KR101449746B1 - 압전 소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

압전 소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지 및 이의 제조방법 Download PDF

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한국기계연구원
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Abstract

본 발명의 목적은 압전소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다. 이를 위하여, 본 발명은 제1 금속 전극;상기 제1 금속 전극 상에 형성되는 유연성 압전소자층;상기 유연성 압전소자층 상에 형성되는 제2 금속 전극;상기 제2 금속 전극 상에 형성되는 유연성 태양전지; 및 상기 유연성 태양전지 상에 형성되는 투명전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지를 제공한다. 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 유연성 압전소자층 및 유연성 태양전지를 동시에 구비하여, 일차적으로 태양광이 발생하는 때에는 태양전지에서 태양광을 흡수하여 기전력을 발생시킬 수 있고, 상기 하이브리드 태양전지는 각 구성요소가 모두 유연성을 가져 깃발형태로 제조될 수 있어, 이차적으로는 바람에 의해 펄럭이며 압전소자층에서 기전력을 발생시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 날씨와 시간에 구애받지 않고 기전력을 생성시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

압전 소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지 및 이의 제조방법{Hybrid Solar Cell comprising piezoelectric element layer and the preparing method thereof}
본 발명은 압전 소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 태양광의 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로, 광흡수층으로 사용되는 물질에 따라 다양한 종류로 구분된다. 광흡수층으로 실리콘을 사용하는 태양전지는 실리콘 상(Phase)에 따라 단결정(single crystalline) 실리콘, 다결정(polycrystalline) 실리콘, 비정질(amorphous) 실리콘 태양전지로 분류된다. 이외에도 CdTe나 CIS(CuInSe2)의 화합물 박막 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기 태양전지 등이 있다.
일반적인 태양전지는 투명전극으로 산화아연(ZnO) 박막을 사용하는데, 산화아연 박막은 스퍼터링(Sputtering), 상압 화학기상증착법(APCVD, Atmosphere Pressure Chemical Vapor Deposition), 저압 화학기상증착법(LPCVD, Low Pressure Chemical Vapor Deposition), 유기금속 화학기상증착법(MOCVD, Metal Organic Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 기판에 증착된다.
상기 태양전지는 무한정·무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 불필요하고, 대기 오염이나 폐기물의 발생이 없고, 발전 부위가 반도체 소자이고, 제어부가 전자 부품이므로 기계적인 진동과 소음이 적는 장점이 있다. 또한, 태양 전지의 수명이 최소 20년 이상으로 길고, 발전 시스템을 자동화시키기에 용이하여 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.
그러나, 태양전지는 가격이 비싸 초기 투자비가 많이 들고, 날씨의 영향과 일사량에 따라 전력 공급이 원활하지 못할 수 있으므로 일정한 전력을 공급하기 위해서 별도의 장치가 필요하다는 단점이 있다. 이에, 상기 제시된 문제점들을 해결하기 위한 다양한 연구들이 수행되고 있는 실정이다.
한편, 압전소자(piezoelectric element)는 힘이 가해졌을 때 전압을 발생시키고 전계가 가해졌을 때 기계적인 변형이 일어나는 소자이다. 현재는 세라믹을 재료로 하는 압전세라믹(piezoelectric ceramics)이 가장 많이 사용되고 있으며, 이를 이용한 발전장치가 다양한 구조로 개발되고 있다. 그러나 이러한 압전소자는, 세라믹 재질로 이루어져 있어 외부 충격에 의해 쉽게 파손될 뿐만 아니라 휘어짐이 반복되는 경우에는 쉽게 파손된다는 문제점이 있다. 또한, 적은 양의 압전소자로 큰 출력을 얻을 수 있는 박막 형태의 압전필름(piezoelectric film)의 경우 상기 세라믹 재질로는 그 제조가 용이하지 않은 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 발명자들은 날씨 및 시간에 구애받지 않고 사용가능한 태양전지에 대하여 연구하던 중, 압전소자와 태양전지를 결합하면 시간 및 날씨에 제한되지 않고 기전력이 발생하는 태양전지를 제조할 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 압전소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
이를 위하여, 본 발명은
제1 금속 전극;
상기 제1 금속 전극 상에 형성되는 유연성 압전소자층;
상기 유연성 압전소자층 상에 형성되는 제2 금속 전극;
상기 제2 금속 전극 상에 형성되는 유연성 태양전지; 및
상기 유연성 태양전지 상에 형성되는 투명전극;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지를 제공한다.
또한, 본 발명은
제1 금속 전극 상에 유연성 압전소자층을 형성하는 단계(단계 1);
상기 유연성 압전소자층 상에 제2 금속 전극을 형성하는 단계(단계 2);
상기 제2 금속전극 상에 유연성 태양전지를 형성하는 단계(단계 3); 및
상기 유연성 태양전지 상에 투명전극을 형성하는 단계(단계 4);
를 포함하는 압전 소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 유연성 압전소자층 및 유연성 태양전지를 동시에 구비하여, 일차적으로 태양광이 발생하는 때에는 태양전지에서 태양광을 흡수하여 기전력을 발생시킬 수 있고, 상기 하이브리드 태양전지는 각 구성요소가 모두 유연성을 가져 깃발형태로 제조될 수 있어, 이차적으로는 바람에 의해 펄럭이며 압전소자층에서 기전력을 발생시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 날씨와 시간에 구애받지 않고 기전력을 생성시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지를 나타낸 모식도이고;
도 2는 본 발명에 따른 깃발형태의 하이브리드 태양전지를 나타낸 모식도이다.
본 발명은
제1 금속 전극;
상기 제1 금속 전극 상에 형성되는 유연성 압전소자층;
상기 유연성 압전소자층 상에 형성되는 제2 금속 전극;
상기 제2 금속 전극 상에 형성되는 유연성 태양전지; 및
상기 유연성 태양전지 상에 형성되는 투명전극;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 태양전지를 제공한다.
종래의 태양전지는 야간이나 우천, 안개, 흐린 날 등에는 발전이 불가능한 단점이 있었다. 다시 말해, 일조시간 및 일조량에 민감하여 일 평균 6 내지 7 시간동안만 발전이 가능하였다.
그러나, 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 유연성 압전소자층 및 유연성 태양전지를 동시에 구비하여, 일차적으로 태양광이 발생하는 때에는 태양전지에서 태양광을 흡수하여 기전력을 발생시킬 수 있고, 상기 하이브리드 태양전지는 각 구성요소가 모두 유연성을 가져 깃발형태로 제조될 수 있어, 이차적으로는 바람에 의해 펄럭이며 압전소자층에서 기전력을 발생시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 날씨와 시간에 구애받지 않고 기전력을 생성시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지를 도 1을 참조하여 구성요소별로 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지의 구성요소를 나타낸 모식도이다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 제1 금속 전극, 상기 제1 금속 전극 상에 형성되는 유연성 압전소자층 및 상기 유연성 압전소자층 상에 형성되는 제2 금속 전극을 포함한다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속 전극은 금, 은, 백금, 알루미늄, ITO, PEDOT:PSS, 그래핀, 탄소나노튜브 및 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하나, 상기 유연성 압전소자층으로부터 생성된 기전력을 전달할 수 있는 전도성 물질이라면 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 제1 및 제2 금속전극의 두께는 5 내지 100 nm인 것이 바람직하다. 상기 제1 및 제2 금속전극의 두께는 5 nm 미만인 경우 공정상 상기 두께로 형성시키 어려운 문제점이 있고, 100 nm를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 상기 제1 및 제2 금속 전극 사이의 유연성 압전소자층을 포함한다. 상기 유연성 압전소자층은 유연성을 가지므로 유연성 기판의 역할을 할 수 있고, 또한 바람에 의해 펄럭이며 휘어짐으로써 나노 제너레이터(Nanogenerator)의 역할을 하여, 기전력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 태양광이 존재하지 않는 밤이나 흐린 날인 경우에도 바람에 의해 기전력을 발생시킬 수 있다. 나아가, 유연성 압전소자층 상부에 형성되는 유연성 태양전지에 산소 및 수분이 공급되어 태양전지의 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있는 투습, 투산소 방지 보호막의 역할을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지에 있어서, 상기 유연성 압전소자층은 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF, polyvinlidene fluoride), 산화아연(ZnO, zinc oxide), PZT(Lead zirconate titanate), 산화탄이타늄화 바륨(BaTiO3), 산화타이타늄화 납(PbTiO3), 산화나이오븀화 칼륨(KNbO3), 산화나이오븀화 리튬(LiNbO3), 산화탄탈륨화 리튬(LiTaO3) 및 산화텅스텐화 나트륨(Na2WO3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하나, 압전특성을 갖는 물질이라면 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 유연성 압전소자층의 두께는 1 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 유연성 압전소자층의 두께가 1 ㎛ 미만으로 유연성 압전소자층을 형성하기 어려운 문제점이 있고, 100 ㎛를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 상기 제2 금속 전극 상에 형성되는 유연성 태양전지를 포함한다. 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 상기 유연성 태양전지를 포함함으로써 낮시간 동안 태양광을 흡수하여 기전력을 생성시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 유연성 압전소자층 및 유연성 태양전지를 동시에 구비하여 날씨와 시간에 구애받지 않고 기전력을 생성시킬 수 있다.
이때, 상기 유연성 태양전지는 유기 태양전지 또는 무기 태양전지인 것이 바람직하나, 박막형으로 제조되어 유연성을 가질 수 있는 구조의 태양전지라면 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 유연성 태양전지의 두께는 1 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 유연성 태양전지의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우 유연성 태양전지층을 형성하기 어렬운 문제점이 있고, 100 ㎛를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 상기 유연성 태양전지 상에 형성되는 투명전극을 포함한다.
상기 투명전극은 상기 유연성 태양전지의 표면에 형성되는 광투과율이 높은 박막 전극으로, 상기 투명전극을 통과한 태양광에 의해 태양전지에서 발생한 기전력을 수집하는 역할을 한다.
이때, 상기 투명전극은 ITO, PEDOT:PSS, 그래핀(graphene), 은(Ag) 및 나노와이어(nanowire)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하나, 유연성을 가지며 투명전극으로 사용가능한 물질이라면 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 투명전극의 두께는 5 내지 100 nm인 것이 바람직하다. 상기 투명전극의 두께가 5 nm 미만으로는 형성하기 어려운 문제점이 있고, 100 nm를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 상기 투명전극 상에 형성되는 보호막을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보호막은 하부의 투명전극 및 태양전지 등을 외부의 충격으로부터 보호하고, 투습 및 투산소 방지 보호막의 역할을 수행하기 위하여 형성되는 층으로 고분자로 제조되어 유연성을 가질 수 있다.
이때, 상기 보호막은 에폭시(epoxy), 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylenevinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane) 및 폴리이미드(PI, polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하나, 유연성을 갖는 고분자라면 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 보호막의 두께는 1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 보호막의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우 보호막의 두께가 얇아 투명전극이 외부의 충격으로부터 충분히 보호되지 않고, 투습, 투산소 방지 보호막의 역할을 수행하기 어려운 문제점이 있고, 10 ㎛를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 상기 보호막 상부에 포함되는 발광소자를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 발광소자를 포함함으로써, 태양전지 및 압전소자층으로부터 생성된 기전력을 이용하여 발광장치로 사용될 수 있다. 필요에 따라 적절한 형태로 배치된 발광소자를 통해 현수막 형태의 옥외광고 및 조명 등으로 사용가능하다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 깃발형으로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 하이브리드 태양전지는 각 구성요소가 모두 유연성을 가져 깃발형태로 제조될 수 있어, 바람에 의해 펄럭이며 압전소자층에서 기전력을 발생시킬 수 있다.
본 발명은
제1 금속 전극 상에 유연성 압전소자층을 형성하는 단계(단계 1);
상기 유연성 압전 필름 상에 제2 금속 전극을 형성하는 단계(단계 2);
상기 제2 금속전극 상에 유연성 태양전지를 형성하는 단계(단계 3); 및
상기 유연성 태양전지 상에 투명전극을 형성하는 단계(단계 4);
를 포함하는 하이브리드 태양전지의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1은 제1 금속 전극 상에 유연성 압전소자층을 형성하는 단계이다. 제 1 금속 전극 상에 형성되는 상기 유연성 압전소자층은 필름형태로 제조되어 금속 전극 상에 부착될 수 있으며, 이때 상기 압전소자층은 유연성을 가지므로 유연성 기판의 역할을 할 수 있고, 또한 바람에 의해 펄럭이며 휘어짐으로써 나노 제너레이터(Nanogenerator)의 역할을 하여, 기전력을 발생시킬 수 있다. 또한, 유연성 압전소자층 상부에 형성되는 유연성 태양전지에 산소 및 수분이 공급되어 태양전지의 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있는 투습, 투산소 방지 보호막의 역할을 수행할 수 있다.
이때, 상기 유연성 압전소자층은 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF, polyvinlidene fluoride), 산화아연(ZnO, zinc oxide), PZT(Lead zirconate titanate), 산화탄이타늄화 바륨(BaTiO3), 산화타이타늄화 납(PbTiO3), 산화나이오븀화 칼륨(KNbO3), 산화나이오븀화 리튬(LiNbO3), 산화탄탈륨화 리튬(LiTaO3) 및 산화텅스텐화 나트륨(Na2WO3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하나, 압전특성을 갖는 물질이라면 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 유연성 압전소자층은 1 내지 100 ㎛의 두께로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 유연성 압전소자층의 두께가 1 ㎛ 미만으로 유연성 압전소자층을 형성하기 어려운 문제점이 있고, 100 ㎛를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 단계 2는 상기 유연성 압전 필름 상에 제2 금속 전극을 형성하는 단계이다.
상기 제2 금속 전극은 상기 압전 필름 및 이후의 단계에서 증착되는 유연성 태양전지 사이를 분리하는 역할을 수행하고, 또한 상기 압전소자층 및 태양전지에서 발생한 기전력을 전달하는 역할을 한다.
이때, 상기 제1 및 제2 금속전극은 금, 은, 백금, 알루미늄, ITO, PEDOT:PSS, 그래핀, 탄소나노튜브 및 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하나, 상기 유연성 압전소자층으로부터 생성된 기전력을 전달할 수 있는 전도성 금속이라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속전극은 5 nm 내지 100 nm의 두께로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 제1 및 제2 금속전극의 두께는 5 nm 미만인 경우 공정상 상기 두께로 형성시키 어려운 문제점이 있고, 100 nm를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 단계 3은 상기 제2 금속전극 상에 유연성 태양전지를 형성하는 단계이다.
상기 유연성 태양전지는 유기태양전지 또는 무기 태양전지일 수 있으나, 유연성을 가질 수 있는 박막형 태양전지라면 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 유연성 태양전지는 스퍼터링(Sputtering), 상압 화학기상증착법(APCVD, Atmosphere Pressure Chemical Vapor Deposition), 저압 화학기상증착법(LPCVD, Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 및 유기금속 화학기상증착법(MOCVD, Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등의 방법을 이용하여 상기 제2 금속 기판상에 증착될 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 유연성 태양전지의 두께는 1 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 유연성 태양전지의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우 유연성 태양전지층을 형성하기 어렬운 문제점이 있고, 100 ㎛를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 단계 4는 상기 유연성 태양전지 상에 투명전극을 형성하는 단계이다.
상기 투명전극은 상기 유연성 태양전지의 표면에 형성되는 광투과율이 높은 박막 전극으로, 상기 투명전극을 통과한 태양광에 의해 태양전지에서 발생한 기전력을 수집하는 역할을 한다.
이때, 상기 투명전극은 ITO, PEDOT:PSS, 그래핀(graphene), 은(Ag) 및 나노와이어(nanowire)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종을 상기 유연성 태양전지 상에 코팅하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 투명전극은 유연성을 가지며 투명전극으로 사용가능한 물질이라면 사용가능하며 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 투명전극의 두께는 5 내지 100 nm인 것이 바람직하다. 상기 투명전극의 두께가 5 nm 미만으로는 형성하기 어려운 문제점이 있고, 100 nm를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 유연성 태양전지 상에 투명전극을 형성한 후 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보호막은 하부의 투명전극 및 태양전지 등을 보호하기 위하여 형성되는 층으로 고분자로 제조되어 상기 투명전극 상에 코팅될 수 있다.
이때, 상기 보호막은 에폭시(epoxy), 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylenevinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane) 및 폴리이미드(PI, polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하나, 유연성을 갖는 고분자라면 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 보호막은 1 내지 10 ㎛의 두께로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 보호막의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우 보호막의 두께가 얇아 투명전극이 외부의 충격으로부터 충분히 보호되지 않을 수 있는 문제점이 있고, 10 ㎛를 초과하는 경우 최종적으로 제조되는 하이브리드 태양전지의 두께가 두꺼워져 유연성을 가지며 구부러지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 보호막 상에 발광소자를 구비하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 발광소자를 포함함으로써, 태양전지 및 압전소자층으로부터 생성된 기전력을 이용하여 발광장치로 사용될 수 있다. 필요에 따라 적절한 형태로 배치된 발광소자를 통해 현수막 형태의 옥외광고 및 조명 등으로 사용가능하다.
나아가, 본 발명은 상기의 하이브리드 태양전지를 포함하는 현수막을 제공한다(도 2 참조).
본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 유연성 압전소자층 및 유연성 태양전지를 동시에 구비하여, 일차적으로, 태양광이 발생하는 때에는 태양전지에서 태양광을 흡수하여 기전력을 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 하이브리드 태양전지를 구성하는 각 구성요소가 모두 유연성을 가져 깃발형태로 제조될 수 있어, 이차적으로는 바람에 의해 펄럭이며 압전소자층에서 기전력을 발생시킬 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 하이브리드 태양전지는 날씨와 시간에 구애받지 않고 기전력을 생성시킬 수 있어, 발광소자를 장착하여 옥외광고로 사용가능한 현수막을 제조할 수 있다.

Claims (18)

  1. 제1 금속 전극; 상기 제1 금속 전극 상에 형성되는 유연성 압전소자층; 상기 유연성 압전소자층 상에 형성되는 제2 금속 전극; 상기 제2 금속 전극 상에 형성되는 유연성 태양전지; 상기 유연성 태양전지 상에 형성되는 투명전극; 및, 상기 투명전극 상에 형성되는 보호막을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 금속 전극은 금, 은, 백금, 알루미늄, ITO, PEDOT:PSS, 그래핀, 탄소나노튜브 및 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
    상기 제1 및 제2 금속전극의 두께는 5 내지 100 nm으로 형성되며,
    상기 유연성 압전소자층은 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF, polyvinlidene fluoride), 산화아연(ZnO, zinc oxide), PZT(Lead zirconate titanate), 산화탄이타늄화 바륨(BaTiO3), 산화타이타늄화 납(PbTiO3), 산화나이오븀화 칼륨(KNbO3), 산화나이오븀화 리튬(LiNbO3), 산화탄탈륨화 리튬(LiTaO3) 및 산화텅스텐화 나트륨(Na2WO3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
    상기 유연성 압전소자층의 두께는 1 내지 100 ㎛이며,
    상기 유연성 태양전지의 두께는 1 내지 100 ㎛이며,
    상기 투명전극은 ITO, PEDOT:PSS, 그래핀(graphene), 은(Ag) 및 나노와이어(nanowire)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
    상기 투명전극의 두께는 5 내지 100 nm이며,
    상기 보호막은 에폭시(epoxy), 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylenevinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane) 및 폴리이미드(PI, polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
    상기 보호막의 두께는 1 내지 10 ㎛이며,
    상기 제1 및 제2 금속전극, 상기 유연성 압전소자층, 상기 유연성 태양전지, 상기 투명전극 및 보호막은 모두 깃발 형태로 제조되는 것
    을 특징으로 하는 압전소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막 상부에 포함되는 발광소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유연성 태양전지는 유기 태양전지 또는 무기 태양전지인 것을 특징으로 하는 압전소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1 금속 전극 상에 유연성 압전소자층을 형성하는 단계; 상기 유연성 압전 필름 상에 제2 금속 전극을 형성하는 단계; 상기 제2 금속전극 상에 유연성 태양전지를 형성하는 단계; 상기 유연성 태양전지 상에 투명전극을 형성하는 단계; 및, 상기 투명전극 상에 보호막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 금속 전극은 금, 은, 백금, 알루미늄, ITO, PEDOT:PSS, 그래핀, 탄소나노튜브 및 나노와이어로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
    상기 제1 및 제2 금속전극의 두께는 5 내지 100 nm으로 형성되며,
    상기 유연성 압전소자층은 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF, polyvinlidene fluoride), 산화아연(ZnO, zinc oxide), PZT(Lead zirconate titanate), 산화탄이타늄화 바륨(BaTiO3), 산화타이타늄화 납(PbTiO3), 산화나이오븀화 칼륨(KNbO3), 산화나이오븀화 리튬(LiNbO3), 산화탄탈륨화 리튬(LiTaO3) 및 산화텅스텐화 나트륨(Na2WO3)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
    상기 유연성 압전소자층의 두께는 1 내지 100 ㎛이며,
    상기 유연성 태양전지의 두께는 1 내지 100 ㎛이며,
    상기 투명전극은 ITO, PEDOT:PSS, 그래핀(graphene), 은(Ag) 및 나노와이어(nanowire)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
    상기 투명전극의 두께는 5 내지 100 nm이며,
    상기 보호막은 에폭시(epoxy), 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylenevinyl acetate), 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane) 및 폴리이미드(PI, polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
    상기 보호막의 두께는 1 내지 10 ㎛이며,
    상기 제1 및 제2 금속전극, 상기 유연성 압전소자층, 상기 유연성 태양전지, 상기 투명전극 및 보호막은 모두 깃발 형태로 제조하는 것
    을 특징으로 하는 압전소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지의 제조방법.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 보호막 상에 발광소자를 구비하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자층을 포함하는 하이브리드 태양전지의 제조방법.
  18. 삭제
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