표준 태양전지를 사용하여 보정하였다.
<수학식 1>
ηe = (Voc × Isc × ff) / (Pine)
상기 수학식 1에서, (Pine)는 100 ㎽/㎠(1 sun)을 나타낸다.
상기와 같이 측정된 값들을 하기 표 1에 나타내었다.
구분 전류밀도(/cm2) 전압(mV) 충진계수(%) 광전변환 효율(%)
실시예 1 17.3 750 61.3 7.95
실시예 2 16.5 748 61.0 7.52
비교예 16.1 744 60.1 7.20
여기서, 본 발명에 따르는 염료감응태양전지 표면코팅액(a)이 태양광의 300 내지 400㎚ 자외선을 흡수하여 가시광선을 발하는 현상을 나타냄을 알 수 있었고(도 2, 3 참조), 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따르는 그라펜양자점을 포함하는 필름층이 형성된 염료감응태양전지는 비교예에 비하여 광전변환효율이 우수함을 알 수 있었는데, 이는 자외선을 가시광선으로 변환할 수 있는 그라펜양자점을 포함하는 필름층에 의해서 태양전지 내부로 진입하는 가시광선의 광량이 증가한 것에 기인하는 것으로 판단된다.
그라펜양자점 101, 필름층 102,
전도성 투명기판 103, 염료가 흡착된 나노산화물층 104,
전해질 105, 밀봉재 106

Claims (12)

  1. 강산에 흑연, 질산나트륨 및 과망간산칼륨을 투입하고 혼합하여 그라펜산화물 전구체를 수득하는 S1단계;
    상기 그라펜산화물 전구체에 산성수용액을 첨가하여 혼합하고, 여과후 그라펜산화물 용액을 얻는 S2단계; 및
    상기 그라펜산화물 용액을 용매에 첨가하고 초음파로 혼합하여 150 내지 250℃로 수열처리하여 그라펜양자점 용액을 수득하는 S3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강산은 염산(HCl), 과염소산(HClO4), 질산(HNO3) 및 황산(H2SO4)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 흑연은 플레이크 형상(flake type)의 편상(片狀)입자 또는 그레인 형상(grain type)의 구상(球狀)입자인 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 흑연 입자는 그 평균지름 1 내지 30 ㎛, 입도분포가 24㎛체 통과량 45% 이상, 그리고 분말도가 비표면적 1000 내지 3000㎠/g인 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 산성수용액은 아세트산, 플루오르산(HF), 시안화수소(HCN), 포름산, 퍼미니산(Fulminic acid), 탄산, 인산 및 과산화수소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나와 물과 혼합된 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매는 N,N,-디메틸메탄아미드(N,N-dimethylmethanamide, DMF), 증류수(D.I. water), 에틸렌글라이콜, 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌카보네이트(ethylene carbonate) 및 메톡시프로피오 니트릴(methoxy propionitrile)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 S3단계에 이어 상기 그라펜양자점 용액과 바인더를 혼합하여 그라펜양자점 코팅액를 제조하는 S4단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 바인더는 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 아크릴레이트계인 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 바인더에는 광중합개시제를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광중합개시제는 벤조인에테르계, 벤조페논계, 아세토페논계 및 시옥산톤계로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지표면 코팅액의 제조방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 태양전지표면 코팅액.
  12. 전도성 투명기판 일면에 적층된 나노산화물층을 구비하는 음극계 제1전극, 상기 나노산화물층에 염료가 흡착되어 형성된 광흡수층, 상기 광흡수층에 대향하여 전도성 기판에 적층된 금속층을 구비하는 양극계 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지에 있어서,
    상기 전도성 투명기판의 적어도 한 면이 제 10 항의 태양전지표면 코팅액으로 도포되어 경화된 필름층을 구비하는 것을 특징으로 하는 염료감응태양전지.
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