KR101493652B1 - Solar cell and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양 전지 및 그 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 구리 및 황을 포함하는 용액을 이용하여 형성된 촉매막을 포함하는 태양 전지 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a solar cell and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a solar cell including a catalyst film formed using a solution containing copper and sulfur, and a method of manufacturing the same.
태양전지는 태양으로부터 방출되는 빛 에너지를 전기에너지로 전환하는 광전 에너지 변환 시스템(photovoltaic energy conversion system)이다. Solar cells are photovoltaic energy conversion systems that convert light energy emitted by the sun into electrical energy.
실리콘 태양전지는 상기 광전 에너지 변환을 위해 실리콘 내에 형성되는 p-n 접합다이오드(p-n junction diode)를 이용하지만, 전자 및 홀의 때이른 재결합(premature recombination)을 방지하기 위해서는, 사용되는 실리콘은 높은 순도 및 낮은 결함을 가져야 한다. 이러한 기술적 요구는 사용되는 재료비용의 증가를 가져오기 때문에, 실리콘 태양전지의 경우, 전력당 제조비용이 높다. 이에 더하여, 밴드갭 이상의 에너지를 갖는 광자들(photons) 만이 전류를 생성하는데 기여하기 때문에, 실리콘 태양전지의 실리콘은 가능한 낮은 밴드갭(bandgap)을 갖도록 도핑된다. 하지만, 이처럼 낮춰진 밴드갭 때문에, 청색광 또는 자외선에 의해 여기된 전자들(excited electrons)은 과도한 에너지를 갖게 되어, 전류생산에 기여하기 보다는 열로써 소모된다. 또한, 광자(photon)가 캡쳐링(capturing)될 가능성을 증가시키기 위해서는, p형 층(p-type layer)은 충분히 두꺼워야 하지만, 이러한 두꺼운 p형 층은 여기된 전자가 p-n 접합에 도달하기 전에 정공과 재결합 할 가능성을 증가시키기 때문에, 실리콘 태양전지의 효율은 대략 7 내지 15% 근방에서 머무른다.Silicon solar cells use pn junction diodes formed in the silicon for the photoelectric energy conversion, but in order to prevent premature recombination of electrons and holes, the silicon used has high purity and low defectiveness . This technical requirement leads to an increase in the cost of material used, and therefore, in the case of silicon solar cells, the manufacturing cost per power is high. In addition, silicon in the silicon solar cell is doped to have as low a bandgap as only photons with energy above the bandgap contribute to the current generation. However, due to this lowered band gap, excited electrons excited by blue light or ultraviolet light have excess energy and are consumed as heat rather than contributing to current production. In addition, in order to increase the likelihood that a photon will be captured, the p-type layer must be sufficiently thick, but this thick p-type layer must be formed before the excited electrons reach the pn junction Because of the increased likelihood of recombining with holes, the efficiency of the silicon solar cell stays at about 7 to 15%.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 대한민국 특허공개공보 10-2013-0102667(출원번호 10-2012-0023636)에는 금속 나노입자들이 함유된 금속 산화물 나노튜브들을 포함하는 반도체 전극층을 이용한 염료 감응형 태양 전지가 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허공보 10-1294835에는 광전변환 효율을 증가시키기 위해 소정 간격을 두어 형성되는 복수개의 돌출부가 구비된 금속산화물층을 포함하는 양자점 감응형 태양 전지가 개시되어 있다.In order to solve such a problem, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0102667 (Application No. 10-2012-0023636) discloses a dye-sensitized solar cell using a semiconductor electrode layer containing metal oxide nanotubes containing metal nanoparticles And Korean Patent Publication No. 10-1294835 discloses a quantum dot sensitive photovoltaic cell including a metal oxide layer having a plurality of protrusions formed at predetermined intervals to increase photoelectric conversion efficiency.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 광전 변환 효율이 향상된 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a solar cell having improved photoelectric conversion efficiency and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 대면적의 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a large area solar cell and a manufacturing method thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 제조 공정이 간소한 태양 전지의 제조 방법을 제공하는 데 있다. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a solar cell having a simple manufacturing process.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 제조 단가가 감소된 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another aspect of the present invention is to provide a solar cell having a reduced manufacturing cost and a manufacturing method thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 가용 기간이 향상된 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a solar cell having an improved usable period and a manufacturing method thereof.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 태양 전지의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method of manufacturing a solar cell.
일 실시 예에 따르면, 상기 태양 전지의 제조 방법은, 제1 기판 상에 광전 변환층을 형성하는 단계, 전극막을 갖는 제2 기판을 준비하는 단계, 구리(Cu) 및 황(S)을 포함하는 용액을 상기 전극막 상에 제공하여, 상기 전극막 상에 구리 황화물을 포함하는 촉매막을 형성하는 단계, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 마주보도록 배치시키고, 상기 촉매막 및 상기 광전 변환층 사이에 전해질 용액을 주입하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the method of manufacturing a solar cell includes the steps of: forming a photoelectric conversion layer on a first substrate; preparing a second substrate having an electrode film; Providing a solution on the electrode film to form a catalyst film containing copper sulfide on the electrode film; and disposing the catalyst film and the photoelectric conversion layer on the first substrate and the second substrate, And injecting an electrolyte solution between the electrodes.
일 실시 예에 따르면, 상기 구리 및 황을 포함하는 용액을 상기 전극막 상에 제공하는 단계는, 상기 구리 및 황을 포함하는 용액을 반응조 내에 준비하는 단계, 상기 반응조 내에 상기 제2 기판을 담그는 단계, 및 상기 제2 기판이 담긴 상기 반응조를 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the step of providing a solution containing copper and sulfur on the electrode film may include preparing a solution containing copper and sulfur in a reaction vessel, immersing the second substrate in the reaction vessel, And heat treating the reaction vessel containing the second substrate.
일 실시 예에 따르면, 상기 구리 및 황을 포함하는 용액은, 구리를 포함하는 첨가물 및 황을 포함하는 첨가물을 일정 부피비로 혼합하여 제조되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the solution containing copper and sulfur may include one prepared by mixing an additive containing copper and an additive containing sulfur in a predetermined volume ratio.
일 실시 예에 따르면, 상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비에 따라서, 상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물의 결정 구조(crystal structure)가 변화하는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the crystal structure of the copper sulfide included in the catalyst layer may vary depending on the volume ratio of the additive including copper and the additive including sulfur.
일 실시 예에 따르면, 상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비에 따라서, 상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물의 입자 사이즈(size)가 조절되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the particle size of the copper sulfide contained in the catalyst film may be controlled depending on the volume ratio of the additive including copper and the additive including sulfur.
일 실시 예에 따르면, 상기 구리를 포함하는 첨가물에 대한 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비가 증가할수록, 상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물의 입자 사이즈가 감소하는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, as the volume ratio of the additive containing sulfur to the additive containing copper is increased, the particle size of the copper sulfide contained in the catalyst film may decrease.
일 실시 예에 따르면, 상기 구리를 포함하는 첨가물의 부피가 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피 이하인 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the volume of the copper-containing additive may be less than or equal to the volume of the additive comprising sulfur.
일 실시 예에 따르면, 상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비는 1:4이고, 상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물은 CuS로 형성되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the volume ratio of the copper-containing additive to the sulfur-containing additive is 1: 4, and the copper sulfide contained in the catalyst film may be formed of CuS.
일 실시 예에 따르면, 상기 광전 변환층은, 상기 제1 기판 상의 전극 입자, 및 상기 전극 입자의 표면에 흡착된 양자점을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the photoelectric conversion layer may include electrode particles on the first substrate and quantum dots adsorbed on the surface of the electrode particles.
일 실시 예에 따르면, 상기 태양 전지의 제조 방법은, 상기 구리 및 황을 포함하는 용액을 상기 전극막 상에 제공하기 전, 상기 전극막을 갖는 상기 제2 기판을 세정 용액으로 초음파 처리하여 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a solar cell includes ultrasonic-treating the second substrate having the electrode film with a cleaning solution before providing a solution containing copper and sulfur on the electrode film As shown in FIG.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 태양 전지를 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a solar cell.
일 실시 예에 따르면, 상기 태양 전지는, 제1 기판 상의 광전 변환층, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 상기 제2 기판 상의 전극막, 상기 전극막 상에 배치되고, 구리 황화물을 포함하는 촉매막, 및 상기 촉매막 및 상기 광전 변환층 사이의 전해질 용액을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the solar cell comprises a photoelectric conversion layer on a first substrate, a second substrate facing the first substrate, an electrode film on the second substrate, an electrode film disposed on the electrode film, And an electrolyte solution between the catalyst film and the photoelectric conversion layer.
일 실시 예에 따르면, 상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물은 CuS를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the copper sulfide contained in the catalyst film may include CuS.
일 실시 예에 따르면, 상기 광전 변환층은, 상기 제1 기판 상의 전극 입자, 및 상기 전극 입자에 흡착된 양자점을 포함하고, 상기 제2 기판은 유리 기판이고, 상기 전극막은 FTO(Fluorine doped Tin Oxide)인 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the photoelectric conversion layer includes electrode particles on the first substrate and quantum dots attracted to the electrode particles, the second substrate is a glass substrate, and the electrode film is made of FTO (Fluorine doped Tin Oxide ). ≪ / RTI >
본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따르면, 제2 기판 상의 전극막 상에 구리 및 황을 포함하는 용액을 제공하여, 상기 전극막 상에 구리 황화물을 포함하는 촉매막이 형성된다. 상기 촉매막으로 인해, 전자가 용이하게 상기 전극막으로 이동할 수 있어, 광전 변환 효율이 향상된 태양 전지 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다. According to the method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention, a solution containing copper and sulfur is provided on an electrode film on a second substrate, and a catalyst film containing copper sulfide is formed on the electrode film. A solar cell having improved photoelectric conversion efficiency because electrons can easily move to the electrode film due to the catalyst film can be provided.
또한, 상기 촉매막은, 구리 및 황을 포함하는 용액이 준비된 반응조에 상기 제2 기판을 담근 후 열처리되는 방법으로, 용이하고 간소하게 형성될 수 있다. 이로 인해, 대면적에 최적화되고, 제조 단가가 감소된 태양 전지 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.In addition, the catalyst film can be easily and simply formed by immersing the second substrate in a reaction vessel provided with a solution containing copper and sulfur, followed by heat treatment. As a result, a solar cell optimized for a large area and reduced in manufacturing cost and a method of manufacturing the solar cell can be provided.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 촉매막의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 FTO 상에 형성된 촉매막을 설명하기 위한 SEM 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 형성된 촉매막의 입자 사이즈를 설명하기 위한 SEM 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 형성된 촉매막의 결정 구조를 설명하기 위한 X선 회절 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 형성된 촉매막을 갖는 태양 전지의 전압-전류밀도 그래프이다.
도 10은 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 형성된 촉매막을 갖는 태양 전지의 수명 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지를 사용하는 태양전지 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지를 사용하는 태양광 발전시스템의 예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 4 are views for explaining a solar cell and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a process of forming a catalyst film according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
6 is a SEM photograph illustrating a catalyst film formed on an FTO according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
7 is a SEM photograph illustrating a particle size of a catalyst film formed according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an X-ray diffraction graph for explaining the crystal structure of a catalyst film formed according to the method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph of voltage-current density of a solar cell having a catalyst film formed according to the method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph for explaining lifetime characteristics of a solar cell having a catalyst film formed according to the manufacturing method of the solar cell according to the embodiment.
11 is a view for explaining a solar cell array using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining an example of a solar power generation system using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Further, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective explanation of the technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, while the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises "or" having "are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof. Also, in this specification, the term "connection " is used to include both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 촉매막의 형성 과정을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a flow chart for explaining a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 4 are views for explaining a solar cell and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention, Is a view for explaining a process of forming a catalyst film according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 기판(100)이 제공된다. 상기 제1 기판(100)은 일면, 및 상기 일면에 대향하는 타면을 포함할 수 있다. 상기 제1 기판(100)은 투명한 전도성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기판(100)은 FTO, ITO 기판일 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 기판(100)은 금속들 또는 금속 합금들 중의 적어도 어느 한가지를 포함하거나, 상기 제1기판(100)은 전도층이 코팅된 유리 또는 전도층이 코팅된 고분자 필름일 수 있다. 상기 제1 기판(100)은 플렉시블(Flexible)할 수 있다.1 and 2, a
상기 제1 기판(100)의 상기 일면 상에 광전 변환층(110)이 형성될 수 있다(S110). 상기 광전 변환층(110)을 형성하기 전, 상기 제1 기판(100)은 염산, 아세톤, 에탄올, 및 탈이온수를 이용하여 초음파 세정될 수 있다. A
상기 광전 변환층(110)을 형성하는 단계는, 상기 제1 기판(100)의 상기 일면 상에 전극 입자들(112)을 형성하는 단계, 및 상기 전극 입자들(112)의 표면에 광 흡수층(114)을 흡착하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the
상기 전극 입자들(112)은 전이 금속 산화물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 입자들(112)은 TiO2, SnO2, ZrO2, SiO2, MgO, Nb2O5, 또는 ZnO 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The
예를 들어, 상기 전극 입자들(112)이 TiO2를 포함하는 경우, 상기 전극 입자들(112)을 형성하는 단계는, Degussa 사의 P-25 3.3g을 용매에 40분간 분산시킨 후 15분간 초음파 처리(sonication)하여 TiO2 페이스트(paste)를 제조하는 단계, 및 제조된 TiO2 페이스트를 상기 제1 기판(100) 상에 3회 스핀 코팅(spin coating) 후 450℃에서 40분간 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 TiO2는 10μm 두께로 형성될 수 있다. For example, when the
상기 광 흡수층(114)은 입사된 태양광을 흡수한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 광 흡수층(114)은 양자점(quantum dot)일 수 있다. 이 경우, 상기 광 흡수층(114)은 CdS, CdSe, ZnS, PbS, PbSe, PbTe, SnS, SnSe, SnTe, Sb2S3, Sb2Se3, AlN, AlP, AlAs, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, Si, 또는 Ge 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 있다.The light
예를 들어, 상기 광 흡수층(114)이 CdS를 포함하는 경우, 상기 광 흡수층(114)을 형성하는 단계는, 상기 전극 입자들(112)이 형성된 상기 제1 기판(100)을 Cd(NO3)2 0.1M 용액에 3분간 담그는 단계, 탈이온수(deionized water)로 30초간 세정하는 단계, Na2S 0.1M 용액에 3분간 담그는 단계, 및 탈이온수로 30초간 세정하는 단계를 단위공정으로 하여, 상기 단위 공정이 5회 반복 수행되는 것을 포함할 수 있다.For example, in the case where the
예를 들어, 상기 광 흡수층(114)이 CdSe를 포함하는 경우, 상기 광 흡수층(114)을 형성하는 단계는, 상기 전극 입자들(112)이 형성된 상기 제1 기판(100)을 Cd(NO3)2 0.03M이 포함된 에탄올에 30초간 담그는 단계, 에탄올로 30초간 세정하는 단계, SeO2 0.03M과 2당량의 NaBH4이 포함된 에탄올에 30초간 담그는 단계, 및 에탄올로 30초간 세정하는 단계를 단위공정으로 하여, 상기 단위 공정이 9회 반복 수행되는 것을 포함할 수 있다. For example, in the case where the
예를 들어, 상기 광 흡수층(114)이 ZnS를 포함하는 경우, 상기 광 흡수층(114)을 형성하는 단계는, 상기 전극 입자들(112)이 형성된 상기 제1 기판(100)을 Zn(CH3COO)2 0.1M용액에 1분간 담그는 단계, 탈이온수로 30초간 세정하는 단계, Na2S 0.1M용액에 1분간 담그는 단계, 및 탈이온수로 30초간 세정하는 단계를 단위 공정으로 하여, 상기 단위 공정이 2회 반복 수행되는 것을 포함할 수 있다.For example, in the case where the
상술된 실시 예와 달리, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 광 흡수층(114)은 염료층일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, unlike the above-described embodiment, the
도 1 및 도 3을 참조하면, 전극막(210)을 갖는 제2 기판(200)이 제공된다. 상기 제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)과 동일한 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기판(200)은 유리 기판일 수 있다. 상기 제2 기판(200)은 일면 및 일면에 대향하는 타면을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 3, a
상기 전극막(210)은 상기 제2 기판(200)의 상기 일면 상에 배치될 수 있다. 상기 전극막(210)은 FTO(Fluorine doped Tin Oxide)일 수 있다. The
구리(Cu) 및 황(S)을 포함하는 용액을 상기 전극막(210) 상에 제공하여, 상기 전극막(210) 상에 촉매막(220)이 형성될 수 있다(S130). 상기 촉매막(220)을 구리 황화물을 포함할 수 있다. A
상기 촉매막(220)을 형성하는 단계는, 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 구리 및 황을 포함하는 용액(310)을 반응조(300) 내에 준비하는 단계, 상기 반응조(300) 내에 상기 전극막(210)을 갖는 상기 제2 기판(200)을 담그는 단계, 및 상기 제2 기판(200)이 단긴 상기 반응조(300)를 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응조(300)는 70℃에서 3시간 동안 열처리될 수 있다. The forming of the
상기 제2 기판(200)이 유리 기판이고, 상기 전극막(210)이 FTO인 경우, 상기 제2 기판(200)을 상기 구리 및 황을 포함하는 용액(310)이 준비된 상기 반응조(300) 내에 담그더라도, 상기 촉매막(220)은 상기 전극막(210) 상에 형성되고, 상기 제2 기판(200)의 상기 타면 상에 형성되지 않을 수 있다.When the
상기 구리 및 황을 포함하는 용액은, 구리를 포함하는 첨가물 및 황을 포함하는 첨가물을 일정 부피비로 혼합하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 구리를 포함하는 첨가물은 CuSO4를 포함할 수 있고, 상기 황을 포함하는 첨가물은 Na2S2O3를 포함할 수 있다. The solution containing copper and sulfur may be prepared by mixing an additive containing copper and an additive containing sulfur in a predetermined volume ratio. For example, additives containing the copper may include CuSO 4, additive containing the sulfur may comprise Na 2 S 2 O 3.
상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비에 따라서, 상기 촉매막(220)에 포함된 상기 구리 황화물의 결정 구조(crystal structure)가 변화될 수 있다. 또한, 상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비에 따라서, 상기 촉매막(220)에 포함된 구리 황화물의 입자 사이즈(size)가 조절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 구리를 포함하는 첨가물에 대한 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비가 증가할수록, 상기 촉매막(220)에 포함된 상기 구리 황화물의 입자 사이즈가 감소될 수 있다. The crystal structure of the copper sulfide contained in the
상기 구리를 포함하는 첨가물의 부피는 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비가 1:4인 경우, 상기 촉매막(220)에 포함된 상기 구리 황화물은 CuS이고, 상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비가 1:2.5인 경우, 상기 촉매막(220)에 포함된 상기 구리 황화물은 Cu1.12S이고, 상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비가 1:1.5인 경우, 상기 촉매막(220)에 포함된 상기 구리 황화물은 Cu1.75S이고, 상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비가 1:1인 경우, 상기 촉매막(220)에 포함된 상기 구리 황화물은 Cu1.8S일 수 있다. The volume of the copper-containing additive may be less than the volume of the additive containing sulfur. For example, when the volume ratio of the copper-containing additive to the sulfur-containing additive is 1: 4, the copper sulfide contained in the
상기 구리 및 황을 포함하는 용액을 상기 전극막(210) 상에 제공하기 전, 상기 전극막(210)을 갖는 상기 제2 기판(200)이 세정 용액으로 초음파 처리되어, 세정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기판(200)은 염산, 아세톤, 에탄올, 및 탈이온수를 이용하여 초음파 세정될 수 있다.The
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200)을 마주보도록 배치시키고, 상기 촉매막(220) 및 상기 광전 변환층(110) 사이에 전해질 용액(250)이 주입될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전해질 용액(250)은 2M의 Na2S, 2M의 S, 및 0.1M의 NaOH가 첨가된 탈이온수를 포함할 수 있다.1 and 4, the
본 발명의 실시 예에 따르면, 구리 황화물을 포함하는 상기 촉매막(220)에 의해 여기된 전자들이 용이하게 상기 전극막(210)으로 이동될 수 있어, 광전 변환 효율이 향상된 태양 전지 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to easily transfer the electrons excited by the
또한, 도 5를 참조하여 설명된 것과 같이, 구리 및 황을 포함하는 용액이 준비된 반응조에 상기 제2 기판(200)을 담근 후 열처리되는 방법으로, 상기 촉매막(220)이 용이하고 간소한 공정으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 대면적에 최적화되고, 제조 단가가 감소된 태양 전지의 제조 방법이 제공될 수 있다.
5, after the
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지에 포함된 촉매막의 제조 예들 및 제조 예들에 따른 촉매막을 포함하는 태양 전지의 특성이 설명된다. Hereinafter, the characteristics of the solar cell including the catalyst film according to the production examples and the production examples of the catalyst film included in the solar cell according to the embodiment of the present invention will be described.
구리를 포함하는 첨가물로 CuSO4를 준비하고, 황을 포함하는 첨가물로 Na2S2O3를 준비하고, 제2 기판으로 FTO가 형성된 유리 기판을 준비하였다. 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예들에 따라, CuSO4와 Na2S2O3의 부피비가 각각 1:4, 1:2.5, 1:1.5, 1:1인 용액을 반응조에 준비하고, 상기 FTO가 형성된 유리 기판을 반응조 내에 담그고 70℃에서 3시간 동안 열처리를 수행하여, FTO 상에 구리 황화물을 포함하는 촉매막을 형성하였다. 상술된 제1 내지 제4 실시 예들에 따라서, 각각 CuS, Cu1.12S, Cu1.75S, 및 Cu1.8S로 표시되는 구리 황화물을 포함하는 촉매막들이 제조되었다. CuSO 4 was prepared as an additive containing copper, Na 2 S 2 O 3 was prepared as an additive containing sulfur, and a glass substrate on which FTO was formed as a second substrate was prepared. According to the first to fourth embodiments of the present invention, CuSO 4 and Na 2 S 2 O 3 in a volume ratio of 1: 4, 1: 2.5, 1: 1.5, and 1: 1, respectively. The glass substrate on which the FTO was formed was immersed in a reaction bath and heat-treated at 70 ° C. for 3 hours To form a catalyst film containing copper sulfide on the FTO. According to the first to fourth embodiments described above, catalyst films including copper sulfide expressed by CuS, Cu 1.12 S, Cu 1.75 S, and Cu 1.8 S, respectively, were produced.
구리 황화물을 갖는 촉매막들이 형성된 후, 제1 내지 제4 실시 예들에 따른 촉매막들과, 2M의 S, 2M의 Na2S, 및 0.1M의 NaOH를 포함하는 전해질을 이용하여, 태양 전지를 제조하였다. After the catalyst films having copper sulfides were formed, the catalyst films according to the first to fourth embodiments and the electrolyte including 2M of S, 2M of Na 2 S, and 0.1M of NaOH were used to form a solar cell .
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 FTO 상에 형성된 촉매막을 설명하기 위한 SEM 사진이다. 6 is a SEM photograph illustrating a catalyst film formed on an FTO according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 도 6의 (a) 내지 (d)는 각각, 상술된 제1 내지 제4 실시 예들에 따라 형성된 촉매막들을 나타낸다. 제1 내지 제4 실시 예들에 따라서, FTO 상에 각각 1.83μm 두께의 CuS, 2.06μm 두께의 Cu1.12S, 2.20μm 두께의 Cu1.75S, 및 2.29μm 두께의 Cu1.8S를 포함하는 촉매막들이 형성된 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, (a) to (d) of FIG. 6 each show catalyst films formed according to the first to fourth embodiments described above. According to the first to fourth embodiments, catalyst films comprising CuS of 1.83 탆 in thickness, Cu 1.12 S of 2.06 탆 thickness, Cu 1.75 S of 2.20 탆 thickness, and Cu 1.8 S of 2.29 탆 thickness on the FTO .
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 형성된 촉매막의 입자 사이즈를 설명하기 위한 SEM 사진이다. 7 is a SEM photograph illustrating a particle size of a catalyst film formed according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 도 6의 (a) 내지 (d)는 각각, 상술된 제1 내지 제4 실시 예들에 따라 형성된 촉매막들을 나타낸다. 상술된 제1 내지 제4 실시 예들에 따라 CuSO4와 Na2S2O3의 부피비가 1:4, 1:2.5, 1:1.5, 및 1:1로 변화될수록, 형성된 구리 황화물의 입자 사이즈가 증가되는 것을 확인할 수 있다. 다시 말하면, 황을 포함하는 첨가물에 대한 구리를 포함하는 첨가물의 부피비가 증가할수록, 촉매막에 포함된 구리 황화물의 입자 사이즈가 증가되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 황을 포함하는 첨가물과 구리를 포함하는 첨가물의 부피비를 조절하는 것이, 촉매막의 입자 사이즈가 조절하는 효과적인 방법임을 알 수 있다. Referring to Fig. 7, Figs. 6 (a) to 6 (d) respectively show catalyst films formed according to the first to fourth embodiments described above. As the volume ratios of CuSO 4 and Na 2 S 2 O 3 are changed to 1: 4, 1: 2.5, 1: 1.5, and 1: 1 according to the first to fourth embodiments described above, , Respectively. In other words, it can be confirmed that as the volume ratio of the additive containing copper to the additive containing sulfur increases, the particle size of the copper sulfide contained in the catalyst film increases. That is, controlling the volume ratio of the additive including sulfur and the additive including copper is an effective method of adjusting the particle size of the catalyst film.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 형성된 촉매막의 결정 구조를 설명하기 위한 X선 회절 그래프이다.FIG. 8 is an X-ray diffraction graph for explaining the crystal structure of a catalyst film formed according to the method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 상술된 제1 내지 제4 실시 예들에 따라 CuSO4와 Na2S2O3의 부피비가 1:4, 1:2.5, 1:1.5, 및 1:1로 변화되는 경우, 촉매막에 포함된 구리 황화물의 결정 구조가 변하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 황을 포함하는 첨가물과 구리를 포함하는 첨가물의 부피비가 변경되는 경우, 촉매막에 포함된 구리 황화물의 결정 구조가 변경되는 것을 확인할 수 있다. 8, when the volume ratios of CuSO 4 and Na 2 S 2 O 3 are changed to 1: 4, 1: 2.5, 1: 1.5, and 1: 1 according to the first to fourth embodiments, It can be confirmed that the crystal structure of the copper sulfide contained in the catalyst film is changed. That is, when the volume ratio of the additive containing sulfur to the additive containing copper is changed, it can be confirmed that the crystal structure of the copper sulfide contained in the catalyst film is changed.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 형성된 촉매막을 갖는 태양 전지의 전압-전류밀도 그래프이다. 9 is a graph of voltage-current density of a solar cell having a catalyst film formed according to the method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 상술된 제1 내지 제4 실시 예들에 따라 제조된 촉매막들을 갖는 태양 전지의 전압에 따른 전류 밀도를 측정하였다. 제1 실시 예에 따라 CuS 촉매막을 갖는 태양 전지의 전류 밀도가 가장 높은 것으로 측정되었으며, 촉매막에 포함된 구리 황화물에서 구리의 비율이 높아질수록, 전류 밀도가 낮아지는 것으로 측정되었다. 구체적으로, 실시 예 1 내지 4에 따른 촉매막들을 갖는 태양 전지들의 합선 전류 밀도, 개방 전압, 곡선인자(Fill Factor), 및 광전 변환 효율은 아래 <표 1>과 같이 측정되었다.Referring to FIG. 9, the current density according to the voltage of the solar cell having the catalyst films manufactured according to the first to fourth embodiments was measured. According to the first embodiment, the current density of the solar cell having the CuS catalyst film was measured to be the highest, and it was measured that the current density was lowered as the proportion of copper in the copper sulfide contained in the catalyst film was increased. Specifically, the short-circuit current density, the open-circuit voltage, the fill factor, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cells having the catalyst films according to Examples 1 to 4 were measured as shown in Table 1 below.
상기 <표 1> 및 도 9에서 알 수 있듯이, 황을 포함하는 첨가물에 대한 구리를 포함하는 첨가물의 비율이 증가할수록, 광전 변환 효율이 감소되는 것을 확인할 수 있으며, 제1 실시 예에 따라, CuSO4와 Na2S2O3의 부피비를 1:4로 하여 형성된 CuS 촉매막을 갖는 태양 전지의 광전 변환 효율이 가장 높은 것을 확인할 수 있다. As can be seen from Table 1 and FIG. 9, as the ratio of the additive including copper to the additive containing sulfur increases, the photoelectric conversion efficiency decreases. According to the first embodiment, CuSO 4 and Na 2 S 2 O 3 in a volume ratio of 1: 4, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell having the CuS catalyst film was the highest.
도 10은 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따라 형성된 촉매막을 갖는 태양 전지의 수명 특성을 설명하기 위한 그래프이다. 10 is a graph for explaining lifetime characteristics of a solar cell having a catalyst film formed according to the manufacturing method of the solar cell according to the embodiment.
도 10을 참조하면, 제1 내지 제4 실시 예들에 따른 촉매막들을 갖는 태양 전지들에, 주사속도(scan rate)는 0.1(V/s), -0.6(V) ~ +0.6(V) 의 potential 범위를 100번 왕복하는 실험을 하였다. 도 10에서 알 수 있듯이, 제1 실시 예에 따른 CuS 촉매막을 갖는 태양 전지의 전류의 변화가 가장 적은 것으로 측정되었으며, 제 4 실시 예에 따른 Cu1.8S 촉매막을 갖는 태양 전지의 전류 변화가 가장 큰 것으로 측정되었다. 다시 말하면, 촉매막에 포함된 구리 황화물에서 구리의 비율이 높아질수록 전류의 변화가 큰 것으로 확인되었다. 제1 실시 예에 따라, CuSO4와 Na2S2O3의 부피비를 1:4로 하여 CuS 촉매막을 갖는 태양 전지가 고안정성 및 장수명 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
10, the solar cells having the catalyst films according to the first to fourth embodiments have scan rates of 0.1 (V / s), -0.6 (V) to +0.6 (V) The potential range was 100 reciprocations. 10, the change in the current of the solar cell having the CuS catalyst film according to the first embodiment was measured to be the smallest, and the change in the current of the solar cell having the Cu 1.8 S catalyst film according to the fourth embodiment was the largest Respectively. In other words, it was confirmed that the change of the current was larger as the proportion of copper in the copper sulfide contained in the catalyst film was increased. According to the first embodiment, the volume ratio of CuSO 4 and Na 2 S 2 O 3 is 1: 4, and it can be confirmed that the solar cell having the CuS catalyst film has high stability and long life.
본 발명의 실시 예에 따른 태양전지의 적용 예가 설명된다. An application example of the solar cell according to the embodiment of the present invention is described.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지를 사용하는 태양전지 어레이를 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining a solar cell array using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 태양전지 어레이(700)는 메인프레임(미도시)에 적어도 하나의 태양전지모듈들(720)을 설치하여 구성될 수 있다. 상기 태양전지 모듈들(720)은 복수의 태양전지(710)를 포함할 수 있다. 상기 태양전지(710)는 본 발명의 실시 예들에 따른 태양전지일 수 있다. 상기 태양전지 어레이(700)는 태양광을 잘 쪼이도록 남쪽을 향해서 일정한 각도를 갖도록 설치될 수 있다.Referring to FIG. 11, the
전술한 태양전지 모듈 또는 태양전지 어레이는 자동차, 주택, 건물, 배, 등대, 교통신호체계, 휴대용 전자기기 및 다양한 구조물상에 배치되어 사용될 수 있다.The above-described solar cell module or solar cell array can be disposed and used on an automobile, a house, a building, a ship, a lighthouse, a traffic signal system, a portable electronic device, and various structures.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지를 사용하는 태양광 발전시스템의 예를 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining an example of a solar power generation system using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 상기 태양광 발전시스템은 상기 태양전지 어레이(700) 및 상기 태양전지 어레이(700)로부터 전력을 공급받아 외부로 송출하는 전력제어장치(800)를 포함할 수 있다. 상기 전력제어장치(800)는 출력장치(810), 축전장치(820), 충방전 제어장치(830), 시스템제어장치(840)를 포함할 수 있다. 상기 출력장치(810)는 전력변환장치(812)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the photovoltaic power generation system may include a
상기 전력변환장치(Power Conditioning System: PCS, 812)는 상기 태양전지 어레이(700)로 부터의 직류전류를 교류전류로 변환하는 인버터일 수 있다. 태양광은 밤에는 존재하지 않고 흐린 날에는 적게 비추기 때문에, 발전전력이 감소할 수 있다. 상기 축전장치(820)는 발전전력이 일기에 따라 변화되지 않도록 전기를 저장할 수 있다. 상기 충방전 제어장치(830)는 상기 태양전지 어레이(700)로 부터의 전력을 상기 축전장치(820)에 저장하거나, 상기 축전장치(820)에 저장된 전기를 상기 출력장치(810)로 출력할 수 있다. 상기 시스템제어장치(840)는 상기 출력장치(810), 상기 축전장치(820) 및 상기 충방전 제어장치(830)를 제어할 수 있다.The power conditioning system (PCS) 812 may be an inverter that converts a direct current from the
전술한 바와 같이, 변환된 교류전류는 자동차, 가정과 같은 다양한 AC 부하(910)로 공급되어 사용될 수 있다. 나아가, 상기 출력장치(810)는 계통연계장치(grid connect system, 814)를 더 포함할 수 있다. 상기 계통연계장치(814)는 다른 전력계통(920)과의 접속을 매개하여, 전력을 외부로 송출할 수 있다.
As described above, the converted alternating current can be supplied to various AC loads 910 such as an automobile, a home, and the like. Furthermore, the
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
100: 제1 기판
110: 광전 변환층
112: 전극 입자
114: 광 흡수층
200: 제2 기판
210: 전극막
220: 촉매막
250: 전해질 용액100: first substrate
110: photoelectric conversion layer
112: Electrode particle
114: light absorbing layer
200: second substrate
210: electrode film
220: catalyst film
250: electrolyte solution
Claims (13)
전극막을 갖는 제2 기판을 준비하는 단계;
구리(Cu) 및 황(S)을 포함하는 용액을 상기 전극막 상에 제공하여, 상기 전극막 상에 구리 황화물을 포함하는 촉매막을 형성하는 단계; 및
상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 마주보도록 배치시키고, 상기 촉매막 및 상기 광전 변환층 사이에 전해질 용액을 주입하는 단계를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
Forming a photoelectric conversion layer on the first substrate;
Preparing a second substrate having an electrode film;
Providing a solution containing copper (Cu) and sulfur (S) on the electrode film to form a catalyst film containing copper sulfide on the electrode film; And
Disposing the first substrate and the second substrate so as to face each other, and injecting an electrolyte solution between the catalyst film and the photoelectric conversion layer.
상기 구리 및 황을 포함하는 용액을 상기 전극막 상에 제공하는 단계는,
상기 구리 및 황을 포함하는 용액을 반응조 내에 준비하는 단계;
상기 반응조 내에 상기 제2 기판을 담그는 단계; 및
상기 제2 기판이 담긴 상기 반응조를 열처리하는 단계를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of providing a solution containing copper and sulfur on the electrode film comprises:
Preparing a solution containing copper and sulfur in a reaction vessel;
Immersing the second substrate in the reaction tank; And
And heat treating the reaction vessel containing the second substrate.
상기 구리 및 황을 포함하는 용액은,
구리를 포함하는 첨가물 및 황을 포함하는 첨가물을 일정 부피비로 혼합하여 제조되는 것을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The solution containing copper and sulfur,
A copper-containing additive, and a sulfur-containing additive in a predetermined volume ratio.
상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비에 따라서, 상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물의 결정 구조(crystal structure)가 변화하는 것을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the crystal structure of the copper sulfide contained in the catalyst film varies depending on the volume ratio of the copper-containing additive and the sulfur-containing additive.
상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비에 따라서, 상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물의 입자 사이즈(size)가 조절되는 것을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein a particle size of the copper sulfide contained in the catalyst film is controlled according to a volume ratio of the additive including copper and the additive including sulfur.
상기 구리를 포함하는 첨가물에 대한 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비가 증가할수록, 상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물의 입자 사이즈가 감소하는 것을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the particle size of the copper sulfide contained in the catalyst film decreases as the volume ratio of the additive containing sulfur to the additive containing copper increases.
상기 구리를 포함하는 첨가물의 부피가 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피 이하인 것을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the amount of the copper-containing additive is less than or equal to the volume of the additive containing sulfur.
상기 구리를 포함하는 첨가물과 상기 황을 포함하는 첨가물의 부피비는 1:4이고,
상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물은 CuS로 형성되는 것을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 3,
The volume ratio of the copper-containing additive to the sulfur-containing additive is 1: 4,
Wherein the copper sulfide contained in the catalyst film is formed of CuS.
상기 광전 변환층은,
상기 제1 기판 상의 전극 입자; 및
상기 전극 입자의 표면에 흡착된 양자점을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the photoelectric conversion layer
Electrode particles on the first substrate; And
And a quantum dot adsorbed on the surface of the electrode particles.
상기 구리 및 황을 포함하는 용액을 상기 전극막 상에 제공하기 전, 상기 전극막을 갖는 상기 제2 기판을 세정 용액으로 초음파 처리하여 세정하는 단계를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising ultrasonic-treating the second substrate having the electrode film with a cleaning solution before providing a solution containing copper and sulfur on the electrode film.
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
상기 제2 기판 상의 전극막;
상기 전극막 상에 배치되고, 구리 황화물을 포함하는 촉매막; 및
상기 촉매막 및 상기 광전 변환층 사이의 전해질 용액을 포함하는 태양 전지.
A photoelectric conversion layer on the first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
An electrode film on the second substrate;
A catalyst film disposed on the electrode film and including copper sulfide; And
And an electrolyte solution between the catalyst film and the photoelectric conversion layer.
상기 촉매막에 포함된 상기 구리 황화물은 CuS를 포함하는 태양 전지.
12. The method of claim 11,
Wherein the copper sulfide contained in the catalyst film comprises CuS.
상기 광전 변환층은, 상기 제1 기판 상의 전극 입자, 및 상기 전극 입자에 흡착된 양자점을 포함하고,
상기 제2 기판은 유리 기판이고,
상기 전극막은 FTO(Fluorine doped Tin Oxide)인 것을 포함하는 태양 전지.12. The method of claim 11,
Wherein the photoelectric conversion layer includes electrode particles on the first substrate and quantum dots adsorbed on the electrode particles,
The second substrate is a glass substrate,
Wherein the electrode film is an FTO (Fluorine doped Tin Oxide).
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|---|---|---|---|
| KR20140068215A KR101493652B1 (en) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Solar cell and method of fabricating the same |
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Citations (3)
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| US20070095389A1 (en) | 2005-11-01 | 2007-05-03 | Cho Sung H | Transparent electrode for solar cells, manufacturing method thereof, and semiconductor electrode comprising the same |
| JP2008226552A (en) | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Electric Power Dev Co Ltd | Dye-sensitized solar cell and manufacturing method therefor |
| JP2012204276A (en) | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Toyota Central R&D Labs Inc | Method for manufacturing dye-sensitized solar cell, dye-sensitized solar cell, and dye-sensitized solar cell module |
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