KR101510658B1 - 염료감응 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 염료감응 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히 가혹한 외부환경에 노출되어져 운용되는 태양전지에서 전해질이 쉽게 기밀부위로부터 쉽게 휘발하는 것을 막아 내구수명을 연장할 수 있고, 수분과 가스에 대한 밀봉효과가 뛰어나며, 낮은 온도에서 가공이 용이하며, 외부충격이나 손상에 대하여 저항성을 가지고, 높은 강도를 가지는 기밀을 제공하여 태양전지의 수명을 연장하고 내구성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있는 염료감응 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유리 프릿, 태양전지, 염료감응

Description

염료감응 태양전지 및 그 제조방법 {Dye-Sensitized Solar Cell and Method for Preparing the Same}
본 발명은 염료감응 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 가혹한 외부환경에 노출되어져 운용되는 태양전지에서 전해질이 쉽게 기밀부위로부터 쉽게 휘발하는 것을 막아 내구수명을 연장할 수 있고, 수분과 가스에 대한 밀봉효과가 뛰어나며, 낮은 온도에서 가공이 용이하며, 외부충격이나 손상에 대하여 저항성을 가지고, 높은 강도를 가지는 기밀을 제공하여 태양전지의 수명을 연장하고 내구성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있는 염료감응 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
1991년도 스위스 국립 로잔 고등기술원(EPFL)의 마이클 그라첼(Michael Gratzel) 연구팀에 의해 염료감응 나노입자 산화티타늄 태양전지가 개발된 이후 이 분야에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 염료감응태양전지는 기존의 실리콘계 태양전지에 비해 제조단가가 현저기 낮기 때문에 기존의 비정질 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 가능성을 가지고 있으며, 실리콘 태양전지와 달리 염료감응태양전지는 가시광선을 흡수하여 전자-홀 쌍을 생성할 수 있는 염료분자와, 생성된 전자 를 전달하는 전이금속 산화물을 주 구성 재료로 하는 광전기화학적 태양전지이다.
일반적인 염료감응 태양전지의 단위 셀 구조는 상, 하부 투명한 기판과 그 투명기판의 표면에 각각 형성되는 도전성 투명전극을 기본으로 하여, 제1전극에 해당하는 일 측의 도전성 투명전극위에는 그 표면에 염료가 흡착된 전이금속 산화물 다공질 층이 형성되어지고, 제2전극에 해당하는 타 측 도전성 투명전극 위에는 촉매박막전극이 형성되어지며, 상기 전이금속 산화물, 예를 들면 TiO2, 다공질 전극과 촉매박막전극 사이에는 전해질이 충진되어지는 구조를 가진다.
따라서 이러한 제1전극과 제2전극 사이에 충진되는 전해질을 안정적으로 유지하기 위하여 제1전극과 제2전극 사이에는 열가소성 고분자 필름을 두고 가열 압착 공정을 실시하여 이들을 접합시키고, 이를 통하여 상기 제1전극과 제2전극 사이에 전해질이 주입되어 보관될 수 있는 일정한 공간을 형성하여 유지하게 된다.
그러나 상기 열가소성 고분자 필름의 경우는 그 구조가 치밀하지 못하여 고온, 강열한 햇빛, 열싸이클링 등에 의하여 쉽게 열화되며, 전해질이 밤/낮 또는 겨울/여름 등의 열싸이클링을 통하여 미세하게 휘발하여 태양전지의 효율을 떨어뜨리고, 마침내는 수명을 다하게 만드는 요인이 되며, 고분자 필름의 가지는 기계적 강도의 한계로 인하여 외부의 충격 등에 의하여 쉽게 손상이 되는 문제점이 있으며, 이와 같은 문제는 태양전지의 수명을 떨어뜨려 그 내구성에 치명적인 문제가 되고 있는 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 가혹한 외부환경에 노출되어져 운용되는 태양전지에서 전해질이 쉽게 기밀부위로부터 쉽게 휘발하는 것을 막아 내구수명을 연장할 수 있고, 수분과 가스에 대한 밀봉효과가 뛰어나며, 낮은 온도에서 가공이 용이하며, 외부충격이나 손상에 대하여 저항성을 가지고, 높은 강도를 가지는 기밀을 제공하여 태양전지의 수명을 연장하고 내구성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있는 염료감응 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은
염료를 포함하는 다공질 막을 일 측에 가지는 투광판으로 이루어진 제1전극과 상기 제1전극에 대향하여 배치되는 제2전극으로 이루어지고 이들 전극 사이에 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지에 있어서,
상기 전해질은 상기 제1전극과 제2전극을 일정간격으로 이격하여 기밀하는 유리 프릿 소성체에 의하여 형성되는 공간에 충진되고,
상기 유리 프릿 소성체는 P2O5 0 ~ 30 몰%; V2O5 0 ~ 50 몰%; ZnO 0 ~ 20 몰%; BaO 0 ~ 15 몰%; As2O3 0 ~ 20 몰%; Sb2O3 0 ~ 20 몰%; In2O3 0 ~ 5 몰%; Fe2O3 0 ~ 10 몰%; Al2O3 0 ~ 5 몰%; B2O3 0 ~ 20 몰%; Bi2O3 0 ~ 10 몰%; 및 TiO2 0 ~ 10 몰%를 함유하는 유리 프릿을 도포하여 소성한 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 제공한다.
또한 본 발명은
염료를 포함하는 다공질 막을 일 측에 가지는 투광판으로 이루어진 제1전극과 상기 제1전극에 대향하여 배치되는 제2전극으로 이루어지고 이들 전극 사이에 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지의 제조방법에 있어서,
상기 제1전극과 제2전극사이의 결합면에 P2O5 0 ~ 30 몰%; V2O5 0 ~ 50 몰%; ZnO 0 ~ 20 몰%; BaO 0 ~ 15 몰%; As2O3 0 ~ 20 몰%; Sb2O3 0 ~ 20 몰%; In2O3 0 ~ 5 몰%; Fe2O3 0 ~ 10 몰%; Al2O3 0 ~ 5 몰%; B2O3 0 ~ 20 몰%; Bi2O3 0 ~ 10 몰%; 및 TiO2 0 ~ 10 몰%를 함유하는 유리 프릿을 도포하고, 이를 소성하여 상기 제1전극과 제2전극을 일정간격으로 이격하여 기밀하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 염료감응 태양전지 및 그 제조방법에 의하면, 유리 프릿 소성체에 의한 기밀을 통하여 전해질의 손실을 막고, 기계적 강도를 확보할 수 있으므로 가혹한 외부환경에 노출되어져 운용되는 태양전지에서 전해질이 쉽게 기밀부위로부터 쉽게 휘발하는 것을 막아 내구수명을 연장할 수 있고, 수분과 가스에 대한 밀봉효과가 뛰어나며, 낮은 온도에서 가공이 용이하며, 태양전지에 가해지는 외부충격이 나 손상에 대하여 저항성을 가지고, 높은 강도를 가지는 기밀을 제공하여 태양전지의 수명을 연장하고 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 자세히 설명한다.
본 발명은 염료감응 태양전지에 관한 것으로 염료를 포함하는 다공질 막(13)을 일 측에 가지는 투광판(11)으로 이루어진 제1전극(10)과 상기 제1전극(10)에 대향하여 배치되는 제2전극(20)으로 이루어지고 이들 전극 사이에 전해질(30)을 포함하는 염료감응 태양전지에 있어서, 상기 전해질(30)은 상기 제1전극(10)과 제2전극(20)을 일정간격으로 이격하여 기밀하는 유리 프릿 소성체(40)에 의하여 형성되는 공간에 충진되고, 상기 유리 프릿 소성체는 P2O5 0 ~ 30 몰%; V2O5 0 ~ 50 몰%; ZnO 0 ~ 20 몰%; BaO 0 ~ 15 몰%; As2O3 0 ~ 20 몰%; Sb2O3 0 ~ 20 몰%; In2O3 0 ~ 5 몰%; Fe2O3 0 ~ 10 몰%; Al2O3 0 ~ 5 몰%; B2O3 0 ~ 20 몰%; Bi2O3 0 ~ 10 몰%; 및 TiO2 0 ~ 10 몰%를 함유하는 유리 프릿을 도포하여 소성한 것을 특징으로 하여 구성된다.
이에 대하여 이하 도면을 참고하여 자세하게 설명한다.
일반적인 염료감응 태양전지는 상기 기술한 바와 같이 염료를 포함하는 다공 질 막(13)을 일 측에 가지는 투광판(11)으로 이루어진 제1전극(10)과 상기 제1전극(10)에 대향하여 배치되는 제2전극(20)과, 이들 전극 사이에 전해질(30)을 포함하여 구성되어진다. 본 발명의 경우는 이와 같은 제1전극과 제2전극사이에 전해질을 장기간 안정적으로 보관하도록 하기 위하여 제1전극과 제2전극을 이격하여 배치하고 이들 사이의 공간을 저온 소성이 가능하며, 기밀밀봉이 가능한 특정의 유리 프릿 소성체에 의하여 기밀하고 이와 같이 형성되어진 기밀공간에 전해질이 채워지도록 하는 것이다. 이에 대한 구체적인 예는 도 1 내지 도 9에 도시한 바와 같으며, 구체적인 예에 대한 상세한 설명은 아래에 기술하도록 한다.
상기 다공질 막은 염료가 결합(흡착)되는 공지의 다양한 다공질막이 이에 해당하고 이에 대한 구체적인 예로는 전이금속 산화물 다공질, 예를 들면 10 내지 15 nm크기의 TiO2를 도포하고 이를 소성하여 얻는 다공질 막을 들 수 있다. 상기 다공질막이 형성되는 투광판은 반드시 평판을 한정하는 것은 아니고 굴곡면을 가지는 판도 이에 포함될 수 있고, 가시광선 또는 이를 벗어나는 일정한 파장 대의 웨이브를 투과시키는 물질, 예를 들면 유리로 이루어진 판 등을 포함하여 태양전지에 적용되는 공지의 다양한 투광판이 이에 포함될 수 있고, 바람직하게는 전도성을 가지는 것이 전극으로서 역할을 수행하기 위하여 좋다. 이에 대한 구체적인 예로 상기 투광판은 공지의 투광유리, 투광수지, PET, ITO 또는 FTO 등이 이에 해당할 수 있고, 전도성을 띄게 하기 위하여 상기 재질에 추가하여 상기 다공질 막과 판 사이에 선택적으로 전도성 필름 또는 코팅층(ITO, FTO 또는 전도성 고분자)을 추가로 더 포함하도록 구성할 수 있다. 상기 제1전극의 반대편에 짝으로 이루어 대향하여 배치되는 제2전극으로는 공지의 태양전지 제2전극으로 적용되는 판이 이에 포함될 수 있으며, 반드시 평판을 한정하는 것은 아니고 굴곡면을 가지는 판도 이에 포함될 수 있고, 가시광선 또는 이를 벗어나는 일정한 파장 대의 웨이브를 투과시키는 물질로 이루어지는 것이 좋고, 이를 위하여 공지의 투광유리, 투광수지, PET, ITO 또는 FTO 등의 재질로 이룰 구성할 수 있고, 바람직하게는 전도성을 띄게 하기 위하여 상기 재질에 선택적으로 전도성 필름 또는 코팅층(ITO, FTO 또는 전도성 고분자)을 추가로 더 포함하도록 구성할 수 있으며, 태양광의 흡수효율을 높이고, 반응의 활성화를 위하여 백금 등의 촉매금속층을 제1전극측 최외곽면에 더 포함하도록 할 수 있다.
또한 상기 유리 프릿 소성체는 기판 사이에 유리 프릿을 함유하는 유리 프릿 페이스트를 가장자리를 따라 도포하고 이를 소성하여 기밀이 이루어지는 고형체로 형성한 것으로 본 발명의 유리 프릿은 P2O5 0 ~ 30 몰%; V2O5 0 ~ 50 몰%; ZnO 0 ~ 20 몰%; BaO 0 ~ 15 몰%; As2O3 0 ~ 20 몰%; Sb2O3 0 ~ 20 몰%; In2O3 0 ~ 5 몰%; Fe2O3 0 ~ 10 몰%; Al2O3 0 ~ 5 몰%; B2O3 0 ~ 20 몰%; Bi2O3 0 ~ 10 몰%; 및 TiO2 0 ~ 10 몰%를 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 유리 프릿 페이스트 조성물은 a) 상기 유리 프릿, b) 유기 바인더, 및 c) 유기용매를 포함할 수 있다. 바람직하기로는 a) 상기 유리 프릿 60 내지 90 중량부, b) 유기 바인더 0.1 내지 5 중량부, c) 유기용매 5 내지 35 중량부를 포함하 는 것이 좋다.
상기 유리 프릿은 P2O5 10 ~ 25 몰%; V2O5 40 ~ 50 몰%; ZnO 10 ~ 20 몰%; BaO 1 ~ 15 몰%; Sb2O3 1 ~ 10 몰%; Fe2O3 1 ~ 10 몰%; Al2O3 0.1 ~ 5 몰%; B2O3 0.1 ~ 5 몰%; Bi2O3 1 ~ 10 몰%; 및 TiO2 0.1 ~ 5 몰%를 함유하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하기로는 P2O5 15 ~ 20 몰%; V2O5 40 ~ 50 몰%; ZnO 10 ~ 20 몰%; BaO 5 ~ 10 몰%; Sb2O3 3 ~ 7 몰%; Fe2O3 5 ~ 10 몰%; Al2O3 0.1 ~ 5 몰%; B2O3 0.1 ~ 5 몰%; Bi2O3 1 ~ 5 몰%; 및 TiO2 0.1 ~ 5 몰%를 포함하는 것이 좋다.
본 발명을 구성하는 유리 프릿 성분의 함량은 상기 범위를 벗어날 경우 유리화가 되지 않거나, 내수성이 현저히 떨어지거나, 레이저 소성이 이루어지지 않는 경향이 있다.
특히, 상기 ZnO의 함량이 20 몰%를 초과하는 경우에는 결정상이 석출되어 봉착이 어려워지는 문제점이 있으며, 상기 BaO의 함량이 15 몰%를 초과하는 경우에는 유리가 불안정하여 실투가 발생할 수 있다.
또한 상기 프릿 중 Al2O3는 5 몰%를 초과하는 경우에는 유리가 불안정하게 되며, 상기 B2O3의 함량이 20 몰%를 초과하게 되면 연화 온도가 500 ℃를 초과하게 되어 저온봉착이 어려워지기 때문이다.
또한 상기 Bi2O3의 함량이 10 몰%를 초과하는 경우 열팽창계수가 높아져 봉 착이 곤란해지며, 상기 TiO2의 함량이 10 몰%를 초과하는 경우 열팽창계수가 높아져 저온봉착이 어려워질 수 있다.
바람직하기로는 상기와 같은 성분을 함유하는 본 발명의 유리 프릿은 유리전이온도(Tg)가 300 내지 400 ℃이며, 연화온도(Tdsp)가 300 내지 400 ℃인 것이 좋다. 상기 범위 내인 경우 저온에서 소성안정성이 우수함을 나타낸다.
상기와 같은 성분을 함유하는 본 발명의 유리 프릿은 입자크기가 0.1 내지 20 ㎛의 크기를 가지는 것이 좋다. 상기 범위 내인 경우 저온 가공이 가능하여 열에 약한 소자의 기밀 밀봉에 적합하며, 레이저로 가공이 가능하여 전기소자의 밀봉효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명의 유리 프릿 페이스트 조성물에서 상기 a) 유리 프릿은 상술한 바와 같으며, 상기 b) 유기 바인더는 통상적으로 시판되는 유기 바인더를 사용할 수 있다. 유기 바인더의 구체적인 일로는 에틸 셀룰로오스 계열 또는 아크릴계 공중합체를 사용할 수 있다. 또한 상기 c) 유기용매는 본 발명의 유리 프릿 페이스트 조성물에 사용되는 유기 바인더와 상용가능한 유기용매가 사용될 수 있음은 물론이며, 구체적인 일예로 유기 바인더가 에틸 셀룰로오스 계열인 경우 부틸카비톨아세테이트(BCA), 터피네올(TPN), 디부틸프탈레이트(DBP)를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하기로는 상기 사용되는 유기용매 100 중량부 중 30 내지 70 중량부의 유기용매에 유기바인더를 먼저 혼합하여 비히클을 제조한 후, 제조된 비히클에 잔량의 유기용매와 유리 프릿을 혼합하여 유리 프릿 페이스트 조성물을 제조하는 것이 좋다. 이 경우 유리 프릿 페이스트 조성물의 분산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 더욱 바람직하기로는 상기 비히클의 제조시 30 내지 70 중량부의 유기용매는 BCA 20 내지 55 중량부, TPN 3 내지 10 중량부, DBP 1 내지 5 중량부를 함유하는 것이 좋으며, 유리 프릿과 혼합시 사용하는 용매는 BCA를 사용하는 것이 좋다.
또한 본 발명의 유리 프릿 페이스트 조성물은 열팽창계수의 조절을 위해 필러를 더욱 포함할 수 있다. 상기 필러의 구체적인 예로는 0.1 내지 20 ㎛의 코디어라이트(cordierite)를 사용할 수 있으며, 함량은 0.1 내지 30 중량부인 것이 좋다.
또한 본 발명의 상기 유리 프릿 페이스트 조성물은 점도가 500 내지 50000 cps인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 2000 내지 35000 cps인 것이다. 상기 범위 내의 점도를 가질 경우 스크린 프린팅 기법에 의한 도포를 가능하게 하여 작업성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 염료감응 태양전지의 바람직한 예로는 상기 제1전극(10)은 투광성 물질로 이루어진 투광판(11), 상기 투광판(11)의 일면에 가장자리(12)로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성된 다공질 막(13), 상기 다공질 막(13)에 흡착된 염료를 포함하여 이루어지고, 상기 제2전극(20)은 지지판(21) 및 상기 지지판(21)의 일면 전체 또는 이의 가장자리(22)로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성된 촉매금속 층(23)을 포함하여 이루어지고, 상기 제1전극(10)과 제2전극(20)은 다공질 막(13)과 촉매금속층(23)이 마주보게 배치되고, 상기 유리 프릿 소성체(40)는 상기 투광판(11)의 다공질 막(13)이 형성되지 않은 가장자리(12)와 상기 지지판(21)의 촉매금속층(23) 또는 촉매금속층이 형성되지 않은 가장자리(22) 사이에 형성되어 상기 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이를 기밀하는 형태로 이루어진다.
상기 투광판(11)으로는 상기 기술한 바와 같이 공지의 다양한 투광판이 이에 적용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 예는 도 1, 도 2 또는 도 7에 도시한 바와 같이 ITO 또는 FTO로 이루어진 전도성 투광물질 단독으로 이루어질 수도 있고, 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이 전도성 필름(15) 예를 들면, ITO 또는 FTO 코팅층이나 투광성 전도성 고분자 도포층 등이 유리판(또는 PET 등의 투광성 고분자)의 상면에 형성된 형태로 제공될 수 있다. 이러한 전도성 필름은 유리 프릿 소성체와의 결합관계에서 도 3, 도4, 도 6과 같이 전도성 필름의 상부에 유리 프릿 소성체가 결합하는 형태로 기밀이 이루어질 수도 있고, 도 5와 같이 전도성 필름도 다공질 막과 같이 유리판 일면의 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 이를 형성하고 유리 프릿 소성체가 유리판과 바로 결합하도록 구성할 수도 있다. 이 경우에는 상기 전도성 필름으로부터 전기적 연결이 이루어진 연결선이 외부로 인출되어야 함은 물론이다.
또한 상기 투광판에 형성된 다공질 막은 상기 기술한 다양한 공지의 다공질 막이 염료가 흡착되어 투광판의 일면을 구성한다. 여기서 상기 다공질 막(13)은 도시한 바와 같이 상기 투광판(11)의 일면에 가장자리(12)로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성되는 것이 바람직하고, 이를 통하여 다공질 막을 통한 전해질의 누출을 막을 수 있다.
또한 상기 염료는 염료감응 태양전지에 적용되는 공지의 다양한 염료가 이에 포함될 수 있으며, 염료를 다공질 막에 흡착하는 방법도 공지의 다양한 방법이 이에 적용될 수 있다.
또한 상기 제1전극은 바람직하게는 도 7에 도시한 바와 같이 상기 다공질 막의 상부에 추가적인 전이금속산화물의 벌크층을 더 포함할 수도 있다. 즉, 400 내지 500 nm의 TiO2를 도포하고 이를 소성하여 얻은 벌크층을 추가할 수 있는데 이를 통하여 태양광의 흡수효율을 높일 수 있다.
또한 제2전극의 지지판(21)으로도 공지의 다양한 지지판이 이에 적용될 수 있으며 바람직하게는 투광판이 이에 적용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 예는 도 1, 도 2 또는 도 7에 도시한 바와 같이 ITO 또는 FTO로 이루어진 전도성 투광물질 단독으로 이루어질 수도 있고, 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이 전도성 필름(26) 예를 들면, ITO 또는 FTO 코팅층이나 투광성 전도성 고분자 도포층 등이 유리판(또는 PET 등의 투광성 고분자)의 상면에 형성된 형태로 제공될 수 있다. 이러한 전도성 필름은 유리 프릿 소성체와의 결합관계에서 도4와 같이 전도성 필름의 상부에 유리 프릿 소성체가 결합하는 형태로 기밀이 이루어질 수도 있고, 도 5와 같이 전도성 필름도 제1전극의 다공질 막과 같이 유리판 일면의 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 이를 형성하고 유리 프릿 소성체가 유리판 또는 ITO/FTO판 과 바로 결합하도록 구성할 수도 있다. 이 경우에는 상기 전도성 필름으로부터 전기적 연결이 이루어진 연결선이 외부로 인출할 수 있다.
제2전극의 경우는 상기 지지판(21)에 추가하여 촉매금속층(23)을 더 포함할 수 있는 바, 상기 촉매금속층은 도시한 바와 같이 i)상기 지지판의 일면 전체에 형성(도포 또는 코팅)될 수도 있고, 또는 ii) 이의 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성될 수도 있다. 즉, 도 1 및 도 3의 경우는 일면 전체에, 도 2 및, 도 4 내지 도 7의 경우는 지지판의 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성된 경우를 도시하고 있다.
이를 통하여 유리 프릿 소성체는 제2전극의 촉매금속층(도 1, 도3)에 결합하거나, 유리판(도5) 또는 ITO/FTO판(도 2, 도 6, 도 7) 또는 전도성 필름층(도 4)에 선택적으로 결합하는 형태를 가질 수 있다.
즉, 상기 제1전극과 제2전극은 다공질 막과 촉매금속층이 마주보게 배치되고, 상기 유리 프릿 소성체(40)는 상기 투광판의 다공질막이 형성되지 않은 가장자리와 i) 상기 지지판의 촉매금속층 또는 ii) 촉매금속층이 형성되지 않은 가장자리 사이에 형성되어 상기 제1전극과 제2전극 사이를 기밀하도록 한다.
이에 추가하여 상기 기술한 본 발명의 염료감응 태양전지는 상기 전해질(30)을 주입하기 위한 전해질 주입구를 가지고 바람직하게는 상기 제2전극(20)이 전해질 주입을 위한 주입구(25)를 더 포함하고, 상기 전해질 주입구(25)는 유리 프릿 소성체(50)에 의하여 기밀되어지는 것이 좋다. 이에 대한 바람직한 실시예는 도 8에 도시한 바와 같으며, 이를 통하여 주입구를 통한 전해질의 누출을 막을 수 있으 므로 태양전지의 내구성을 확보하는데 좋다.
또한 이에 추가하여 상기 기술한 본 발명의 염료감응 태양전지의 상기 제1전극(10) 또는 제2전극(20)은 이로부터 단위 셀 외부로 인출되는 연결선(60)을 더 포함하고, 상기 연결선(60)은 선택적으로 태양전지 측면에 유리 프릿 소성체(70)에 매립되어 부착되는 것이 바람직하다. 즉 태양전지의 단위 셀이라고 하면 도 1 내지 도 9에 도시한 바와 같은 하나의 유닛을 일컫는 것으로 각각의 단위 셀은 이들을 연결하거나 이들로부터 얻어진 전기를 외부 장치에 전달하기 위한 연결선을 가지는데 이러한 연결선이 외부에 노출되는 경우에는 단락이나 방전 등의 문제가 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 절연체인 상기 유리 프릿을 사용하여 연결선의 외부를 도포하고 이러한 연결선의 외부 충격에 의한 손상을 방지하기 위하여 이를 태양전지 측면에 결합하는 것이 바람직하므로 상기 연결선(60)이 태양전지 측면으로 인출되는 경우에는 이를 선택적으로 태양전지 측면에 부착되도록 유리 프릿을 도포하고 이를 소성하여 유리 프릿 소성체(70)에 상기 연결선이 매립되어 부착되도록 할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 염료감응 태양전지뿐만 아니라 이를 제조하는 방법을 제공하는 바, 염료를 포함하는 다공질 막(13)을 일 측에 가지는 투광판(11)으로 이루어진 제1전극(10)과 상기 제1전극(10)에 대향하여 배치되는 제2전극(20)으로 이루어지고 이들 전극 사이에 전해질(30)을 포함하는 염료감응 태양전지의 제조방법 에 있어서, 상기 제1전극(10)과 제2전극(20)사이의 결합면에 P2O5 0 ~ 30 몰%; V2O5 0 ~ 50 몰%; ZnO 0 ~ 20 몰%; BaO 0 ~ 15 몰%; As2O3 0 ~ 20 몰%; Sb2O3 0 ~ 20 몰%; In2O3 0 ~ 5 몰%; Fe2O3 0 ~ 10 몰%; Al2O3 0 ~ 5 몰%; B2O3 0 ~ 20 몰%; Bi2O3 0 ~ 10 몰%; 및 TiO2 0 ~ 10 몰%를 함유하는 유리 프릿을 도포하고, 이를 소성하여 상기 제1전극(10)과 제2전극(20)을 일정간격으로 이격하여 기밀하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지의 제조방법을 제공한다.
즉, 상기 기술한 다양한 구조의 염료감응 태양전지의 제조에 있어서, 제1전극과 제2전극사이의 기밀이 상기 특정의 유리 프릿 소성체에 의하여 이루어지도록 이들 사이에 특정의 유리 프릿을 도포하고 이를 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유리 프릿의 도포 방법은 공지의 다양한 방법을 이에 적용할 수 있으며, 바람직하게는 제1전극과 제2전극의 가장자리를 따라 상술한 상기 유리 프릿을 함유하는 페이스트를 도포할 수 있으며, 소성은 공지의 소성 방법뿐만 아니라 상기 유리 프릿을 도포한 부분만 레이저로 가열하여 이를 소성하는 방법을 적용할 수도 있다. 이를 통하여 국부적인 가열만을 수행하여 다른 부분의 열 충격을 최소화할 수 있다.
또한 상기 본 발명의 염료감응 태양전지의 제조방법은 바람직하게는 제1전극용 투광성 물질로 이루어진 투광판을 준비하는 단계, 상기 투광판의 일면에 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 다공질 막을 형성하는 단계, 상기 다공질 막에 염료를 흡착하는 단계, 제2전극용 지지판을 준비하는 단계, 상기 지지판의 일면 전체 또는 이의 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 촉매금속층을 형성하는 단계, 상기 투광판의 다공질막이 형성되지 않은 가장자리와 상기 지지판의 촉매금속층 또는 촉매금속층이 형성되지 않은 가장자리 사이에 상기 유리 프릿 페이스트를 도포하는 단계 및, 상기와 같이 준비된 제1전극과 제2전극을 다공질 막과 촉매금속층이 마주보게 결합하고 상기 도포되어진 유리 프릿 페이스트를 소성하여 상기 제1전극과 제2전극 사이를 기밀하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 투광판은 상기 기술한 바와 같은 공지의 투광판, 구체적으로는 ITO, FTO나 유리판 또는 PET 등의 절연체에 전도성 필름을 더 가지는 형태로 구성할 수 있고, 상기 다공질 막도 상기 기술한 바와 같은 공지의 다공질 막을 적용할 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 15 nm크기의 TiO2를 도포하고 이를 소성하여 얻는 다공질 막을 적용할 수 있고, 상기 다공질 막에 염료를 흡착하는 것은 공지의 방법이 적요될 수 있고, 바람직하게는 이러한 다공질막이 형성된 기판을 염료가 용해된 혼합용액에 함침시켜 염료가 흡착되도록 할 수 있다. 상기 염료흡착단계는 반드시 이 단계에 이루어져야 하는 것은 아니고, 도 7에 도시한 바와 같은 벌크층을 형성하고 난 이후에 흡착단계를 진행하여도 되고, 제1전극과 제2전극을 결합하고 전해질을 채우기 전(이후 설명할 전해질 주입구를 통하여 혼합용액을 주입하여)에 이 단계를 진행하여도 무관하다. 이는 단지 다공질 막에 염료를 흡착시킬 수 있는 상태이면 그 순서에 무관하게 진행할 수 있는 단계이다. 또한 상기 기술한 바와 같 이 상기 다공질 막의 상부에는 이에 추가하여 벌크층을 더 형성할 수도 있다.
다음으로 제2전극은 상기 기술한 바와 같은 지지판을 준비하고, 여기에 촉매금속층을 예를 들면 도금, 스퍼터링 등의 코팅방법을 통하여 형성한다.
여기서 상기 다공질 막은 바람직하게는 상기 투광판의 일면에 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성하고, 상기 촉매금속층은 상기 지지판의 일면에 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성할 수도 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니고, 상기 지지판의 일면 전체에 형성할 수도 있다.
이와 같이 제조된 제1전극과 제2전극은 도 1 내지 도 9에 도시한 바와 같이 다양한 구성으로 유리 프릿 페이스트를 도포하고 이를 소성(레이저 가열 소성 포함)하여 기밀을 이루도록 한다.
또한 이에 추가하여, 상기 제2전극에 전해질 주입을 위한 주입구를 형성하는 단계, 상기 주입구에 전해질을 주입하는 단계 및, 상기 주입구 위에 상기 유리 프릿 페이스트를 도포하고 소성하여 주입구를 기밀하는 단계를 더 포함하도록 할 수 있는데, 상기 전해질 주입구를 형성하는 단계는 전해질을 주입하는 단계 이전의 어떤 단계에서든 가능하며, 이에 따라 상기 전해질 주입구를 형성하는 단계는 상기 지지판을 준비하는 단계 전 또는 후에 진행할 수도 있고, 촉매금속층을 형성하는 단계 이후에 진행할 수도 있고, 제1전극과 제2전극을 결합하고 한 이후에 할 수도 있다.
이와 같이 형성된 전해질 주입구를 통하여 염료감응 태양전지 제조에 필요한 전해질을 주입하고 이의 상부에 상기 유리 프릿 페이스트를 도포하고 소성하여 주 입구를 도 8에 도시한 바와 같이 밀봉할 수 있다.
또한 이에 추가하여 상기 기술한 바와 같은 도 9의 구성을 얻기 위하야 상기 제1전극 또는 제2전극으로부터 단위 셀 외부로 인출되는 연결선을 결합하는 단계 및, 상기 연결선을 선택적으로 태양전지 측면으로 인출하여 연결선 및 태양전지 측면의 주위에 상기 유리 프릿 페이스트를 도포하고 소성하여 상기 연결선이 태양전지 측면에 부착되도록 하는 단계를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 상기 연결선을 결합하는 단계는 제1전극 및 제2전극으로부터 전자의 이동이 가능하게 연결선을 인출할 수 있도록 상기 제조방법의 적절한 단계에서 이를 수행하거나 공지의 추가적인 가공을 통하여 이를 수행할 수 있으며, 일반적인 태양전지는 반드시 연결선을 필요로 하므로 이러한 연결선 인출은 공지 기술에 해당한다.
다음으로 상기와 같이 인출된 연결선의 절연 및 태양전지 측면으로의 부착은 반드시 태양전지의 제조가 완료된 이후에 실시하여야 하는 것은 아니고, 제1전극과 제2전극이 결합되어 더 이상 태양전지의 측면 형상의 변경이 일어나지 않는 경우에는 언제든지 상기 단계를 수행할 수 있다. 상기 유리 프릿의 소성은 일반적인 소성과정뿐만 아니라 유리 프릿 도포 부분만 레이저로 가열하여 이루어질 수 있음은 상기 기술한 바와 같다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 유리프릿의 제조
하기 표 1과 같은 조성으로 실시예 1 내지 7의 유리 프릿을 제조하였다. 하기 표 1에서의 단위는 몰%이다.
[표 1]
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
P2O5 20 20 18 18 26 25 18
V2O5 47 50 42 43 47 47 42
ZnO 15 15 14 14 0 15 11
BaO 0 8 10 9 0 6 9
As2O3 0 3 1 0 0 3 0
Sb2O3 7 0 4 4 18 0 4
In2O3 0 0.5 0 0 0 0.5 0
Fe2O3 7 0 6 7 7 0 10
Al2O3 0 0 1 1 1 0 1
B2O3 0 0 1 1 0 0 1
Bi2O3 3 2.5 2 2 0 2.5 3
TiO2 1 1 1 1 1 1 1
[실시예 8] 유리프릿 페이스트 조성물의 제조 및 밀봉테스트
상기 제조된 실시예 1 내지 7의 유리 프릿을 이용하여 유리 프릿 페이스트 조성물을 제조하였다. 상기 유리 프릿 페이스트 조성물은 에틸 셀룰로오스계 유기 바인더 5 중량부를 유기용매로서 BCA:TPN:DBP가 75:15:5의 중량비로 혼합된 혼합용매에 녹여 비히클을 제조한 후, 상기 제조된 비히클 17 중량부를 취하고, 유기용매로서 BCA 12 중량부와 상기 제조된 실시예 1 내지 7의 유리 프릿 71 중량부를 실시예별도 각각 균일하게 혼합하여 유리 프릿 페이스트 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 유리 프릿 페이스트 조성물을 이용하여 태양전지의 밀봉테스트를 실시하였다. 상기 밀봉은 상기 실시예 1-7의 유리 프릿 페이스트 조성물을 각각 스크린 인쇄한 후 건조, 프리-소성 및 레이저를 조사하여 밀봉을 하였다. 레이저는 810 ㎚를 방사하는 Ti:사파이어 레이저를 사용하였으며, 기판은 투명 유리기재(삼성코닝사, 제품명: Eagle 2000)를 사용하였다. 밀봉의 동안 유리 플레이트에서 어떠한 분별할 만한 온도상승이나 크래킹도 관찰되지 않았다.
상기 실시예 1-7에서 제조된 유리 프릿 페이스트 조성물을 하기와 같이 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1. 유리전이온도(Tg)
DTA 장비(DTG-60H Shimatz)로 10 ℃/min으로 승온하여 측정하였다.
2. 연화온도(Tdsp)
DTA 장비(DTG-60H Shimatz)로 10 ℃/min으로 승온하여 측정하였다.
3. 열팽창계수(CTE(ⅹ10-7/℃))
TMA 장비(TMA-Q400 TA instrument)로 5 ℃/min으로 승온하여 측정하였다.
4. 내수성
상기 밀봉된 OLED 시편을 80 ℃의 순수에서 24 시간 동안 침지 후의 무게를 측정하여 무게의 증감율이 0.5 %미만인 것을 ○, 0.5 % 이상인 경우를 × 로 나타내었다.
5. 레이져실링 테스트
상기 유리 프릿 페이스트를 스크린프린팅 공정으로 인쇄, 건조, 소성 과정을 통하여 밀봉패턴을 형성한 후 레이저를 이용한 실링 테스트를 실시하였다. Spectra-physics사의 integra-MP를 13mm/sec의 조건으로 laser를 조사하여 실링테스트를 실시하여 밀봉여부를 판단하였다.
○: 밀봉상태가 양호함. ×: 밀봉상태가 불량함
[표 2]
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
Tg(℃) 336 332 332 328 323 340 332
Tdsp(℃) 342 344 344 348 349 347 339
CTE(ⅹ10-7/℃) 74 75 75 75 70 75 75
내수성
레이저실링
상기 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 유리 프릿 페이스트 조성물을 사용한 경우에 있어서는 저온에서 가공이 양호하며, 내수성 및 레이저 실링 상태가 동시에 우수함을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.
도 1은 본 발명의 염료감응 태양전지의 제1실시예를 도시한 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 염료감응 태양전지의 제2실시예를 도시한 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 염료감응 태양전지의 제3실시예를 도시한 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 염료감응 태양전지의 제4실시예를 도시한 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 염료감응 태양전지의 제5실시예를 도시한 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 염료감응 태양전지의 제6실시예를 도시한 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 염료감응 태양전지의 제7실시예를 도시한 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 염료감응 태양전지의 실시예로서 전해질 주입구의 기밀을 도시한 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 염료감응 태양전지의 실시예로서 연결선 처리에 대한 실시예를 도시한 염료감응 태양전지의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 제1전극 11: 투광판
12: (투광판의) 가장자리 13: 다공질 막(염료 포함)
15: (제1전극측) 전도성 필름 16: 벌크층
20: 제2전극 21: 지지판
22: (지지판의) 가장자리 23: 촉매금속층
25: (전해질) 주입구 26: (제2전극측) 전도성 필름
30: 전해질
40: (전극간) 유리 프릿 소성체
50: (주입구용) 유리 프릿 소성체
60: 연결선
70: (연결선용) 유리 프릿 소성체

Claims (13)

  1. 염료를 포함하는 다공질 막을 일 측에 가지는 투광판으로 이루어진 제1전극과 상기 제1전극에 대향하여 배치되는 제2전극으로 이루어지고 이들 전극 사이에 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지에 있어서,
    상기 전해질은 상기 제1전극과 제2전극을 일정간격으로 이격하여 기밀하는 유리 프릿 소성체에 의하여 형성되는 공간에 충진되고,
    상기 유리 프릿 소성체는 P2O5 10 ~ 25 몰%; V2O5 40 ~ 50 몰%; ZnO 10 ~ 20 몰%; BaO 1 ~ 15 몰%; Sb2O3 1 ~ 10 몰%; Fe2O3 1 ~ 10 몰%; Al2O3 0.1 ~ 5 몰%; B2O3 0.1 ~ 5 몰%; Bi2O3 1 ~ 10 몰%; 및 TiO2 0.1 ~ 5 몰%를 함유하는 유리프릿을 도포하여 소성하고, 상기 유리 프릿의 입자크기는 0.1 내지 20 ㎛이며,
    상기 유리 프릿의 유리전이온도가 300 내지 400℃이고 상기 유리 프릿의 연화온도가 300 내지 400℃이며,
    상기 유리 프릿 소성체는 a) 상기 유리 프릿; b) 유기 바인더; 및 c) 유기용매를 포함하는 유리 프릿 페이스트 조성물을 도포하여 소성하고, 상기 유리 프릿 페이스트 조성물은 상기 유기용매 100 중량부 중 30 내지 70 중량부의 유기용매에 상기 유기 바인더를 혼합하여 비히클을 제조한 후 상기 제조된 비히클에 잔량의 유기용매와 상기 유리 프릿을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유리 프릿 소성체는
    a) 상기 유리 프릿 60 내지 90 중량부;
    b) 유기 바인더 0.1 내지 5 중량부; 및
    c) 유기용매 5 내지 35 중량부
    를 포함하는 것을 특징하는 유리 프릿 페이스트 조성물을 도포하여 소성한 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 유리 프릿 페이스트 조성물은 필러 0.1 내지 30 중량부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 투광성 물질로 이루어진 투광판, 상기 투광판의 일면에 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성된 다공질 막, 상기 다공질 막에 흡착된 염료를 포함하여 이루어지고,
    상기 제2전극은 지지판 및 상기 지지판의 일면 전체 또는 이의 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 형성된 촉매금속층을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1전극과 제2전극은 다공질 막과 촉매금속층이 마주보게 배치되고,
    상기 유리 프릿 소성체는 상기 투광판의 다공질막이 형성되지 않은 가장자리와 상기 지지판의 촉매금속층 또는 촉매금속층이 형성되지 않은 가장자리 사이에 형성되어 상기 제1전극과 제2전극 사이를 기밀하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2전극은 전해질 주입을 위한 주입구를 더 포함하고, 상기 전해질 주입구는 유리 프릿 소성체에 의하여 기밀되어지는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극 또는 제2전극은 이로부터 단위 셀 외부로 인출되는 연결선을 더 포함하고,
    상기 연결선은 선택적으로 태양전지 측면에 유리 프릿 소성체에 매립되어 부착되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
  9. 염료를 포함하는 다공질 막을 일 측에 가지는 투광판으로 이루어진 제1전극과 상기 제1전극에 대향하여 배치되는 제2전극으로 이루어지고 이들 전극 사이에 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 제1전극과 제2전극사이의 결합면에 P2O5 10 ~ 25 몰%; V2O5 40 ~ 50 몰%; ZnO 10 ~ 20 몰%; BaO 1 ~ 15 몰%; Sb2O3 1 ~ 10 몰%; Fe2O3 1 ~ 10 몰%; Al2O3 0.1 ~ 5 몰%; B2O3 0.1 ~ 5 몰%; Bi2O3 1 ~ 10 몰%; 및 TiO2 0.1 ~ 5 몰%를 함유하는 유리 프릿을 함유한 유리 프릿 페이스트를 도포하고, 이를 소성하여 상기 제1전극과 제2전극을 일정간격으로 이격하여 기밀하는 소성체로 유리 프릿 소성체를 포함하며,
    상기 유리 프릿의 입자크기를 0.1 내지 20 ㎛이며, 상기 유리 프릿의 유리전이온도가 300 내지 400℃이고 상기 유리 프릿의 연화온도가 300 내지 400℃이며,
    상기 유리 프릿 소성체는 a) 상기 유리 프릿; b) 유기 바인더; 및 c) 유기용매를 포함하는 유리 프릿 페이스트 조성물을 도포하여 소성하고, 상기 유리 프릿 페이스트 조성물은 상기 유기용매 100 중량부 중 30 내지 70 중량부의 유기용매에 상기 유기 바인더를 혼합하여 비히클을 제조한 후 상기 제조된 비히클에 잔량의 유기용매와 상기 유리 프릿을 혼합하여 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    제1전극용 투광성 물질로 이루어진 투광판을 준비하는 단계;
    상기 투광판의 일면에 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 다공질 막을 형성하는 단계;
    상기 다공질 막에 염료를 흡착하는 단계;
    제2전극용 지지판을 준비하는 단계;
    상기 지지판의 일면 전체 또는 이의 가장자리로부터 내부로 일정간격 이격되어 촉매금속층을 형성하는 단계;
    상기 투광판의 다공질막이 형성되지 않은 가장자리와 상기 지지판의 촉매금속층 또는 촉매금속층이 형성되지 않은 가장자리 사이에 상기 유리 프릿을 도포하는 단계; 및,
    상기와 같이 준비된 제1전극과 제2전극을 다공질 막과 촉매금속층이 마주보게 결합하고 상기 도포되어진 유리 프릿을 소성하여 상기 제1전극과 제2전극 사이를 기밀하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2전극에 전해질 주입을 위한 주입구를 형성하는 단계;
    상기 주입구에 전해질을 주입하는 단계; 및,
    상기 주입구 위에 상기 유리 프릿을 도포하고 소성하여 주입구를 기밀하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1전극 또는 제2전극으로부터 단위 셀 외부로 인출되는 연결선을 결합하는 단계; 및,
    상기 연결선을 선택적으로 태양전지 측면으로 인출하여 연결선 및 태양전지 측면의 주위에 상기 유리 프릿을 도포하고 소성하여 상기 연결선이 태양전지 측면에 부착되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 유리 프릿의 소성은 유리 프릿 도포 부분만 레이저로 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018021872A1 (ko) * 2016-07-29 2018-02-01 주식회사 오리온 티타니아와 동시 소성이 가능한 대면적 연료감응형 태양전지 봉지용 유리 조성물

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5713422B2 (ja) * 2009-10-16 2015-05-07 日本電気硝子株式会社 色素増感型太陽電池用ガラス組成物および色素増感型太陽電池用材料
JP5507954B2 (ja) * 2009-10-19 2014-05-28 三星エスディアイ株式会社 ガラスペースト組成物、電極基板とその製造方法、及び色素増感型太陽電池
KR101130614B1 (ko) * 2010-03-24 2012-04-02 주식회사 앰브로 염료감응형 태양전지
KR20120028494A (ko) * 2010-09-15 2012-03-23 주식회사 동진쎄미켐 효율이 개선된 염료감응 태양전지
KR20120040322A (ko) * 2010-10-19 2012-04-27 주식회사 동진쎄미켐 광산란층을 구비한 염료감응 태양전지모듈 및 그 제조 방법
KR101982852B1 (ko) * 2011-03-21 2019-05-29 서울시립대학교 산학협력단 격리판을 구비한 염료감응형 태양전지 및 그 제조방법
KR101976377B1 (ko) * 2011-03-23 2019-05-10 서울시립대학교 산학협력단 하이브리드 염료감응형 태양전지 및 그 제조방법
JP5118233B2 (ja) * 2011-06-08 2013-01-16 シャープ株式会社 光電変換素子および光電変換素子モジュール
US10916382B2 (en) 2011-06-08 2021-02-09 Sharp Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion element and photoelectric conversion element module
KR101255779B1 (ko) * 2011-11-03 2013-04-22 주식회사 다이온 밀봉성 및 내구성이 우수한 염료감응 태양전지
KR101301482B1 (ko) * 2011-11-03 2013-08-29 주식회사 아이엠티에스 부식 방지 효과가 우수한 전극 보호용 조성물을 이용한 염료감응 태양전지
CN102385992A (zh) * 2011-11-18 2012-03-21 中国科学院等离子体物理研究所 染料敏化太阳电池电解液注入孔的密封方法及装置
CN102709062B (zh) * 2012-06-05 2016-07-13 南昌航空大学 一种染料敏化太阳电池的密封方法
CN104737255B (zh) * 2012-10-23 2017-06-23 学校法人东京理科大学 染料敏化太阳能电池用光电极以及染料敏化太阳能电池
KR101445773B1 (ko) * 2013-04-10 2014-10-07 재단법인대구경북과학기술원 염료감응 태양전지 및 그 제조방법
KR101570740B1 (ko) * 2014-05-21 2015-11-23 주식회사 오리온 대면적 염료감응형 태양전지 봉지용 유리 소재
KR101581798B1 (ko) 2014-05-27 2015-12-31 공주대학교 산학협력단 접착력이 강화된 오엘이디 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물 및 상기 프릿 조성물을 포함하는 페이스트 조성물
KR101755550B1 (ko) 2015-07-24 2017-07-07 (주)세라 강화유리 패널 봉지재 조성물

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004172048A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Fujikura Ltd 光電変換素子の製法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3885975A (en) * 1972-04-24 1975-05-27 Corning Glass Works Low melting vanadate glasses
US5346863A (en) * 1992-12-11 1994-09-13 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Low temperature sealing composition
JP2004319197A (ja) * 2003-04-15 2004-11-11 Fujikura Ltd 光電変換素子およびその製造方法
KR100685845B1 (ko) * 2005-10-21 2007-02-22 삼성에스디아이 주식회사 유기전계 발광표시장치 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004172048A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Fujikura Ltd 光電変換素子の製法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018021872A1 (ko) * 2016-07-29 2018-02-01 주식회사 오리온 티타니아와 동시 소성이 가능한 대면적 연료감응형 태양전지 봉지용 유리 조성물

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