KR101592716B1 - 차량 루프용 태양전지 제조방법 - Google Patents

차량 루프용 태양전지 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 파노라마 루프에 설치되는 염료감응형 태양전지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 태양전지 제조 프로세스 중 전해질 주입 순서 및 주입 방식을 개선함과 더불어, 전해질 넘침 방지기둥의 도입 등 태양전지 모듈의 구조를 변경한 새로운 형태의 태양전지 제조 프로세스를 구현함으로써, 항상 일정하고 동일한 양의 전해질 주입이 가능하며, 이에 따라 전극의 오염을 방지할 수 있는 등 태양전지의 품질을 확보할 수 있는 차량 루프용 태양전지 제조방법을 제공한다.

Description

차량 루프용 태양전지 제조방법{Process for producing solar cell of vehicle roof}
본 발명은 차량 루프용 태양전지 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 파노라마 루프에 설치되는 염료감응형 태양전지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지는 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 기술을 적용함으로써 다른 신재생에너지에 비해 에너지원이 무한정하며, 전기 발전 과정에서 공해가 배출되지 않아 친환경적일 뿐만 아니라, 에너지 수급안정성 확보가 가능한 이점이 있다.
또한, 수명이 반영구적이고 소음이 없으며 유지보수가 간단하여 소규모 전원부터 대규모 발전소 용도로까지 응용이 가능하다.
현재 대중적으로 사용되는 실리콘 태양전지는 대형의 고가장비 및 원료 가격의 한계로 인한 제조원가 상승의 문제와 고도의 기술 및 다량의 에너지가 필요한 단점이 있다.
이를 해결하기 위한 대안으로 연구된 염료감응형 태양전지는 실리콘 태양전지에 비해 제조원가가 낮고, 원재료인 산화티탄, 색소, 전해질 용액이 자원적으로 풍부하며, 대기압 하에서 코팅방식이나 생산방식이 간단하여 대량 제조가 가능한 이점이 있다.
보통 염료감응형 태양전지의 구동 메커니즘은 다음과 같다.
표면에 염료분자가 화학적으로 흡착된 n형 나노 입자 반도체 산화물 전극이 빛을 흡수하면 염료분자는 전자-정공쌍을 생성하고, 전자는 반도체 산화물의 전도띠로 주입되는 동시에 이렇게 주입된 전자는 나노 입자 간 계면을 통하여 투명 전도성 막으로 전달되어 전류를 발생시키게 되고, 염료 분자에 생성된 정공은 산화-환원 전해질에 의해 전자를 받아 다시 환원된다.
이러한 염료감응형 태양전지의 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, 하부전극기판은 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)나 ITO가 증착된 유리기판 위에 TiO2 콜로이드 용액을 도포한 후 대략 450℃ 정도의 온도에서 소결을 하며, 이러한 과정을 반복적으로 수행하여 원하는 전극의 두께나 상태로 조절할 수 있다.
그리고, 소결체를 염료(Dye) 용액에 10시간 이상 침지시켜 TiO2 입자 표면에 염료가 흡착되도록 하는 방법으로 준비한다.
다음, 상부전극기판의 경우 유리 등의 기판을 준비하여 전해질 주입용 구멍을 만들고 백금(Pt) 등을 통상적인 스퍼터링 방법을 통해 코팅하는 방법으로 준비한다.
이렇게 준비된 상,하부 기판을 접합한 후에 미리 만들어진 전해질 주입용 구멍을 통해 전해질을 주입하고 봉입하는 과정으로 염료감응형 태양전지를 완성한다.
이러한 염료감응형 태양전지를 제조하는 방법은 한국공개특허 10-2011-0038536호, 한국공개특허 10-2012-0105260호, 한국공개특허 10-2012-0050882호 등에 다양한 방법이 개시되어 있다.
한편, 차량의 파노라마 루프에 적용되는 염료감응형 태양전지는 구조상 일면의 유리기판에 태양 빛으로부터 전자를 생성하는 목적의 TiO2 광전극(산화전극)을 형성하고, 또 다른 일면의 유리기판에 생성된 전자를 다시 환원하는 Pt 전극(환원전극)을 형성하며, 두 전극기판 사이에 전해질을 주입한 형태의 구조로 이루어진다.
이때, 전해질 주입은 전극의 형성-유리기판의 접합-전해질 주입의 순서로 진행하며, 두 기판의 접합 시에는 약 100㎛ 간격으로 접합이 진행된다.
그러나, 전해질을 주입하는데 있어 100㎛ 정도의 간극으로 인해 일정하고 균일한 양의 전해질 주입이 힘들며, 과량의 전해질이 주입되어 전극의 오염을 불러 일으키는 문제가 발생한다.
예를 들면, 연료감응형 태양전지 제조방법은, 도 3에 도시한 바와 같이, FTO 곡면 유리(100a,100b)에 실버전극(110) 및 실버전극 보호층(120)을 형성하는 공정→TiO2/Pt(130,140) 코팅 공정→염료 흡착 공정→ 실링 공정→주사기(150) 및 전해질 주입구(160)를 이용한 전해질 주입 공정→전해질 주입구(160) 실링 공정의 순서로 이루어진다.
즉, 일면에 전극을 형성한 후 일정간격을 두고 두 유리기판을 접합하게 되며, 이때 전해질 주입이 가능한 전해질 주입홀을 가공하여 주입홀에 주사기(실린지)를 이용해서 전해질을 주입하게 된다.
도 4에서는 전해질 주입 전(도면의 왼쪽)과 후(도면의 오른쪽)의 상태를 보여준다.
그러나, 전해질 주입을 위해 형성한 전해질 주입홀은 전해질의 휘발, 노출 등의 문제를 야기하며, 태양전지 내구에 결정적인 영향을 미치게 된다.
따라서, 전해질 주입홀 갯수의 최소화 또는 전해질 주입홀 삭제가 필요하다.
그러나, 전해질 주입홀의 최소화는 현재 기술상 불가능하므로, 갯수는 유지하되 전해질 주입홀을 1mm 정도의 작은 사이즈로 가공하는데 주사기로 전해질의 주입 간 버블의 발생 또는 전해질 양의 불균일 및 넘침 등의 문제가 발생하게 된다.
이로 인해, 전극의 오염, 전해질의 유실, 일정하지 못한 태양전지 효율 등으로 인해 전체적인 수율을 떨어뜨리는 불량항목으로 작용을 한다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 태양전지 제조 프로세스 중 전해질 주입 순서 및 주입 방식을 개선함과 더불어, 전해질 넘침 방지기둥의 도입 등 태양전지 모듈의 구조를 변경한 새로운 형태의 태양전지 제조 프로세스를 구현함으로써, 항상 일정하고 동일한 양의 전해질 주입이 가능하며, 이에 따라 전극의 오염을 방지할 수 있는 등 태양전지의 품질을 확보할 수 있는 차량 루프용 태양전지 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 차량 루프용 태양전지 제조방법은 다음과 같은 특징이 있다.
상기 차량 루프용 태양전지 제조방법은 작동전극용 기판과 상대전극용 기판을 준비하는 단계와, 상기 각 기판에 투명 전도막을 형성하는 단계와, 상기 각 기판에 금속 전극과 보호층을 형성하는 단계와, 상기 작동전극용 기판에 반도체 산화물 전극을 코팅함과 더불어 상기 반도체 산화물 전극에 염료를 흡착하는 단계와, 상기 상대전극용 기판에 촉매 전극을 형성하는 단계와, 상기 상대전극용 기판의 최외곽에 배치되는 전극의 둘레를 따라 전해질 넘침방지용 댐을 설치하고 전해질 넘침방지용 댐의 내측에 전해질을 주입하는 단계와, 상기 작동전극용 기판과 상대전극용 기판을 실링 접합하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 작동전극용 기판과 상대전극용 기판은 글래스 기재, PI, BT 등과 같은 고분자 기재를 사용할 수 있고, 작동전극용 기판과 상대전극용 기판에 형성되는 투명 전도막은 FTO, ITO, ZnO 등과 같은 소재를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 작동전극용 기판과 상대전극용 기판은 10∼150㎛의 간격을 두고 접합하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 전해질 넘침방지용 댐의 경우, 폭은 10∼100㎛, 높이는 10∼150㎛로 설정하고, 잉크젯 프린팅, 롤 프린팅, 스크린 프린팅, 그라비아 프린팅 등의 방법으로 설치하며, 이러한 전해질 넘침방지용 댐은 반도체 산화물 전극 또는 촉매 전극으로부터 10∼100㎛ 이내의 거리에 설치할 수 있다.
또한, 상기 전해질 넘침방지용 댐의 형성 후, 열 경화법 또는 자외선 경화법으로 경화시키는 것이 바람직하며, 이때의 전해질 넘침방지용 댐의 상부는 반원 또는 타원형 또는 반종 등과 같은 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 전해질 넘침방지용 댐은 반도체 산화물 전극 또는 금속 전극 형성 시 함께 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 차량 루프용 태양전지 제조방법은 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 일정하고 재현성 있는 전해질의 주입이 가능하다.
둘째, 전해질 주입홀의 제거로 인한 태양전지 모듈의 장기 내구 향상 및 전해질 주입홀 가공/실링 비용을 절감할 수 있다.
셋째, 전해질 넘침 방지 기둥을 통한 모듈 외부 공기와 모듈 내부의 추가 차단 및 이를 통한 태양전지 모듈의 장기 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 루프용 태양전지 제조방법을 나타내는 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 루프용 태양전지 제조방법에서 전해질 주입과정을 나타내는 단면도
도 3은 종래의 차량 루프용 태양전지 제조방법을 나타내는 개략도
도 4는 종래의 차량 루프용 태양전지 제조방법에서 전해질 주입 전/후 모습을 나타내는 사진
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 루프용 태양전지 제조방법을 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 루프용 태양전지 제조방법에서 전해질 주입과정을 나타내는 단면도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 차량 루프용 태양전지 제조방법은 차량의 선루프나 파노라마 루프 등과 같은 곡면 구조체에 적용하기에 적합한 곡면형태의 연료감응형 태양전지를 제조하는 방법으로서, 특히 전해질 주입방법을 개선하여 일정하고 동일한 양의 전해질을 주입할 수 있는 방법을 포함한다.
이를 위하여, 작동전극의 형성을 위한 염료 흡착 공정 후 기판을 접합하는 공정에 앞서 기판의 가장자리 영역에 내측의 전극을 둘러싸는 별도의 전해질 넘침방지용 댐을 형성하고, 기판의 일면, 즉 전극이 형성되어 있는 면의 댐 내측 영역에 전해질 넘침방지용 댐의 높이에 근접한 수준까지 전해질을 주입한 다음 기판을 접합하는 형태로 진행을 한다.
본 발명의 경우, 기판 접합 전에 전해질 주입이 이루어지는 관계로, 일정량의 전해질을 주입하는데 있어 그리고 전해질이 채워지는데 있어 기판의 간극에서 비롯하는 공간 및 전해질 충전의 제약이 없으며, 일정한 양을 재현성있게 주입할 수 있고, 또한 넘치는 전해질양을 제어하여 기판이나 버스 전극의 오염을 방지할 수 있다.
이와 같은 차량 루프용 태양전지 제조방법을 각 단계별로 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 작동전극용 기판(10)과 상대전극용 기판(11)을 준비하는 단계를 실시한다.
상기 작동전극용 기판(10)과 상대전극용 기판(11)은 차량 적용성을 고려하여 선루프 또는 파노라마 루프와 동일한 곡률을 갖는 곡면형의 글래스 기판, PI 기판, BI 기판 등을 사용하여 제조할 수 있다.
여기서, 상기 작동전극용 기판(10)과 상대전극용 기판(11)을 곡면 기판으로 제조하는 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
다음, 상기 작동전극용 기판(10)과 상대전극용 기판(11)에 투명 전도막(12)을 형성하는 단계를 실시한다.
즉, 상기 작동전극용 기판(10)과 상대전극용 기판(11)의 각 일면에, 예를 들면 서로 마주보는 각 일면에 균일한 두께의 투명 전도막(12)를 코팅한다.
이때의 투명 전도막(12)은 FTO, ITO, ZnO 등의 소재를 사용하여 스퍼터링, SPD(Spray Pyrolysis Depostion), CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 방법을 이용하여 코팅할 수 있다.
다음, 상기 작동전극용 기판(10)과 상대전극용 기판(11)에 금속 전극(13)과 보호층(14)을 형성하는 단계를 실시한다.
즉, 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법 등을 이용하여 금속 전극(13), 예를 들면 실버 전극를 형성한다.
이때, 곡면으로 이루어진 기판의 곡률을 고려하여 곡률 인쇄가 가능한 장비, 예를 들면 곡면 기판용 스크린 인쇄기나, 곡면 기판용 잉크젯 인쇄기 등과 같은 장비를 이용할 경우 평면 기판에 금속 전극을 형성하는 것과 동일한 균일도를 갖는 금속 전극을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 금속 전극(13)을 건조하고 소결한 다음, 그 위에 글래스 프릿이나 UV 경화제 등을 코팅하여 금속 전극 보호를 위한 보호층(14)을 형성한다.
이때, 글래스 프릿이나 UV 경화제는 금속 전극(13)을 충분히 덮을 수 있어야 하며, 글래스 프릿이나 UV 경화제 역시 금속 전극(13)과 동일한 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법 등을 이용하여 전도성의 기판 위에 인쇄할 수 있다.
여기서, 상기 금속 전극(13)의 높이는 10∼20㎛ 정도로, 상기 보호층(14)의 높이는 25∼50㎛ 정도로 설정하는 것이 바람직하다.
다음, 상기 작동전극용 기판(10)에 반도체 산화물 전극(15)을 코팅하고, 계속해서 반도체 산화물 전극(15)에 염료를 흡착하는 단계를 실시한다.
즉, 금속 전극(13)이 형성된 작동전극용 기판(10) 위에 반도체 산화물 전극(15), 예를 들면 TiO2를 사용한 반도체 산화물 전극막을 코팅한다.
상기 반도체 산화물 전극(15)을 형성하기 위해 스크린 인쇄법 등을 이용할 수 있으며, 금속 전극(13)과 금속 전극 보호막인 보호층(14)을 마스킹한 후 스프레이 공정을 통해 TiO2의 반도체 산화물 전극(15)을 코팅하여 형성할 수 있다.
이러한 반도체 산화물 전극(예를 들면 TiO2 전극막)(15)의 높이(두께)는 10∼20㎛ 정도가 바람직하다.
그리고, 작동전극용 기판(10)의 반도체 산화물 전극(15)은 N719 염료에 하루 정도 담궈서 염료를 흡착시키고, 이렇게 염료를 흡착시킨 반도체 산화물 전극(15)은 염료에서 꺼낸 뒤 에탄올 등의 세척제를 사용하여 세척한다.
여기서, 상기 N719 염료는 보라색을 나타내지만 염료감응 태양전지에 다양한 색상을 구현하고자 하는 경우에는 블랙 염료, 유기 염료 등 다양한 색깔을 갖는 염료를 이용하여 흡착시킬 수 있다.
다음, 상기 상대전극용 기판(11)에 촉매 전극(16)을 형성하는 단계를 실시한다.
즉, 상기 상대전극용 기판(11)에는 촉매 전극(16), 예를 들면 Pt 전극을 스크린 인쇄 혹은 스프레이 공정을 거쳐서 코팅한 후에 열처리를 수행한다.
다음, 도 2에서 볼 수 있듯이(본 발명에 적용되는 기판은 곡면 기판이지만 도 2에서는 설명의 편의상 평면 기판으로 도시됨), 상기 상대전극용 기판(11)의 최외곽에 배치되는 전극의 둘레를 따라 전해질 넘침방지용 댐(17)을 형성하고, 이렇게 형성되는 전해질 넘침방지용 댐(17)의 내측에 전해질(18)을 주입하는 단계를 실시한다.
이러한 전해질 넘침방지용 댐(17)은 상대전극용 기판(11)의 최외곽에 배치되는 전극, 예를 들면 기판상에서 첫번째 배치되는 금속 전극(13) 또는 촉매 전극(16)과 마지막에 배치되는 금속 전극(13) 또는 촉매 전극(16)의 바깥 둘레를 따라가면서 형성시킬 수 있다.
이때, 상기 전해질 넘침방지용 댐(17)은 촉매 전극(16) 또는 기판 접합 후의 최외곽에 배치되는 반도체 산화물 전극(15)으로부터 10∼100㎛ 이내의 거리에 위치될 수 있다.
그리고, 상기 전해질 넘침방지용 댐은 잉크젯 프린팅, 롤 프린팅, 스크린 프린팅, 그라비아 프린팅 등의 방법으로 형성할 수 있으며, 이렇게 전해질 넘침방지용 댐(17)의 형성 후에는 열 경화법 또는 자외선 경화법 등으로 경화시킬 수 있다.
또한, 상기 전해질 넘침방지용 댐(17)의 경우 10∼100㎛ 정도의 폭과 10∼150㎛ 정도의 높이를 갖도록 할 수 있으며, 이때의 전해질 넘침방지용 댐(17)의 상부는 반원 또는 타원형 또는 반종 등의 형태를 이루도록 형성할 수 있다.
물론, 상기 전해질 넘침방지용 댐(17)의 높이는 기판 간의 접합 간극을 고려하여 선택적으로 설정할 수 있다.
이와 같은 전해질 넘침방지용 댐(17)은 상대전극용 기판(11)에 촉매 전극(16)을 형성하는 단계에서 촉매 전극(16)을 형성한 이후에 형성할 수 있지만, 반도체 산화물 전극(15) 또는 금속 전극(13)을 형성하는 단계에서 전극 형성 시 함께 형성하는 것이 바람직하다.
계속해서, 기판에 형성되어 있는 전해질 넘침방지용 댐(17)의 내측 영역에 전해질(18)을 노즐이나 주사기 등으로 개방되어 있는 상부로부터 그대로 주입하는 과정을 실시할 수 있고, 이때의 전해질 주입량은 기판 접합 후에 기판 사이에 위치하게 되는 반도체 산화물 전극(15), 작동전극용 기판측 금속 전극(13) 등의 체적을 고려해서 전해질 넘침방지용 댐(17)의 높이를 기준하여 이보다 약간 낮은 높이수준이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
물론, 전해질 넘침방지용 댐(17)의 높이까지 전해질(18)을 주입할 수도 있으며, 이 경우 기판 접합 시에 넘치는 양은 세척하여 제거할 수 있다.
이렇게 전해질 넘침방지용 댐(17)의 높이를 기준으로 전해질(18)을 주입할 수 있기 때문에 일정한 양을 재현성있게 주입할 수 있으며, 종전과 같이 전해질 주입홀을 통한 주입 시의 문제점, 예를 들면 버블의 발생, 전해질 양의 불균일 등의 문제점을 말끔히 해소할 수 있다.
여기서, 상기 전해질(18)은 염료감응형 태양전지의 내구성을 향상시키기 위해 전지 내부에 액상 전해질 뿐만 아니라 이온성 액체, 고분자 전해질 등도 적용이 가능하다.
다음, 상기 작동전극용 기판(10)과 상대전극용 기판(11)을 실링 접합하여 염료감응형 태양전지 모듈을 완성하는 단계를 실시한다.
즉, 전해질 주입을 완료한 후에 UV 경화제나 설린 테이프 등을 이용하여 작동전극용 기판(10)과 상대전극용 기판(11)을 접합하고, 실링재를 사용하여 기판 외곽을 한번 더 실링해줌으로써 기밀 확보는 물론 내구성을 향상시킬 수 있다.
이렇게 접합되는 작동전극용 기판(10)과 상대전극용 기판(10)의 간극, 즉 기판 접합 후의 간극은 반도체 산화물 전극(15)의 높이(10∼20㎛), 금속 전극(13)의 높이(10∼20㎛), 보호층(14)의 높이(25∼50㎛)로 이루어진 기판 일면에 형성되는 전극의 총 높이(50∼70㎛)를 고려할 때 100∼150㎛이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에서 전해질 주입 순서를 변경하는 태양전지 제조 프로세서의 변경 및 전해질 넘침방지용 댐 등을 포함하는 태양전지 모듈 구조의 변경을 통한 새로운 태양전지 제조방법을 구현함으로써, 태양전지 제조공정의 효율성 향상은 물론, 전해질 주입 과정의 효율성을 높일 수 있다.
10 : 작동전극용 기판
11 : 상대전극용 기판
12 : 투명 전도막
13 : 금속 전극
14 : 보호층
15 : 반도체 산화물 전극
16 : 촉매 전극
17 : 전해질 넘침방지용 댐
18 : 전해질

Claims (10)

  1. 작동전극용 기판과 상대전극용 기판을 준비하는 단계;
    상기 각 기판에 투명 전도막을 형성하는 단계;
    상기 각 기판에 금속 전극과 보호층을 형성하는 단계;
    상기 작동전극용 기판에 반도체 산화물 전극을 코팅함과 더불어 상기 반도체 산화물 전극에 염료를 흡착하는 단계;
    상기 상대전극용 기판에 촉매 전극을 형성하는 단계;
    상기 상대전극용 기판의 최외곽에 배치되는 전극의 둘레를 따라 전해질 넘침방지용 댐을 설치하고 전해질 넘침방지용 댐의 내측에 전해질을 주입하는 단계;
    상기 작동전극용 기판과 상대전극용 기판을 실링 접합하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 전해질 넘침방지용 댐은 반도체 산화물 전극 또는 금속 전극을 형성하는 단계에서 전극 형성 시 함께 형성하는 것을 특징으로 하는 차량 루프용 태양전지 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동전극용 기판과 상대전극용 기판은 글래스 기재, PI, BT 중 어느 하나의 고분자 기재를 사용하는 것을 특징으로 하는 차량 루프용 태양전지 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동전극용 기판과 상대전극용 기판에 형성되는 투명 전도막은 FTO, ITO, ZnO 중 어느 하나의 소재를 사용하는 것을 특징으로 하는 차량 루프용 태양전지 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동전극용 기판과 상대전극용 기판은 10∼150㎛의 간격을 두고 접합하는 것을 특징으로 하는 차량 루프용 태양전지 제조방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 전해질 넘침방지용 댐의 폭은 10∼100㎛이고, 높이는 10∼150㎛인 것을 특징으로 하는 차량 루프용 태양전지 제조방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 전해질 넘침방지용 댐은 잉크젯 프린팅, 롤 프린팅, 스크린 프린팅, 그라비아 프린팅 중의 어느 하나의 방법으로 설치하는 것을 특징으로 하는 차량 루프용 태양전지 제조방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 전해질 넘침방지용 댐의 형성 후, 열 경화법 또는 자외선 경화법으로 경화시키는 것을 특징으로 하는 차량 루프용 태양전지 제조방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 전해질 넘침방지용 댐은 반도체 산화물 전극 또는 촉매 전극으로부터 10∼100㎛ 이내의 거리에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 루프용 태양전지 제조방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 전해질 넘침방지용 댐의 상부는 반원 또는 타원형 또는 반종 중 어느 하나의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 루프용 태양전지 제조방법.
  10. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100106837A (ko) * 2009-03-24 2010-10-04 한국에너지기술연구원 염료감응 태양전지의 밀봉방법 및 밀봉단계를 포함하는 염료감응 태양전지의 제조방법
KR101172165B1 (ko) * 2010-07-14 2012-08-07 주식회사 이건창호 염료감응 태양전지용 전해질 주입구 밀봉 장치 및 방법
KR20120122653A (ko) * 2011-04-29 2012-11-07 엘지디스플레이 주식회사 염료 감응 방식 태양전지 및 이의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007280761A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Kyocera Corp 光電変換装置及びその製造方法並びに光発電装置

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