KR101626674B1

KR101626674B1 - Battery using Ionic liquids(ILs) and manufacture method of the battery

Info

Publication number: KR101626674B1
Application number: KR1020140151284A
Authority: KR
Inventors: 박병은
Original assignee: 서울시립대학교 산학협력단
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2016-06-01
Also published as: KR20160051380A

Abstract

본 발명은 이온성 액체를 이용한 전지 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일예와 관련된 전지는, 상부 구조와 하부 구조 및 그 사이에 형성되는 이온성 액체(Ionic liquids, ILs)층을 구비하여 구성되고, 상기 하부 구조는 종이로 구성되는 기판과, 상기 기판상에 형성되는 전극을 구비하여 구성될 수 있다.The present invention relates to a battery using an ionic liquid and a method of manufacturing the same. A battery in accordance with one aspect of the present invention comprises a top structure, a bottom structure, and an ionic liquids (ILs) layer formed therebetween, the bottom structure comprising a substrate made of paper, As shown in FIG.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery using ionic liquid,

본 발명은 이온성 액체를 이용한 전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery using an ionic liquid and a method of manufacturing the same.

전지는 물질의 화학적 또는 물리적 반응을 이용하여, 이들의 변화로 방출되는 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치를 말한다.A cell is a device that converts the energy released by these changes into electrical energy by using the chemical or physical reaction of the material.

화학반응을 이용한 전지를 화학전지, 물리반응을 이용한 전지를 물리전지라 하며, 일반적으로 화학전지가 더 보편적이다. A cell using a chemical reaction is called a chemical cell, and a cell using a physical reaction is called a physical transfer. Generally, a chemical cell is more common.

화학전지는 1차 전지와 2차 전지로 나눌 수 있다. 1차 전지는 작용물질을 전극 가까이에 미리 넣어 두고, 이 물질의 화학변화에 의해 생기는 전기에너지를 이용한다. A chemical cell can be divided into a primary cell and a secondary cell. The primary cell pre-charges the working material near the electrode and uses the electrical energy generated by the chemical change of the material.

작용물질의 화학변화가 끝나면 수명이 다하여 재생할 수 없고, 건전지로 널리 사용된다. After the chemical change of the agonist is over, it can not be regenerated because of its lifetime, and it is widely used as a battery.

2차 전지는 전기에너지를 방출하여 작용물질이 변화한 후에도 다시 전지에 전기에너지를 공급, 즉 충전하면 작용물질이 재생되어 이를 되풀이할 수 있어, 축전지로 많이 사용된다. The secondary battery discharges electric energy to supply the electric energy to the battery again after the change of the active material, so that the active material can be regenerated and recycled.

물리전지에는 태양전지, 열 전지 등이 있으며, 태양전지는 태양빛을 직접 전기에너지로 바꾸는 반도체 접합으로 이루어져 있다.Physical cells include solar cells and thermal cells, and solar cells consist of semiconductor junctions that convert sunlight directly into electrical energy.

특히, 최근에는 청정 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양광을 이용하여 전력을 생산하는데 대한 관심도 크게 증가되고 있다.Particularly, interest in clean energy has recently increased, and interest in producing electric power using solar light has been greatly increased.

태양 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 소자를 통상 솔라셀 또는 태양전지로서 칭하고 있다. 태양전지는 그 동작 방식에 따라 크게 실리콘 태양전지와 염료감응형 태양전지로 구분할 수 있다.A device that produces electric power using solar energy is generally referred to as a solar cell or a solar cell. Solar cells can be classified into silicon solar cells and dye-sensitized solar cells depending on their operating modes.

이 중 염료감응형 태양전지는 저 비용으로 제조가 가능하고, 태양전지의 제조에 사용되는 재료가 환경친화적이며, 태양전지의 제조시에 CO2의 배출량이 적기 때문에 차세대 태양전지로서 주목을 받고 있다.Of these, dye-sensitized solar cells are attracting attention as next-generation solar cells because they can be manufactured at low cost, the materials used in the manufacture of solar cells are environmentally friendly, and the amount of emitted CO2 is small during the production of solar cells.

그러나, 염료감응형 태양전지의 경우에는 염료 분자가 흡수하는 파장의 광만이 광전변환에 이용되게 되는데, 염료 분자는 일반적인 실리콘의 흡수 스펙트럼에 비하여 적생 파장에서 현저히 낮은 흡수율을 보이기 때문에 실리콘을 사용하는 태양전지에 비하여 광전변환 효율이 낮아진다는 단점이 있으므로, 이에 대한 해결방안이 요구되고 있는 실정이다.However, in the case of a dye-sensitized solar cell, only the light having the wavelength absorbed by the dye molecule is used for photoelectric conversion. Since the dye molecule exhibits a significantly lower absorption rate at the red wavelength than the absorption spectrum of general silicon, There is a disadvantage that the photoelectric conversion efficiency is lower than that of a battery, and thus a solution thereof is required.

대한민국 특허청 등록번호 제10-0584680호Korea Patent Office Registration No. 10-0584680

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이온성 액체를 이용한 전지 및 그 제조방법을 사용자에게 제공하는데 그 목적이 있다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery using an ionic liquid and a manufacturing method thereof.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.

상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 전지는, 상부 구조와 하부 구조 및 그 사이에 형성되는 이온성 액체(Ionic liquids, ILs)층을 구비하여 구성되고, 상기 하부 구조는 종이로 구성되는 기판과, 상기 기판상에 형성되는 전극을 구비하여 구성될 수 있다.A battery according to an embodiment of the present invention for realizing the above-mentioned problem is composed of an upper structure, a lower structure, and an ionic liquids (ILs) layer formed therebetween, And an electrode formed on the substrate.

또한, 상기 전극은 도전성 유기물로 구성될 수 있다.In addition, the electrode may be formed of a conductive organic material.

또한, 상기 전극은 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물로 구성될 수 있다.In addition, the electrode may be composed of a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material.

또한, 상기 이온성 액체층은, 유기소재 원료를 수용하는 도가니를 유기소재 원료의 승화점까지 가열하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 발생한 유기소재 원료의 승화기체가 상기 이온성 액체에 증착되는 제 2 단계; 및 상기 승화기체가 상기 이온성 액체에서 재결정화되는 제 3 단계;를 포함하는 방법을 통해 형성될 수 있다.The ionic liquid layer may include a first step of heating a crucible containing an organic material raw material to a sublimation point of the organic material raw material; A second step in which the sublimation gas of the organic material source generated in the first step is deposited on the ionic liquid; And a third step in which the sublimation gas is recrystallized in the ionic liquid.

또한, 상기 제 3 단계 이후에 상기 재결정화된 유기소재를 상기 이온성 액체로부터 분리하는 제 4 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include separating the recrystallized organic material from the ionic liquid after the third step.

또한, 상기 제 3 단계에서는 상기 이온성 액체의 용해도를 조절하기 위해 상기 이온성 액체의 온도를 조절할 수 있다.In the third step, the temperature of the ionic liquid may be adjusted to control the solubility of the ionic liquid.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 일예와 관련된 전지는, 상부 구조와 하부 구조 및 그 사이에 형성되는 이온성 액체(Ionic liquids, ILs)층을 구비하여 구성되고, 상기 하부 구조는 유기물로 구성되는 기판과 상기 기판상에 형성되는 전극을 구비하여 구성될 수 있다.On the other hand, a battery according to another embodiment of the present invention for realizing the above-mentioned problem is constituted by an upper structure, a lower structure and an ionic liquids (ILs) layer formed therebetween, A substrate made of an organic material and an electrode formed on the substrate.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 일예와 관련된 전지는, 상부 구조와 하부 구조 및 그 사이에 형성되는 이온성 액체(Ionic liquids, ILs)층을 구비하여 구성되고, 상기 상부 구조는 상부 기판, 상기 상부 기판상에 형성되는 상부 전극 및 상기 상부 전극상에 형성되는 다공질층을 구비하여 구성되며, 상기 상부 기판은 유기물로 구성될 수 있다.Meanwhile, a battery according to another embodiment of the present invention for realizing the above-mentioned problems comprises a top structure, a bottom structure, and an ionic liquids (ILs) layer formed therebetween, The upper substrate may include an upper substrate, an upper electrode formed on the upper substrate, and a porous layer formed on the upper electrode, and the upper substrate may be formed of an organic material.

또한, 상기 상부 전극이 도전성 유기물로 구성될 수 있다.In addition, the upper electrode may be formed of a conductive organic material.

또한, 상기 상부 전극이 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물로 구성될 수 있다.Also, the upper electrode may be formed of a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material.

또한, 상기 하부 구조는 종이로 구성되는 하부 기판과, 상기 하부 기판상에 형성되는 하부 전극을 구비하여 구성될 수 있다.In addition, the lower structure may include a lower substrate formed of paper, and a lower electrode formed on the lower substrate.

또한, 상기 하부 구조는 종이로 구성되는 하부 기판과, 상기 하부 기판의 하측에 형성되는 하부 전극을 구비하여 구성될 수 있다.The lower structure may include a lower substrate formed of paper, and a lower electrode formed below the lower substrate.

또한, 상기 하부 기판에 전해질이 흡착될 수 있다.Further, the electrolyte may be adsorbed on the lower substrate.

또한, 상기 하부 구조는 유기물로 구성되는 하부 기판과, 상기 하부 기판상에 형성되는 하부 전극을 구비하여 구성될 수 있다.In addition, the lower structure may include a lower substrate formed of an organic material, and a lower electrode formed on the lower substrate.

또한, 상기 하부 전극은 도전성 유기물로 구성될 수 있다.The lower electrode may be formed of a conductive organic material.

또한, 상기 하부 전극은 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물로 구성될 수 있다.The lower electrode may be formed of a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material.

또한, 상기 하부 구조는 종이로 구성되는 하부 기판을 구비하여 구성되고, 상기 하부 기판에는 도전성 유기물이 흡착될 수 있다.In addition, the lower structure may include a lower substrate made of paper, and the lower organic substance may be adsorbed on the lower organic substance.

또한, 상기 하부 구조는 종이로 구성되는 기판을 구비하여 구성되고, 상기 하부 기판에는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물이 흡착될 수 있다.In addition, the lower structure may include a substrate made of paper, and a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material may be adsorbed on the lower substrate.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 이온성 액체를 이용한 전지 및 그 제조방법을 사용자에게 제공할 수 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a battery using an ionic liquid and a manufacturing method thereof.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명과 관련하여, 이온성 액체를 이용한 유기소재 정제장치의 구성관계를 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이온성 액체를 이용한 유기소재 정제장치를 이용한 정제방법에 대한 흐름도의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명과 관련하여, 이온성 액체를 이용한 유기소재 정제장치의 구성관계를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명과 관련된 염료감응형 태양전지의 구조의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 염료감응형 태양전지의 구조의 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 염료감응형 태양전지의 구조의 또 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명과 관련된 염료감응형 태양전지의 구조의 또 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명과 관련된 염료감응형 태양전지의 구조의 또 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명과 관련된 염료감응형 태양전지의 구조의 또 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명과 관련된 염료감응형 태양전지의 구조의 또 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명과 관련된 전도성 종이의 제조공정을 설명하기 위한 단면도 단면도이다.
도 12는 본 발명과 관련된 전도성 종이의 제조공정을 설명하기 위한 단면도의 일례이다.
도 13은 본 발명과 관련된 전도성 종이의 구조를 나타낸 단면도의 다른 일례이다.
도 14는 본 발명과 관련된 전도성 종이의 구조를 나타낸 단면도의 또 다른 일례이다.
도 15는 본 발명과 관련된 태양전지의 구조를 나타낸 단면도의 일례이다.
도 16은 본 발명에 따른 전도성 종이의 제조공정을 설명하기 위한 단면도의 일례이다.
도 17은 본 발명에 따른 전도성 종이의 제조공정을 설명하기 위한 단면도의 다른 일례이다.
도 18은 본 발명에 따른 전도성 종이의 구조를 나타낸 단면도의 또 다른 일례이다.
도 19는 본 발명에 따른 전도성 종이의 구조를 나타낸 단면도의 또 다른 일례이다.
도 20은 본 발명에 따른 태양전지의 구조를 나타낸 단면도의 또 다른 일례이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a conceptual diagram showing a constitutional relationship of an organic material refining apparatus using an ionic liquid in connection with the present invention.
FIG. 2 shows an example of a flow chart of a purification method using an organic material purification apparatus using the ionic liquid shown in FIG. 1.
3 is a conceptual diagram showing a constitutional relationship of an organic material refining apparatus using an ionic liquid in connection with the present invention.
4 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a dye-sensitized solar cell according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the dye-sensitized solar cell according to the present invention.
6 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the dye-sensitized solar cell according to the present invention.
7 is a cross-sectional view showing another example of the structure of a dye-sensitized solar cell according to the present invention.
8 is a cross-sectional view showing another example of the structure of a dye-sensitized solar cell according to the present invention.
9 is a cross-sectional view showing another example of the structure of a dye-sensitized solar cell according to the present invention.
10 is a cross-sectional view showing another example of the structure of a dye-sensitized solar cell according to the present invention.
11 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a conductive paper according to the present invention.
12 is an example of a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the conductive paper according to the present invention.
13 is another example of a cross-sectional view showing the structure of the conductive paper related to the present invention.
14 is another example of a cross-sectional view showing the structure of a conductive paper according to the present invention.
15 is an example of a cross-sectional view showing the structure of a solar cell according to the present invention.
16 is an example of a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the conductive paper according to the present invention.
17 is another example of a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a conductive paper according to the present invention.
18 is another example of a cross-sectional view showing the structure of the conductive paper according to the present invention.
19 is another example of a cross-sectional view showing the structure of a conductive paper according to the present invention.
20 is another example of a cross-sectional view showing the structure of a solar cell according to the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the embodiment described below does not unduly limit the content of the present invention described in the claims, and the entire structure described in this embodiment is not necessarily essential as the solution means of the present invention.

이온성 액체(Ionic liquids, ILs)는 유기 및 무기 화합물에 훌륭한 용해도를 나타내는 낮은 융해점, 무증기압, 높은 열 안전성을 지닌 유기성 염이다.Ionic liquids (ILs) are organic salts with low melting point, no vapor pressure and high heat stability, which show good solubility in organic and inorganic compounds.

상기 특성으로 인해 이온성 액체(ILs)는 바이오텍 산업, 의약 및 화학 산업, 신소재 나노융합 분야 등에서 폭넓게 사용되고 있다.Due to these properties, ionic liquids (ILs) have been widely used in the biotechnology industry, medicine and chemical industry, and new material nano-fusion fields.

특히, 이온성 액체는 필터로 활용되어 유기소재를 정제하는 방법에 이용될 수도 있다.In particular, an ionic liquid can be utilized as a filter to purify an organic material.

이를 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 표시장치를 통해 설명한다.This is explained using an OLED (Organic Light Emitting Diodes) display device.

최근에는 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 표시장치가 차세대 표시장치로 각광받고 있다. 그 이유는 무기 LED가 요구하는 높은 구동전압이 필요 없을 뿐만 아니라, 자기발광, 박막, 빠른 응답속도, 넓은 시야각 등의 장점과 다양한 유기화합물로 인해 다색성이 용이한 장점이 있기 때문이다. Recently, OLED (Organic Light Emitting Diodes) display devices have been attracting attention as next generation display devices. This is because not only the high driving voltage required by the inorganic LED is required, but also the advantage of self-luminescence, thin film, fast response speed, wide viewing angle, and flexibility of various colors due to various organic compounds.

이러한 OLED는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 들뜬 상태로 있는 여기자(exciton)를 생성하고, 생성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장을 갖는 빛을 발광하는 소자를 일컫는다.Such an OLED refers to a device that generates excitons in which holes and electrons are recombined in the light emitting layer to emit light, and emits light having a specific wavelength by energy from the generated excitons.

OLED는 유리 등의 투명기판(Glass)상에 양극(Anode), 정공 주입층(Hole injection layer: HIL), 정공 수송층(Hole transport layer: HTL), 유기 발광층(Emission layer: EML), 전자 수송층(Electron transport layer: ETL), 전자 주입층(Electron injection layer: EIL) 및 음극(Cathode) 이 순차적으로 형성된 적층구조로 구성된다.OLEDs are formed on a transparent glass substrate such as an anode, a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an organic emission layer (EML), an electron transport layer An electron transport layer (ETL), an electron injection layer (EIL), and a cathode are sequentially formed.

OLED을 제작함에 있어서는 발광 및 전하수송을 위한 유기물이 필요하다. 그런데, 이러한 유기물은 전자와 정공의 주입뿐만 아니라 주입된 정공과 전자의 재결합에 직접 관여하기 때문에, 유기물의 순도는 OLED의 칼라, 발광효율 및 수명을 좌우하는 아주 중요한 요소로 작용하고 있다. OLEDs require organic materials for light emission and charge transport. However, since the organic materials directly participate in the recombination of injected holes and electrons as well as the injection of electrons and holes, the purity of the organic materials plays an important role in determining the color, luminous efficiency and lifetime of the OLED.

즉, 유기물 내의 소량의 불순물은 주입된 전하의 소멸 확률을 증대시켜, 정공과 전자의 재결합 확률을 낮추어 발광효율의 저하를 가져올 뿐만 아니라, 불순물 첨가로 인한 새로운 에너지 레벨이 형성되어 발광색의 순도 저하의 요인이 된다.That is, a small amount of impurities in the organic material increases the probability of disappearance of the injected charges, lowering the probability of recombination of holes and electrons, resulting in a decrease in luminous efficiency, as well as a new energy level due to the addition of impurities, .

따라서, 고휘도, 고효율, 장수명의 전계발광소자를 달성하기 위해서는, 전계발광소자 구조의 최적화와, 정공(혹은 전자) 주입 및 수송특성이 우수한 신재료의 개발, 및 유기 발광층용 새로운 재료개발과 더불어 OLED용 유기물의 순도 향상이 요구되고 있다.Therefore, in order to achieve an electroluminescent device with high luminance, high efficiency, and long life, it is necessary to optimize the electroluminescent device structure, develop new materials excellent in hole (or electron) injection and transport properties, It is required to improve the purity of the organic material.

한편, OLED용 유기물을 정제함에 있어서는 일반적으로 용매를 사용한 재결정 또는 승화에 의한 재결정 방법이 사용되고 있다. 승화에 의한 재결정 방법은 진공하에서 유기재료가 승화되어 재결정되므로, 불순물이 들어가지 않는 특성을 갖는다. 따라서, 통상적인 유기전계발광소자용 유기재료의 정제 방법으로는 승화 정제법이 일반적으로 사용되고 있다.On the other hand, when purifying an organic material for OLED, a recrystallization method using a solvent or a recrystallization method by sublimation is generally used. The recrystallization method by sublimation has a characteristic that the organic material is sublimated and recrystallized under vacuum, so that no impurities are introduced. Therefore, a conventional sublimation purification method is generally used as a method for purifying an organic material for an organic electroluminescence device.

여기서, 승화(sublimate)는 상평형도에서 3중점 이하의 온도와 압력에서 발생하는 기체-고체상의 전이현상을 지칭한다. 상압에서 가열하면 열분해되는 물질이라 할지라도 1중점 이하의 낮은 압력에서는 비교적 높은 온도에서도 분해되지 않는 상태가 유지된다. 이러한 성질을 이용하여 온도 기울기의 제어가 가능한 승화 장치 내에서, 혼합된 물질을 가열하여 물질이 분해되지 않은 상태로 승화점이 다른 불순물과 분리하는 조작을 진공 승화법(vacuum sublimation method)이라 한다. 이러한 진공 승화법은 순수한 물리적인 방법으로 보조 시약의 사용이나 그 이외의 화학적 방법에 의하지 않기 때문에, 시료의 오염이 없고 분리율이 큰 장점을 가지고 있어서 OLED용 유기소재의 정제에 유용한 방법이다.Here, sublimate refers to a gas-solid transition occurring at a temperature and pressure below the triple point in the phase equilibrium. Even if the material is pyrolyzed by heating at normal pressure, it is maintained in a state of not decomposing even at a relatively high temperature at a pressure lower than 1 point. In the sublimation apparatus capable of controlling the temperature gradient by using such a property, the operation of separating the sublimation point from the other sublimation state without heating the mixed substance by heating the mixed substance is called a vacuum sublimation method. Such a vacuum sublimation method is a pure physical method and is useful for the purification of an organic material for an OLED because it does not depend on the use of an auxiliary reagent or other chemical methods and thus has no contamination of a sample and has a large separation rate.

현재 통상적으로 사용되고 있는 OLED용 유기소재의 정제 방법은 연속 승화 (train sublimation)정제법이다. 이 방법은 중공형인 긴 관의 끝부분에 정제 대상 소재를 위치시키고, 진공펌프를 이용해 관 내부를 진공시킨 상태에서 히터로 관을 가열해 관 전체에 걸쳐 온도 기울기를 만드는 것이다. 이렇게 함으로써 분리하고자 하는 소재와 불순물의 승화점 차이에 기인한 재결정 위치의 차이를 이용해 소재를 분리할 수 있다. 경우에 따라서는 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 진공도가 크게 떨어지지 않는 범위 내에서 정제장치를 구성하는 소재와 반응하지 않는 질소 또는 불활성기체를 유동시켜 유기소재의 기체를 운반하는 운송기체로 사용하고 있다. 이러한 운송기체는 유기소재의 기체를 원활하게 유동시키는 역할을 한다.A conventional method for purifying an organic material for OLED, which is currently in use, is a train sublimation purification method. In this method, the material to be refined is placed at the end of a long hollow tube, and the tube is heated with a heater while the inside of the tube is evacuated by using a vacuum pump to make a temperature gradient across the tube. By doing so, the material can be separated using the difference in recrystallization position due to the difference in sublimation point between the material to be separated and the impurity. In some cases, nitrogen or inert gas, which does not react with the material constituting the purification apparatus, is flowed within a range in which the degree of vacuum does not significantly decrease from a high temperature side to a low temperature side, and is used as a carrier gas for transporting an organic material gas. Such transport gas serves to smoothly flow the organic material gas.

유기소재 원료는 도가니 내에 담기고, 도가니는 제2 석영 유리관 내의 일측에 배치된다. 한편, 제2 석영 유리관의 외측은 제1 석영 유리관이 감싸고 있는 구조를 갖는다. 여기서, 도가니는 도시하지 않았으나 양 단부가 개방된 중공의 원통 석영관의 양 단부에 끼워 맞추어지며, 스테인리스 스틸 재료로 구성되며 구멍을 갖는 한 쌍의 뚜껑을 갖도록 구성된다.The organic material material is contained in the crucible, and the crucible is disposed on one side of the second quartz glass tube. On the other hand, the outside of the second quartz glass tube has a structure in which the first quartz glass tube surrounds. Here, the crucible is configured so as to have a pair of lids having holes, which are made of a stainless steel material and are fitted to both ends of a hollow cylindrical quartz tube, not shown, both ends of which are open.

히터는 제1 석영 유리관의 일측을 둘러싸듯이 설치된다. 이때, 히터는 도가니가 위치하는 대응 위치에 설치된다. 진공펌프는 제2 석영 유리관의 타측에 배치되어 제2 석영 유리관의 내부를 진공상태로 유지시키는 역할을 한다.The heater is installed so as to surround one side of the first quartz glass tube. At this time, the heater is installed at the corresponding position where the crucible is located. The vacuum pump is disposed on the other side of the second quartz glass tube and serves to keep the inside of the second quartz glass tube in a vacuum state.

승화 정제장치는, 우선 진공펌프를 이용해 제2 석영 유리관의 내부를 진공상태로 만들고, 소량의 운송기체를 진공펌프가 설치된 제2 석영 유리관의 전체에 흘려주어 미세한 압력 기울기를 형성한다. 그리고, 히터(250)를 이용해 온도를 서서히 올리면 제2 석영 유리관의 전체에 걸쳐서 온도 기울기가 형성되는데, 이때 형성되는 온도 분포는 정규 분포 곡선의 모양을 나타낸다.The sublimation refining apparatus first vacuums the inside of the second quartz glass tube by using a vacuum pump and flows a small amount of the transportation gas over the entire second quartz glass tube provided with the vacuum pump to form a fine pressure gradient. When the temperature is gradually increased by using the heater 250, a temperature gradient is formed over the entire second quartz glass tube, and the temperature distribution formed at this time represents the shape of a normal distribution curve.

한편, 도가니의 온도가 그 안에 담긴 정제 대상인 유기소재 원료의 승화점보다 높아지면 소재는 승화되기 시작하며, 이때 형성된 기체 분자는 도가니의 외부로 나온 뒤에 압력 기울기에 의해 진공펌프가 설치된 방향으로 이동하기 시작한다. 이때, 유기소재 원료보다 승화점이 높은 불순물은 도가니의 내부에 잔류한다.On the other hand, when the temperature of the crucible becomes higher than the sublimation point of the organic material raw material to be refined contained therein, the material starts to sublimate, and the formed gas molecules move to the outside of the crucible and then move in the direction in which the vacuum pump is installed by the pressure gradient Start. At this time, the impurities having a lower sublimation point than the organic material source remain in the crucible.

진공펌프가 설치된 방향으로 이동하는 기체 분자는, 승화점 이하의 온도를 가진 제2 석영 유리관의 구간에서 다시 고체상으로 전이되어, 제2 석영 유리관의 내측 표면에 결정 상태로 맺힌다.The gas molecules moving in the direction in which the vacuum pump is installed are again transferred to the solid phase in the section of the second quartz glass tube having the temperature lower than the sublimation point and are formed in the crystalline state on the inner surface of the second quartz glass tube.

한편, 일정시간이 경과하고 나면 가열을 멈추고 서서히 냉각시켜서 상온과 같아지면 제2 석영 유리관을 해체해 결정 상태의 정제소재를 긁어내서 회수한다. On the other hand, after the lapse of a predetermined time, the heating is stopped and the glass is slowly cooled. When the temperature is equal to the room temperature, the second quartz glass tube is disassembled and the purified material is scraped off and recovered.

그런데, OLED에 사용되는 유기소재(정제소재)는 불순물 함유량이 극히 적은 고순도 상태여야 하므로 단 한번의 정제로는 필요한 순도의 소재를 얻기 어렵다. However, since the organic material (refined material) used in the OLED must be in a high purity state with an extremely small impurity content, it is difficult to obtain a material having the required purity with a single purification.

다시 말해서, 승화 정제법의 경우 유기소재의 승화점 차이를 이용해 원료물질을 순도가 높은 유기물질로 정제할 수 있는 장점이 있는 반면, 정제과정이 승화-응축을 반복하는 과정 중에 유기물질의 상당량이 불활성기체와 함께 배기로 소실되므로, 출발물질 대비 최종 정제물질의 수율이 매우 낮다는 문제점이 있다. In other words, the sublimation purification method has an advantage in that the raw material can be refined as an organic substance having high purity by using the difference in sublimation point of the organic material. On the other hand, when the refining process repeats sublimation-condensation, There is a problem that the yield of the final purified material is very low compared to the starting material since it is lost by the exhaust gas together with the inert gas.

이 때문에 정제공정에서 소비되는 에너지가 많고, 이는 최종적으로 유기물질의 원가가 상승하는 문제점으로 작용하게 된다.Therefore, the energy consumed in the purification process is large, which causes a problem that the cost of the organic material finally increases.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 진공 중에서도 안정된 이온성 액체를 필터로 활용하여 OLED용 유기소재를 간편하게 대량으로 정제 생산할 수 있는 이온성 액체를 이용한 유기소재 정제방법 및 정제장치가 이용될 수 있다.In order to solve these problems, an organic material purification method and a purification apparatus using an ionic liquid capable of easily mass-purifying an organic material for OLED by using a stable ionic liquid as a filter in a vacuum can be used.

하기에서는, 이 발명에 따른 이온성 액체를 이용한 유기소재 정제방법 및 정제장치의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention In the following, preferred embodiments of a purification method and a purification apparatus for an organic material using an ionic liquid according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명과 관련하여, 이온성 액체를 이용한 유기소재 정제장치의 구성관계를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a constitutional relationship of an organic material refining apparatus using an ionic liquid in connection with the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 유기소재 정제장치(300)는 불순물이 함유된 OLED용 유기소재 원료를 가열하여 승화시키는 진공분위기의 승화수단과, 승화된 유기소재의 승화기체를 이온성 액체 안으로 혼입시켜 이온성 액체 안에서 재결정화시키는 진공분위기의 재결정화수단, 및 승화수단과 재결정화수단의 작동을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the organic material refining apparatus 300 of this embodiment includes a sublimation unit in a vacuum atmosphere for heating and sublimating an organic material raw material for an OLED containing an impurity, A recrystallization means in a vacuum atmosphere for recrystallization in an ionic liquid, and a control means for controlling the operation of the sublimation means and the recrystallization means.

여기서, 승화수단은 유기소재 원료(311)를 수용하는 도가니(310)와, 도가니(310)가 설치되며 일정 내부 용적을 갖는 가열챔버(320)와, 가열챔버(320)의 내부를 진공상태로 만드는 진공펌프(350)와, 도가니(310)를 가열하는 제1 히터(312), 및 가열챔버(320)의 일측에 연결되어 불활성 기체를 공급하는 불활성 기체공급원(360)을 포함하여 구성된다.The sublimation means includes a crucible 310 for containing the organic raw material 311, a heating chamber 320 provided with a crucible 310 and having a predetermined internal volume, A first heater 312 for heating the crucible 310 and an inert gas supply source 360 connected to one side of the heating chamber 320 to supply an inert gas.

그리고, 재결정화수단은 이온성 액체(341)를 수용한 저장조(340)와, 일측이 가열챔버(320)의 내부와 연통하고 타측이 저장조(340) 내의 이온성 액체(341)에 침지되는 연결도관(330)과, 저장조(340)의 내부를 진공상태로 만드는 상기 진공펌프(350), 및 저장조(340)의 이온성 액체(341) 위에 수집된 기체를 저장조(340) 밖으로 배출하는 배출펌프(353)를 포함하여 구성된다.The recrystallization means includes a reservoir 340 in which the ionic liquid 341 is accommodated and a reservoir 340 in which one side communicates with the interior of the heating chamber 320 and the other side is immersed in the ionic liquid 341 in the reservoir 340 A drain pump 340 for discharging the gas collected on the ionic liquid 341 of the reservoir 340 to the outside of the reservoir 340, a conduit 330, a vacuum pump 350 for putting the inside of the reservoir 340 into a vacuum state, (353).

한편, 가열챔버(320)와 저장조(340)는 상측에서 서로 연결되며, 그 연결부위에 진공펌프(350)가 설치된다. On the other hand, the heating chamber 320 and the storage tank 340 are connected to each other at the upper side, and a vacuum pump 350 is installed at the connection site.

그리고, 진공펌프(350)의 연결라인에는 가열챔버(320) 및 저장조(340)와 선택적으로 연통시키는 밸브(351, 352)가 각각 설치된다.The connection line of the vacuum pump 350 is provided with valves 351 and 352 for selectively communicating with the heating chamber 320 and the storage tank 340.

그리고, 저장조(340)의 상부 쪽에는 유기소재의 정제에 사용된 이온성 액체(341)를 정제 공정을 거쳐 재활용할 수 있도록 수집하는 이온성 액체 수집부(370)를 더 갖도록 구성할 수 있다.The ionic liquid 341 used for the purification of the organic material may be further provided on the upper side of the reservoir 340 to have an ionic liquid collector 370 for collecting the ionic liquid 341 through a purification process so as to be recyclable.

이 실시예에 따른 이온성 액체(341)로는 화학식 1의 1-부틸-3-메틸리미다조리움 비스(트리플루오르메틸 술포닐)이미드(1-Butyl-3-methylimidazorium bis(trifluoromethyl sulfonyl)imide)(BMIM TFSI)를 이용하거나, 화학식 2의 1-옥틸-3-메틸리미다조리움 비스(트리플루오르메틸 술포닐)이미드(1-Octyl-3-methylimidazorium bis(trifluoromethyl sulfonyl)imide)(OMIM TFSI)를 이용할 수 있다. 또는, 1-에틸-3-메틸리미다조리움 비스(트리플루오르메틸 술포닐)이미드(1-Etyl-3-methylimidazorium bis(trifluoromethyl sulfonyl)imide)(EMIMTFSI)를 이용할 수도 있다.As the ionic liquid 341 according to this embodiment, 1-butyl-3-methylimidazorium bis (trifluoromethyl sulfonyl) imide of Chemical Formula 1 is used, (BMIM TFSI) or 1-octyl-3-methylimidazorium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (OMIM TFSI) of formula (2) Can be used. Alternatively, 1-ethyl-3-methylimidazorium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (EMIMTFSI) may be used.

화학식 1Formula 1

화학식 2(2)

상기와 같은 이온성 액체(BMIM TFSI, OMIM TFSI, EMIM TFSI)는 비휘발성 유기용매로서 이온성 액체 내에서 유기(organic)물질과 불순물이 용해-재결정화를 수 없이 반복하는 과정에서 과포화도에 더 빨리 도달하는 유기소재가 우선 재결정화되는 메커니즘으로 인해 다양한 유기소재를 정제 및 재결정화 하는데 사용이 가능하다.Such ionic liquids (BMIM TFSI, OMIM TFSI, and EMIM TFSI) are nonvolatile organic solvents that are capable of dissolving organic compounds and impurities in ionic liquids more rapidly in supersaturation Due to the mechanism by which the organic material arrives first recrystallized, it can be used to purify and recrystallize various organic materials.

한편, BMIM TFSI, OMIM TFSI, EMIM TFSI는 저융점(low melting point), 저증기압(low vapor pressure), 불연성(nonflammable), 유기분자이온의 구성(consist of organic molecular ions), 음-양이온간 조합비율의 조절성질(controllable properties by combinations of anions and cations) 등의 특성을 가지고 있다.On the other hand, BMIM TFSI, OMIM TFSI and EMIM TFSI are low melting point, low vapor pressure, nonflammable, consist of organic molecular ions, And controllable properties by combinations of anions and cations.

이 실시예에 따른 이온성 액체는 유기소재를 정제 및 재결정화를 하는데 사용되는 것으로서, 100~120℃, 107 Torr에서도 액체상으로 안정하여 진공 공정에서도 용매로 이용이 가능하다.The ionic liquid according to this embodiment is used for purifying and recrystallizing an organic material and is stable as a liquid phase at 100 to 120 ° C and 107 Torr and can be used as a solvent in a vacuum process.

한편, 이 실시예에 따른 유기소재 원료(311)로는 정공 수송층(HTL) 재료로 쓰이는 NPB(N,N'-bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine) 소재를 이용할 수 있다. As the organic material raw material 311 according to this embodiment, NPB (Naphthylen-1-yl) -N, N'-bis (phenyl) -benzidine, which is used as a hole transport layer (HTL) Materials can be used.

여기서, NPB는 승화점이 180℃ 이상이다. 따라서, 가열챔버(320) 내의 도가니(310)를 200℃ 이상으로 가열시키면 승화된다.Here, NPB has a sublimation temperature of 180 ° C or higher. Therefore, when the crucible 310 in the heating chamber 320 is heated to 200 ° C or higher, it sublimes.

한편, OLED 소자 제작을 위해 사용되는 증착물질(유기소재 원료)은 상기와 같은 물질 이외에도 여러 가지가 존재한다. 따라서, 이 발명은 이러한 여러 종류의 유기소재를 원료로 이용할 수가 있다.On the other hand, there are a variety of deposition materials (organic material raw materials) used for manufacturing OLED devices other than the above materials. Therefore, the present invention can use these various kinds of organic materials as raw materials.

도가니(310)는 가열챔버(320)의 바닥 쪽에 설치되는 것으로서, 하부 쪽에 제1 히터(312)를 갖도록 구성된다.The crucible 310 is installed on the bottom side of the heating chamber 320 and has a first heater 312 on the lower side.

또한, 도가니(310)는 그 내부에 정제대상의 유기소재 원료(311)를 담을 수 있는 형태를 갖도록 구성된다.In addition, the crucible 310 is configured to have a form capable of containing the organic raw material 311 to be refined therein.

한편, 연결도관(330)은 그 일측이 가열챔버(320)의 상부에 연결되고, 타측이 저장조(340)의 상부를 통해 연장하여 이온성 액체(341)의 내부에 침지되는 형태로 배치된다. 이러한 연결도관(330)의 주위에는 연결도관(330)을 가열하는 제2 히터(331)가 더 설치될 수 있다. 여기서, 제2 히터(331)는 후술할 혼합기체가 연결도관(330)을 통해 이온성 액체(341) 안으로 혼입되는 과정에서, 혼합 승화기체(313)가 승화점을 유지할 수 있도록 연결도관(330) 주위를 가열하는 역할을 한다.On the other hand, the connection conduit 330 is disposed such that one side thereof is connected to the upper part of the heating chamber 320 and the other side thereof extends through the upper part of the storage tank 340 and is immersed in the ionic liquid 341. A second heater 331 may be further disposed around the connection conduit 330 to heat the connection conduit 330. The second heater 331 is connected to the connection conduit 330 so that the mixed sublimation gas 313 can maintain the sublimation point in the process of mixing the gas mixture into the ionic liquid 341 through the connection conduit 330. [ ) To heat the surroundings.

그리고, 저장조(340)의 하부에는 제3 히터(342)가 추가로 더 설치될 수 있다. 여기서, 제3 히터(342)는 이온성 액체(341)를 가열하여 혼합 승화기체(313)가 이온성 액체(341)에 용해되는 용해도를 조절하는 역할을 한다. 또한, 저장조(340)의 상부 쪽에는 배출펌프(353)가 더 설치될 수 있다. 이때, 배출펌프(353)의 설치라인에는 밸브(354)가 더 설치되는 것이 바람직하다.Further, a third heater 342 may be further installed under the reservoir 340. Here, the third heater 342 heats the ionic liquid 341 to control the solubility of the mixed sublimation gas 313 in the ionic liquid 341. Further, a discharge pump 353 may be further installed on the upper side of the reservoir 340. At this time, it is preferable that a valve 354 is additionally provided on the installation line of the discharge pump 353.

또한, 저장조(340)의 상부 쪽에는 이온성 액체 수집부(370)가 더 설치될 수 있다. 여기서, 이온성 액체 수집부(370)는 유기소재의 정제에 사용된 이온성 액체(341)를 증발시켜 불순물과 용해된 유기소재와 분리정제 공정을 거쳐 재활용할 수 있도록 수집하는 역할을 하는 것으로서, 저장조(340)의 내측면에 고정되며 곡면 형태를 갖는 수집판(371)과, 저장조(340)의 내측면에 고정되어 수집판(371)에 의해 수집되는 이온성 액체를 모으는 수집통(372)을 갖도록 구성된다.Further, an ionic liquid collecting unit 370 may be installed on the upper side of the reservoir 340. Here, the ionic liquid collector 370 serves to collect the ionic liquid 341 used for purifying the organic material through the separation and refining process with the impurities and the dissolved organic material so that the ionic liquid 341 can be recycled. A collection tube 371 fixed to the inner surface of the reservoir 340 and having a curved shape and a collection tube 372 secured to the inner surface of the reservoir 340 to collect the ionic liquid collected by the collection plate 371. [ .

아래에서는 상기와 같이 구성된 이 실시예의 유기소재 정제장치를 이용해 유기소재를 정제하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of purifying an organic material using the organic material refining apparatus of this embodiment will be described.

도 2는 도 1에 도시된 이온성 액체를 이용한 유기소재 정제장치를 이용한 정제방법에 대한 흐름도의 일례를 도시한 것이다.FIG. 2 shows an example of a flow chart of a purification method using an organic material purification apparatus using the ionic liquid shown in FIG. 1.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 가열챔버(320)의 내부에 유기소재 원료(311)가 담긴 도가니(310)를 설치하고, 저장조(340)에 이온성 액체(341)를 적당량 주입한 후, 진공펌프(350)를 이용해 가열챔버(320)와 저장조(340)를 진공화시킨다. 그런 다음, 제1 히터(312)를 이용해 도가니(310)를 유기소재의 승화점까지 가열시킨다. 1 and 2, a crucible 310 containing an organic material raw material 311 is provided in the heating chamber 320 and an ionic liquid 341 is injected into the reservoir 340 in an appropriate amount After that, the heating chamber 320 and the reservoir 340 are evacuated by using a vacuum pump 350. Then, the crucible 310 is heated to the sublimation point of the organic material by using the first heater 312.

그러면, 유기소재와 일부 불순물이 혼합된 유기소재의 혼합 승화기체(313)가 된다(S410).Then, a mixed sublimation gas 313 of an organic material in which an organic material and some impurities are mixed is obtained (S410).

이 상태에서 불활성 기체공급원(360)에서 가열챔버(320)의 내부로 불활성 기체를 공급한다. 이때, 불활성 기체로는 진공도가 크게 떨어지지 않는 범위 내에서 유기소재 정제장치(300)를 구성하는 소재와 반응하지 않는 질소 또는 아르곤 가스 등을 사용한다. 이러한 불활성 기체는 혼합 승화기체(313)를 저장조(340) 내의 이온성 액체(341) 안으로 유동시키는 역할을 하는 것으로서, 혼합 승화기체(313)와 혼합되어 혼합기체가 된다(S420).In this state, an inert gas is supplied from the inert gas supply source 360 to the inside of the heating chamber 320. At this time, as the inert gas, nitrogen or argon gas which does not react with the material constituting the organic material refining apparatus 300 is used within a range in which the degree of vacuum does not significantly decrease. This inert gas serves to flow the mixed sublimation gas 313 into the ionic liquid 341 in the reservoir 340 and is mixed with the mixed sublimation gas 313 to become a mixed gas (S420).

이렇게 형성된 혼합기체는 가열챔버(320) 내부에서의 압력이 상승함에 따라 연결도관(330)을 통해 이온성 액체(341) 안으로 혼입되어 기포를 형성한다(S430). 한편, 혼합기체가 연결도관(330)을 통해 이온성 액체(341) 안으로 혼입되는 과정에서, 연결도관(330)의 주위에 설치된 제2 히터(331)가 연결도관(330)의 주위를 가열함에 따라 혼합 승화기체(313)가 승화점을 유지한 상태로 이온성 액체(341) 안으로 혼입될 수 있다.As the pressure in the heating chamber 320 rises, the mixed gas thus formed is introduced into the ionic liquid 341 through the connection conduit 330 to form bubbles (S430). Meanwhile, in the process of mixing the mixed gas into the ionic liquid 341 through the connection conduit 330, the second heater 331 installed around the connection conduit 330 heats the periphery of the connection conduit 330 The mixed sublimation gas 313 can be incorporated into the ionic liquid 341 while maintaining the sublimation point.

한편, 이온성 액체(341)에 혼입된 혼합기체는 기포를 형성하면서 기포 안의 혼합 승화기체(313)가 이온성 액체(341)에 용해되고, 불활성 기체는 이온성 액체(341)에 용해되지 않은 채 이온성 액체(341)의 밖으로 떠올라 저장조(340)의 상부에 수집된다. 이렇게 저장조(340)의 상부에 수집된 불활성 기체는 배출펌프(353)에 의해 저장조(340) 밖으로 배출되어 회수된다(S440). 한편, 저장조(340) 밖으로 배출되어 회수된 불활성 기체는 불활성 기체 리턴수단을 통해 불활성 기체공급원(360)으로 리턴되어 재활용할 수도 있다. 여기서, 불활성 기체 리턴수단은 일반적인 펌프 등을 이용해 구성하면 된다.On the other hand, the mixed gas mixed in the ionic liquid 341 forms bubbles while the mixed sublimable gas 313 in the bubbles is dissolved in the ionic liquid 341, and the inert gas is not dissolved in the ionic liquid 341 It floats out of the ionic liquid 341 and is collected on top of the reservoir 340. The inert gas collected in the upper part of the reservoir 340 is discharged to the reservoir 340 by the discharge pump 353 and recovered (S440). On the other hand, the inert gas discharged out of the reservoir 340 and returned may be returned to the inert gas supply source 360 through the inert gas return means to be recycled. Here, the inert gas returning means may be constructed using a general pump or the like.

이온성 액체(341)에 혼합 승화기체(313)가 용해될 때 불순물 대비 정제대상의 유기소재의 함량이 절대적으로 높기 때문에, 유기소재가 우선 과포화상태에 이르러 재결정화가 먼저 시작되어 고순도의 정제소재(343)로 석출된다(S450). 이때, 저장조(340)의 하부에 설치되는 제3 히터(342)를 이용해 혼합 승화기체(313)가 이온성 액체(341)에 용해되는 용해도를 조절할 수가 있다. 그로 인해, 혼합 승화기체(313)에 대한 이온성 액체(341)의 용해도를 조절하여 이온성 액체(341) 내에서 유기소재의 과포화도 및 유기소재의 재결정화 속도 등의 제어가 가능하다. 이로 인해 재결정화되는 과정에서 불순물의 혼입을 최소화할 수 있으며, 이렇게 이온성 액체(341) 내에 석출되는 고순도의 정제소재(343)는 가열챔버(320)로부터 적절히 회수하면 된다. 예를 들어, 저장조(340)의 일측에 개폐구를 형성해 그 곳을 통해 정제소재(343)를 회수하면 된다.When the mixed sublimation gas 313 is dissolved in the ionic liquid 341, since the content of the organic material to be purified with respect to the impurities is absolutely high, the organic material first reaches the supersaturated state and recrystallization is started first, 343) (S450). At this time, the solubility of the mixed sublimation gas 313 dissolved in the ionic liquid 341 can be controlled by using the third heater 342 provided at the lower part of the reservoir 340. Thus, the solubility of the ionic liquid 341 with respect to the mixed sublimation gas 313 can be controlled to control the degree of supersaturation of the organic material and the recrystallization speed of the organic material in the ionic liquid 341. The refining material 343 having a high purity precipitated in the ionic liquid 341 may be appropriately recovered from the heating chamber 320. For example, an opening / closing port may be formed at one side of the storage tank 340 and the tablet material 343 may be recovered through the opening / closing port.

상기와 같이 이온성 액체(341) 내에 석출되는 고순도의 정제소재(343)가 회수되고 나면, 이온성 액체(341) 내에서는 혼합기체 내에 포함되어 있던 과포화도에 이르기까지 용해된 유기소재와 소량의 불순물이 일부 잔류하게 된다. 또한, 정제공정이 진행됨에 따라 이온성 액체(341) 내의 불순물 함량이 증가하게 되고, 일정 시점에서는 불순물 성분 또한 과포화도에 다다르게 되어 재결정화된 유기소재 내에 불순물의 혼입이 발생하게 된다. 이 시점에서 정제공정을 위한 이온성 액체를 고순도의 이온성 액체로 교환해 주는 것이 바람직하다.After the purified material 343 having a high purity precipitated in the ionic liquid 341 is recovered as described above, the organic material dissolved in the ionic liquid 341 up to the degree of supersaturation contained in the mixed gas and a small amount of impurities This part will remain. Also, as the purification process proceeds, the impurity content in the ionic liquid 341 increases, and at a certain point, the impurity component also reaches the degree of supersaturation, so that impurities are mixed in the recrystallized organic material. At this point it is desirable to exchange the ionic liquid for the purification process with a high purity ionic liquid.

한편, 용해된 유기소재 및 불순물은 이온성 액체와 비교하여 그 증발온도가 서로 다르다. 즉, 이온성 액체의 증발온도가 유기소재 및 불순물에 비해 낮다. 이러한 특성을 이용하면 이온성 액체 성분을 따로 분리 정제하는 것이 가능하다. 이를 위해, 제3 히터(342)를 이온성 액체의 증발온도로 설정해 가열시키면, 이온성 액체는 증발해 이온성 액체 수집부(370)의 수집판(371)을 거쳐 수집통(372)에 회수되고 고농축된 유기소재 및 불순물만 잔류하게 된다. 이렇게 잔류하는 고농축된 유기소재 및 불순물은 별도로 수거 후 일반적인 용매를 이용한 재처리를 통해 유기소재와 불순물의 분리공정을 거친 후, 일정수준의 순도를 갖는 유기소재는 다시 재결정화를 위한 원료로 이용할 수 있다. 또한, 수집통(372)에 회수된 이온성 액체는 이온성 액체 리턴수단을 통해 저장조(340) 내부로 리턴되어 재활용할 수 있다. 여기서, 이온성 액체 리턴수단은 일반적인 펌프 등을 이용해 구성하면 된다.On the other hand, dissolved organic materials and impurities have different evaporation temperatures as compared with ionic liquids. That is, the evaporation temperature of the ionic liquid is lower than that of organic materials and impurities. By using these properties, it is possible to separately separate and purify the ionic liquid component. For this, when the third heater 342 is set to the evaporation temperature of the ionic liquid and heated, the ionic liquid evaporates and is collected in the collector 372 via the collector plate 371 of the ionic liquid collector 370 And only highly concentrated organic materials and impurities remain. The highly concentrated organic materials and impurities thus remained are separately collected and then subjected to a separation process between the organic material and the impurities through a reprocessing using a general solvent. Thereafter, the organic material having a certain degree of purity can be used as a raw material for recrystallization have. In addition, the ionic liquid recovered in the collection tube 372 can be returned to the inside of the reservoir 340 through the ionic liquid return means and recycled. Here, the ionic liquid returning means may be constituted by using a general pump or the like.

한편, 이 실시예의 유기소재 정제장치(300)는 혼합기체가 저장조(340)의 이온성 액체(341) 내에 혼입되고 나서, 기포 내의 혼합 승화기체(313)가 이온성 액체(341)와 접촉하여 용해되기 쉽도록 기포의 용적을 더 작게 만드는 기포 미세화수단을 포함할 수도 있다.On the other hand, in the organic material refining apparatus 300 of this embodiment, the mixed gas is mixed into the ionic liquid 341 of the reservoir 340 and then the mixed sublimated gas 313 in the bubble comes into contact with the ionic liquid 341 And a bubble refining means for making the volume of the bubble smaller so as to be easily dissolved.

또한, 이 실시예의 유기소재 정제장치(300)는 혼합 승화기체(313)가 이온성 액체(341)에 접촉하기 쉽도록 접촉 확대수단을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 혼합 승화기체(313)가 불활성 기체와 혼합된 상태에서 이온성 액체(341) 안을 일정 시간 통과하도록 유도함으로써 승화기체의 용해를 촉진할 수도 있다.In addition, the organic material refining apparatus 300 of this embodiment may further include contact expanding means so that the mixed sublimation body 313 is easily contacted with the ionic liquid 341. For example, the mixed sublimation gas 313 may be mixed with the inert gas to induce the ionic liquid 341 to pass through the ionic liquid 341 for a predetermined time, thereby promoting dissolution of the sublimation gas.

도 3은 본 발명과 관련하여, 이온성 액체를 이용한 유기소재 정제장치의 구성관계를 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram showing a constitutional relationship of an organic material refining apparatus using an ionic liquid in connection with the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 유기소재 정제장치(300A)는 정제소재(343A)의 원활한 회수가 가능하도록 저장조(340A)의 형태와 제3 히터(342A)의 배치를 일부 변형한 것을 제외하고는 전술한 유기소재 정제장치(300)와 동일하게 구성된다. 따라서, 이 실시예에서는 동일한 구성요소들에 대서는 동일 도면부호를 부여하고 그에 대한 설명을 생략하기로 한다.3, the organic material refining apparatus 300A according to this embodiment has a configuration in which the shape of the reservoir 340A and the arrangement of the third heater 342A are partially modified so that the refining material 343A can be recovered smoothly The organic material refining apparatus 300 is constructed in the same manner as the organic material refining apparatus 300 described above. Therefore, in this embodiment, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

이 실시예의 저장조(340A)는 그 하부 쪽이 깔때기 형태로 구성되고, 하부 쪽에 정제소재(343A)의 회수통(344)을 별도로 갖도록 구성된다. 이때, 회수통(344)는 저장조(340A)의 하단에 분리 및 결합이 가능하게 구성된다. 따라서, 회수통(344)에는 상술한 바와 같은 공정을 거쳐 석출된 정제소재(343A)가 점점 쌓이게 된다. The reservoir 340A of this embodiment is configured in the form of a funnel on the lower side and the reservoir 344 of the refining material 343A separately in the lower side. At this time, the collection box 344 is configured to be detachable and connectable to the lower end of the storage tank 340A. Therefore, the refined material 343A precipitated through the above-described process gradually accumulates in the collection tube 344.

한편, 저장조(340A)의 하부에는 회수통(344)으로 이온성 액체가 이동하지 못하도록 제어하는 밸브(345)가 더 설치된다.Meanwhile, a valve 345 is provided at the lower portion of the reservoir 340A to control the movement of the ionic liquid by the recovery reservoir 344.

따라서, 회수통(344) 내에 정제소재(343A)가 일정량 쌓이면 밸브(345)를 폐쇄하고, 회수통(344)을 저장조(340A)에서 분리해 정제소재(343A)를 회수하면 된다.Therefore, when a certain amount of the refining material 343A is accumulated in the recovery tank 344, the valve 345 may be closed and the recovery tank 344 may be separated from the storage tank 340A to recover the purified material 343A.

한편, 이 실시예의 제3 히터(342A)는 저장조(340A)의 하부에 회수통(344)을 갖도록 구성함에 따라, 저장조(340A)의 측면에 설치해 간접 가열방식으로 정제소재(343A)가 원활하게 석출될 수 있도록 가열하면 된다.The third heater 342A of this embodiment has the recovery vessel 344 at the lower portion of the storage tank 340A so that the purified material 343A can be smoothly So that it can be precipitated.

전술한 이온성 액체는 전지에도 이용될 수 있다.The above-mentioned ionic liquids can also be used for batteries.

특히, 이온성 액체는 태양 전지에 이용될 수 있다.In particular, ionic liquids can be used in solar cells.

도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 염료감응형 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a dye-sensitized solar cell according to a first embodiment of the present invention.

도 4에서 염료감응형 태양전지는 전해질층(13)을 사이에 두고 하부 구조 및 상부 구조가 형성된다.4, the dye-sensitized solar cell has a lower structure and an upper structure with an electrolyte layer 13 interposed therebetween.

상기 하부 구조는 하부 기판(11)과, 이 하부 기판(11)상에 형성되는 하부 전극(12)을 구비한다. 하부 전극(12)은 도전성 무기물, 예컨대 금, 은, 알루미늄, 백금이나 이들의 다층 구조가 이용된다.The lower structure includes a lower substrate 11 and a lower electrode 12 formed on the lower substrate 11. The lower electrode 12 is made of a conductive inorganic material such as gold, silver, aluminum, platinum or a multilayer structure thereof.

하부 기판(11)은 종이로 구성된다. 본 실시예에서 종이라 함은 펄프를 주원료로 하여 제조된 일체의 종이와 더불어, 이러한 종이를 포함하는 재질, 예컨대 종이에 세라믹이나 실리콘 등의 내열성 재료를 코팅하거나 침투시킨 것을 포함한다.The lower substrate 11 is made of paper. In this embodiment, the term " paper " includes all kinds of paper made from pulp as a main material, and a material including such paper, for example, a paper in which a heat resistant material such as ceramic or silicone is coated or infiltrated.

상부 구조는 예컨대 유리 등으로 이루어진 상부 기판(16)과, 이 상부 기판(16)상에 형성되는 상부 전극(15) 및 다공질층(14)을 구비한다. 상기 상부 전극(15)은 예컨대 SnO2, ITO, TCO, FTO, ZnO, CNT등의 투명전극으로 이루어지고, 다공질층(14)은 예컨대 TiO2층으로 구성된다. 그리고 다공질층(14)에는 예컨대 루테늄(Ru)계 염료가 흡착된다.The upper structure includes an upper substrate 16 made of, for example, glass or the like, and an upper electrode 15 and a porous layer 14 formed on the upper substrate 16. The upper electrode 15 is made of a transparent electrode such as SnO 2, ITO, TCO, FTO, ZnO or CNT. The porous layer 14 is made of, for example, a TiO 2 layer. A ruthenium (Ru) -based dye is adsorbed on the porous layer 14, for example.

상기 구조의 태양전지를 제조하는 경우에는 우선 기판(11)으로서 종이를 준비하고, 이 기판(11)상에 예컨대 진공증착법 등을 이용하여 하부 전극(12)을 형성함으로써 하부 구조를 형성한다. 또한 이 경우 필요에 따라 종이를 진공상태, 또는 예컨대 아르곤(Ar), 네온(Ne) 등의 비활성 가스분위기내에서 열처리함으로써 종이에 흡착되어 있는 수분이나 공기를 제거하는 것도 바람직하다.In the case of manufacturing a solar cell having the above structure, first, a paper is prepared as a substrate 11, and a lower structure is formed by forming a lower electrode 12 on the substrate 11 using, for example, a vacuum evaporation method or the like. In this case, it is also preferable to remove water and air adsorbed on the paper by heat-treating the paper in a vacuum state or in an inert gas atmosphere such as argon (Ar), neon (Ne) or the like.

또한 통상적인 방법을 통해 상부 기판(16)과 상부 전극(15) 및 다공질층(14)을 형성하여 상부 구조를 형성한다.The upper substrate 16, the upper electrode 15 and the porous layer 14 are formed by a conventional method to form an upper structure.

그리고 상기 하부 구조 및 상부 구조를 결합하면서 그 사이 공극에 전해질을 주입 및 밀봉함으로써 태양전지를 완성하게 된다.Then, the solar cell is completed by injecting and sealing the electrolyte into the gap therebetween while joining the lower structure and the upper structure.

상기 실시예에 있어서는 하부 기판(11)으로서 종래의 유리나 반도체 기판 대신에 종이를 사용하게 된다. 따라서 태양전지의 제조비용을 절감할 수 있게 된다.In the above embodiment, the lower substrate 11 is made of paper instead of the conventional glass or semiconductor substrate. Therefore, the manufacturing cost of the solar cell can be reduced.

또한, 전술한 각각의 구성에 대해 이온성 액체(Ionic liquids, ILs)가 적용될 수 있다.In addition, ionic liquids (ILs) can be applied to each of the above-described structures.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 염료감응형 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating the structure of a dye-sensitized solar cell according to a second embodiment of the present invention.

도 5에 있어서는 하부 기판(11)으로서 종이가 사용된다. 그리고 이 기판(11)의 하측에 하부 전극(12)이 형성된다. 이 경우에도 하부 전극(12)으로서는 도전성 무기물, 예컨대 금, 은, 알루미늄, 백금이나 이들의 다층 구조가 이용된다.In Fig. 5, paper is used as the lower substrate 11. A lower electrode 12 is formed on the lower side of the substrate 11. In this case, as the lower electrode 12, a conductive inorganic material such as gold, silver, aluminum, platinum or a multi-layered structure thereof is used.

그리고 상부 구조는 도 4의 실시예와 실질적으로 동일하므로, 도 4과 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이 고 그 상세한 설명은 생략한다.Since the upper structure is substantially the same as the embodiment of FIG. 4, the same parts as those of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

본 실시예에 있어서는 하부 기판(11)의 하측에 하부 전극(12)을 형성하여 하부 구조를 완성하게 된다. 그리고 하부 구조와 상부 구조를 결합하면서, 그 사이 공극에 전해질을 주입하게 된다. 전해질을 주입할 때 종이 기판(11)에 전해질이 흡착된다. 기판(11)에 전해질이 흡착되면 하부 전극(12)과 다공질층(14) 사이가 전체적으로 전해질로 충전된다.In this embodiment, the lower electrode 12 is formed on the lower side of the lower substrate 11 to complete the lower structure. Then, while the lower structure and the upper structure are combined, the electrolyte is injected into the gap therebetween. The electrolyte is adsorbed on the paper substrate 11 when the electrolyte is injected. When the electrolyte is adsorbed on the substrate 11, the space between the lower electrode 12 and the porous layer 14 is entirely filled with the electrolyte.

염료감응형 태양전지는 상부 기판(16)을 통해 외부 광이 입사되면, 입사되는 광은 상부 기판(16)과 상부 전극(15)을 통해 다공질층(14)으로 전달된다. 입사광은 다공질층(14)에 흡착되어 있는 염료 분자들을 여기시키게 된다. 이러한 여기 상태에서 염료들로부터 다공질층(14)으로 전자들이 주입되고, 이와 같이 주입된 전자들은 다공질층(14)으로부터 상부 전극(15)으로 확산된다.When the external light is incident through the upper substrate 16, the incident light is transmitted to the porous layer 14 through the upper substrate 16 and the upper electrode 15. The incident light excites the dye molecules adsorbed on the porous layer 14. In this excited state, electrons are injected from the dyes into the porous layer 14, and the thus injected electrons are diffused from the porous layer 14 to the upper electrode 15.

한편, 전자를 잃어버린 염료 분자에 대해서는 전해질로부터 전자가 제공된다. 전해질은 예컨대 요오드로 구성되는데, 요오드는 염료에 전자를 제공하면서 트리요오드화물(triiodide)로 산화된다. 전자를 잃어버린 트리요오드화물은 양극, 즉 하부 전극(12)의 표면으로 확산 이동되어 외부 회로를 통해서 유입되는 전자를 받아서 다시 요오드로 환원되고, 이와 같이 환원된 요오드는 다시 음극, 즉 상부 전극(15)측으로 확산 이동하게 된다.On the other hand, electrons are provided from the electrolyte for dye molecules that lose electrons. The electrolyte is composed, for example, of iodine, which is oxidized to triiodide while providing electrons to the dye. The triiodide that has lost electrons is diffused to the anode, that is, the surface of the lower electrode 12, receives electrons flowing through the external circuit, and is again reduced to iodine. The thus reduced iodine is again supplied to the cathode, that is, ).

하부 기판(11)을 구성하는 종이에 전해질이 흡착되면, 종이와 하부 전극(12)이 전기적으로 결합되므로 종이, 즉, 기판(11)이 하부 전극(12)과 동일한 전위상태로 설정된다. 또한 종이는 섬유질로 구성되고 여기에 전해질이 흡착되므로 대량의 전해질이 종이와 전기적으로 접촉되게 된다. 이에 따라 기판(11)을 통해 대량의 트리요오드화물이 환원되고, 이와 같이 환원된 요오드에 의해 다공질층(14)에 흡착된 염료에 대량의 전자가 공급되게 되므로 태양전지의 광전변환 효율이 대폭적으로 향상되게 된다.When the electrolyte is adsorbed on the paper constituting the lower substrate 11, the paper, that is, the substrate 11 is set to the same potential state as the lower electrode 12 because the paper and the lower electrode 12 are electrically coupled. In addition, the paper is made of fibrous material, and the electrolyte is adsorbed thereon, so that a large amount of electrolyte comes into electrical contact with the paper. Accordingly, a large amount of triiodide is reduced through the substrate 11, and a large amount of electrons are supplied to the dye adsorbed to the porous layer 14 by the reduced iodine, so that the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is greatly increased .

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 염료감응형 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating the structure of a dye-sensitized solar cell according to a third embodiment of the present invention.

도 6에서는 기판(11)으로서 종이를 사용한다. 이 기판(11)상에는 하부 전극(31)이 형성된다. 본 실시예에서는 하부 전극(31)으로서 도전성 유기물이나 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물이 사용된다.In Fig. 6, paper is used as the substrate 11. On the substrate 11, a lower electrode 31 is formed. In the present embodiment, a conductive organic material or a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material is used as the lower electrode 31.

이때 이용 가능한 도전성 유기물로서는 예컨대 폴리아닐린, 폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술포네이트(PEDOT:PSS) 등의 혼합물이나 화합물 또는 다층물 등이 이용될 수 있다.As the conductive organic material that can be used at this time, for example, a mixture or compound such as polyaniline, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrenesulfonate (PEDOT: PSS) or a multilayered material may be used.

도전성 유기물이나 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물은 잉크젯법이나 스크린 인쇄법 등을 통하여 전극층을 형성할 수 있게 된다. 따라서 본 실시예에 있어서는 별도의 반도체 공정을 사용하지 않고 저온의 간단한 공정으로 하부 구조를 형성할 수 있게 되므로 태양전지의 제조가격을 낮출 수 있게 된다.A conductive organic material or a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material can form an electrode layer through an inkjet method or a screen printing method. Therefore, in this embodiment, since the lower structure can be formed by a simple process at a low temperature without using a separate semiconductor process, the manufacturing cost of the solar cell can be reduced.

또한 본 실시예의 바람직한 변형 실시예로서, 상기 도전성 유기물이나 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물을 기판(11), 즉 종이에 흡착시켜 하나의 단일층으로서 구현할 수 있다.Also, as a preferred modification of the present embodiment, the conductive organic material or a mixture of the conductive organic material and the conductive inorganic material may be formed as a single layer by adsorbing the conductive material on the substrate 11, that is, paper.

일반적으로 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물을 이용하여 적층 구조를 형성하게 되면, 유기물과 무기물 사이에 크랙이 발생될 우려가 있게 된다. 종이에 상기한 혼합물을 흡착시켜 혼합물층을 구성하게 되면, 종이의 섬유질에 의해 유기물과 무기물이 강하게 결합됨으로써 혼합물층에 크랙 등이 발생될 우려가 현저하게 줄어들게 된다.In general, when a laminate structure is formed using a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material, cracks may be generated between the organic material and the inorganic material. If the mixture is adsorbed on paper to form a mixture layer, the possibility that cracks or the like are generated in the mixture layer due to strong binding of organic and inorganic materials by the fibers of the paper is remarkably reduced.

그리고 그 밖의 부분은 도 4 및 도 5의 실시예와 동일하므로, 동일한 부분에 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.Since the other parts are the same as those of the embodiment of Figs. 4 and 5, the same parts are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

도 7는 본 발명의 제4 실시예에 따른 염료감응형 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating the structure of a dye-sensitized solar cell according to a fourth embodiment of the present invention.

본 실시예는 기판(41)으로서 유연성을 갖는 플라스틱 등의 유기물이 사용된다. 이때 유기물로서는 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르설폰(PES), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌(PP), 프로필렌 공중합체, 폴리(4-메틸-1-펜텐)(TPX), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리아세탈(POM), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리설폰(PSF), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리초산비닐(PVAC), 폴리비닐알콜(PVAL), 폴리비닐아세탈, 폴리스티렌(PS), AS수지, ABS수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 불소수지, 페놀수지(PF), 멜라민수지(MF), 우레아수지(UF), 불포화폴리에스테르(UP), 에폭시수지(EP), 디알릴프탈레이트수지(DAP), 폴리우레탄(PUR), 폴리아미드(PA), 실리콘수지(SI) 또는 이것들의 혼합물 및 화합물을 이용할 수 있다.In this embodiment, an organic material such as plastic having flexibility is used as the substrate 41. At this time, examples of organic materials include polyimide (PI), polycarbonate (PC), polyethersulfone (PES), polyetheretherketone (PEEK), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET) Polypropylene (PP), polypropylene (PP), propylene copolymer, poly (4-methyl-1-pentene) (TPX), polyarylate (PAR), polyacetal (PS), polyphenylene sulfide (PPS), polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl acetate (PVAC), polyvinyl alcohol (PVAL), polyvinyl acetal, polystyrene (PM), a fluororesin, a phenol resin (PF), a melamine resin (MF), a urea resin (UF), an unsaturated polyester (UP), an epoxy resin (EP) , Diallyl phthalate resin (DAP), polyurethane (PUR), polyamide (PA), silicone resin (SI) or mixtures and compounds thereof .

그리고 상기 기판(41)상에는 도전성 유기물이나, 이들 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물로 구성되는 하부 전극(31)이 이용된다.On the substrate 41, a conductive organic material or a lower electrode 31 made of a mixture of conductive organic material and conductive inorganic material is used.

본 실시예는 기판(41) 및 하부 전극(31)으로 구성되는 하부 구조가 유기물로 [0113] 구성된다. 따라서 태양전지를 대면적으로 형성하는 것이 가능하고, 태양전지의 제조가격을 대폭 낮출 수 있게 된다.In this embodiment, the lower structure composed of the substrate 41 and the lower electrode 31 is made of organic material. Therefore, the solar cell can be formed in a large area, and the manufacturing cost of the solar cell can be greatly reduced.

도 8는 본 발명의 제5 실시예에 따른 염료감응형 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating the structure of a dye-sensitized solar cell according to a fifth embodiment of the present invention.

도 8에서 하부 구조(50)상에 전해질층(13)이 형성되고, 이 전해질층(13)상에 상부 구조가 형성된다. 여기서 하부 구조(50)로서는 도 4 내지 도 7의 실시예에서 설명한 하부 구조가 채용된다.In Fig. 8, an electrolyte layer 13 is formed on the lower structure 50, and an upper structure is formed on this electrolyte layer 13. Here, as the substructure 50, the substructure described in the embodiments of Figs. 4 to 7 is adopted.

한편, 상부 구조는 상부 기판(51)과, 이 상부 기판(51)상에 형성되는 상부 전극(52) 및, 이 상부 전극(52)상에 형성되는 다공질층(14)이 형성된다.On the other hand, the upper structure includes an upper substrate 51, an upper electrode 52 formed on the upper substrate 51, and a porous layer 14 formed on the upper electrode 52.

본 실시예에서 상기 상부 기판(51)으로서는 유기물, 바람직하게는 투명한 유기물이 사용된다.In this embodiment, the upper substrate 51 is formed of an organic material, preferably a transparent organic material.

또한 상기 상부 전극(52)으로서는 도전성 유기물이나, 이들 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물이 이용된다. 상부 전극(52)은 잉크젯법이나 스크린 인쇄법 등을 이용하여 형성된다. 그리고 그 밖의 부분은 도 4 내지 도 7의 실시예와 실질적으로 동일하다.As the upper electrode 52, a conductive organic material or a mixture of the conductive organic material and the conductive inorganic material is used. The upper electrode 52 is formed using an inkjet method, a screen printing method, or the like. And the other portions are substantially the same as the embodiments of Figs.

본 실시예에서는 하부 구조(50)와 상부 구조(14, 51, 52)가 모두 유연성 있는 재질로 구성된다. 따라서 태양전지를 대면적으로 구성할 수 있음은 물론 유연성 있는 태양전지를 구현할 수 있게 된다.In this embodiment, both the lower structure 50 and the upper structures 14, 51, 52 are made of a flexible material. Therefore, it is possible to construct a solar cell with a large area and also to realize a flexible solar cell.

또한 태양전지를 잉크젯법이나 스크린 인쇄법 등을 이용하여 제조할 수 있게 되므로 태양전지의 제조공정이 간단화 되고, 그 제조비용이 대폭적으로 절감된다.In addition, since the solar cell can be manufactured by an ink-jet method, a screen printing method, or the like, the manufacturing process of the solar cell is simplified, and the manufacturing cost is greatly reduced.

도 9은 본 발명의 제6 실시예에 따른 염료감응형 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating the structure of a dye-sensitized solar cell according to a sixth embodiment of the present invention.

본 실시예에 있어서는 상부 기판(60)으로서 종이가 사용되고, 이 기판(60)에는 투명한 재질의 유기물이 흡착된다. 그리고 상부 기판(60)의 상측에는 상부 전극(15)이 형성된다. 이때 상부 전극(15)으로서는 예컨대 SnO2, ITO, TCO, FTO, ZnO, CNT 등의 투명한 전도성 물질이나, 전도성 유기물 또는 전도성 유기물과 전도성 무기물의 혼합물이 사용된다. 그리고 그 밖의 부분은 상술한 실시예와 실질적으로 동일하다.In this embodiment, paper is used as the upper substrate 60, and an organic material of a transparent material is adsorbed on the substrate 60. An upper electrode 15 is formed on the upper substrate 60. As the upper electrode 15, a transparent conductive material such as SnO 2, ITO, TCO, FTO, ZnO, or CNT, or a conductive organic material or a mixture of conductive organic material and conductive inorganic material is used. And the other portions are substantially the same as those of the above-described embodiment.

본 실시예에서 상부 구조는 우선 종이에 상부 전극(15) 및 다공질층(14)을 형성한 후, 종이에 투명한 재질의 유기물을 흡착시켜 제조하게 된다.In the present embodiment, the upper structure is formed by first forming the upper electrode 15 and the porous layer 14 on paper, and then adsorbing organic materials of transparent material on the paper.

본 실시예에서, 종이로 구성되는 상부 기판(60)에 유기물을 흡착시키게 되면, 그 흡착된 유기물이 광의 전달통로로서 기능하게 됨으로써 외부로부터 유입되는 광이 하측의 다공질층(14)으로 용이하게 공급되게 된다.In this embodiment, when the organic substance is adsorbed on the upper substrate 60 made of paper, the adsorbed organic substance functions as a light transmission path, so that light introduced from outside can be easily supplied to the lower porous layer 14 .

본 실시예에서도 하부 구조(50)와 상부 구조(14, 60, 15)가 모두 유연성 있는 재질로 구성된다. 따라서 태양전지를 대면적으로 구성할 수 있음은 물론 유연성 있는 태양전지를 구현할 수 있게 된다.In this embodiment, both the lower structure 50 and the upper structures 14, 60, 15 are made of a flexible material. Therefore, it is possible to construct a solar cell with a large area and also to realize a flexible solar cell.

도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 염료감응형 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.10 is a cross-sectional view illustrating the structure of a dye-sensitized solar cell according to a seventh embodiment of the present invention.

본 실시예에서는 상부 기판(70)으로서 종이가 사용되고, 이 기판(70)상에 다공질층(14)이 형성된다. 그리고 상기 상부 기판(70)에는 도전성 유기물이나 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물이 흡착된다. 즉, 상부 기판(70)이 상부 전극의 기능을 함께 수행하게 된다.In this embodiment, paper is used as the upper substrate 70, and the porous layer 14 is formed on the substrate 70. [ A conductive organic material or a mixture of the conductive organic material and the conductive inorganic material is adsorbed on the upper substrate 70. That is, the upper substrate 70 performs the function of the upper electrode together.

그리고 그 밖의 부분은 도 9의 실시예와 실질적으로 동일하다.And the other portions are substantially the same as the embodiment of Fig.

본 실시예에서는 상부 기판과 상부 전극이 단일층으로 구성되므로 태양전지의 구조가 보다 간단화 된다.In this embodiment, since the upper substrate and the upper electrode are formed of a single layer, the structure of the solar cell is further simplified.

또한 본 실시예에서는 상기 상부 기판(70)의 상측, 즉 외부 광이 입사되는 측면에 보호층으로서 유기물층이 형성될 수 있다. 이때 유기물층의 재질로서 상부 기판(70)에 흡착되는 물질과 광굴절률이 다른 재질을 사용하게 되면, 일단 입사되는 광이 내부에서 반사되어 외부로 방출되는 것을 방지함으로써 광전변환 효율을 보다 높일 수 있다.Also, in this embodiment, an organic material layer may be formed as a protective layer on the upper side of the upper substrate 70, that is, on the side where external light is incident. At this time, when a material having a different refractive index from the material adsorbed on the upper substrate 70 is used as a material of the organic material layer, the incident light is prevented from being reflected from the inside and emitted to the outside, thereby enhancing the photoelectric conversion efficiency.

이상으로 본 발명에 따른 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.The embodiments according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical spirit of the present invention.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 종이는 종이에 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물, 즉금속의 혼합물이 흡착된 것을 특징으로 한다. 종이에 도전성 유기물이나 도전성 무기물을 흡착시키게 되면 종이를 구성하는 섬유질의 사이 공간에 도전성 유기물 또는 무기물이 충진된다. 그리고 여기에 전류를 인가하게 되면 이와 같이 충전된 도전성 유기물 또는 무기물을 통해 전류가 흐르게 됨으로써 하나의 전도성 기판으로 작용하게 된다.Meanwhile, the conductive paper according to the first embodiment of the present invention is characterized in that a conductive organic material or a conductive organic material and a conductive inorganic material, that is, a mixture of metals are adsorbed on paper. When the conductive organic material or the conductive inorganic material is adsorbed on the paper, the conductive organic material or the inorganic material is filled in the space between the fibers constituting the paper. When a current is applied to the substrate, current flows through the charged conductive organic material or inorganic material, thereby acting as a single conductive substrate.

도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 종이의 제조방법을 나타낸 것이다.11 shows a method of manufacturing a conductive paper according to the first embodiment of the present invention.

우선 도 11a에 나타낸 바와 같이 종이(1)를 준비한다. 본 실시예에서 종이라 함은 펄프를 주원료로 하여 제조된 일체의 종이와 더불어, 이러한 종이를 포함하는 재질, 예컨대 종이에 세라믹 등의 내열성 재료가 혼합된 것을 포함한다.First, the paper 1 is prepared as shown in Fig. 11A. In the present embodiment, the term " paper " includes all paper made of pulp as a main material, and a material containing such paper, for example, paper mixed with a heat-resistant material such as ceramic.

이어 도 11b에 나타낸 바와 같이 상기 종이(1)에 도전성 유기물 용액, 바람직하게는 도전성 유기물 용액과 도전성 무기물 분말을 혼합한 혼합 용액을 주입 또는 흡착시키고, 일정 이하의 열을 가하여 유기 용매를 증발시킨다.Then, as shown in FIG. 11B, a mixed solution of a conductive organic material solution, preferably a conductive organic material solution and a conductive inorganic material powder is injected into or adsorbed on the paper 1, and the organic solvent is evaporated by applying heat of a certain degree or less.

이때 도전성 유기물로서는 예컨대 전도성 중합체를 기재로 하는 예컨대 폴리아닐린, 폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술포네이트(PEDOT:PSS) 등의 혼합물이나 화합물 등이 사용될 수 있다.As the conductive organic material, for example, a mixture or compound of polyaniline, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS) based on a conductive polymer can be used.

일반적으로 유기물과 무기물의 혼합물을 결합하여 박막이나 적층구조를 형성하게 되면 유기물과 무기물 사이의 결합력이 불충분함으로 인하여 박막이나 적층구조에 크랙이 발생될 우려가 있게 된다.Generally, when a thin film or a laminate structure is formed by combining a mixture of an organic material and an inorganic material, cracks may be generated in the thin film or the laminate structure due to insufficient bonding force between the organic material and the inorganic material.

그러나 종이에 유기물과 무기물 분말의 혼합 용액을 흡착시켜 박막이나 적층구조를 형성하게 되면 종이이 섬유질에 의해 유기물과 무기물이 견고하게 결합되기 때문에 크랙 등의 발생이 크게 저감된다.However, when a thin film or laminated structure is formed by adsorbing a mixed solution of organic and inorganic powders on paper, the generation of cracks and the like are greatly reduced because the organic and inorganic materials are firmly bonded to each other by the fibers.

또한 종이에 유기물 등이 흡착되면 종이에 흡착되는 유기물이 태양광 등의 전달 매체로서 작용하게 되므로 종이의 광투과성이 크게 높아지게 된다. 따라서 상기 실시예에 따른 전도성 종이는 태양전지에 광이 입사되는 상부 전극 또는 윈도우층으로서 사용할 수 있게 된다.In addition, when an organic material or the like is adsorbed on paper, the organic matter adsorbed on the paper acts as a transmission medium such as sunlight, and thus the light transmittance of the paper is greatly increased. Accordingly, the conductive paper according to the embodiment can be used as an upper electrode or a window layer in which light is incident on a solar cell.

또한 상기한 도전성 종이는 종이에 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물을 흡착시켜 형성하게 되므로 용이하게 대면적으로 형성할 수 있게 된다.In addition, since the conductive paper is formed by adsorbing conductive organic material or a mixture of conductive organic material and conductive inorganic material on paper, it can be easily formed into a large area.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도전성 종이의 제조방법을 나타낸 것으로서, 이는 종이에 원하는 배선패턴을 형성하는 방법을 나타낸 것이다.FIG. 12 shows a method of manufacturing a conductive paper according to a second embodiment of the present invention, which shows a method of forming a desired wiring pattern on paper.

우선 도 12a에 나타낸 바와 같이 종이(1)를 준비하고, 도 12b에 나타낸 바와 같이 배선을 하고자 하는 부분을 제외한 다른 부분에 파라핀이나 비전도성 유기물층을 형성 또는 흡착시킨다.First, as shown in Fig. 12A, the paper 1 is prepared, and paraffin or a nonconductive organic layer is formed or adsorbed on other portions except the portion to be wired as shown in Fig. 12B.

그리고 도 13c에 나타낸 바와 같이 종이에 전체적으로 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합 용액을 흡착시킨 후, 종이(1)에 일정 이하의 열을 가하여 용매를 증발시킨다.Then, as shown in FIG. 13C, a conductive organic material or a mixed solution of a conductive organic material and a conductive inorganic material is adsorbed on the paper as a whole, and then heat of a certain degree or less is applied to the paper 1 to evaporate the solvent.

또한 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도전성 종이의 구조를 나타낸 단면도이다.13 is a cross-sectional view showing the structure of the conductive paper according to the third embodiment of the present invention.

도 13에서는 종이(1)의 일측면에 예컨대 금, 은 등의 도전성 무기물로 구성되는 도전판(31)이 형성되고, 종이(1)에는 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합 용액이 흡착된다.13, a conductive plate 31 made of a conductive inorganic material such as gold or silver is formed on one side of the paper 1, and a conductive organic material or a mixed solution of the conductive organic material and the conductive inorganic material is adsorbed on the paper 1 .

본 실시예에서는 종이(1)의 일측면에 도전판(31)이 형성되므로 전도성 종이(1)의 저항값이 크게 낮아지게 된다.In this embodiment, since the conductive plate 31 is formed on one side of the paper 1, the resistance value of the conductive paper 1 is greatly lowered.

본 실시예에 따른 종이(1)는 우선 종이(1)에 도전성 무기물로 구성되는 도전판(31)을 형성하게 된다. 이때 도전판(31)의 형성은 예컨대 진공증착법을 통해 실행된다. 또한 이때 도전판(31)의 형성에 앞서서 종이(1)를 아르곤(Ar)이나 질소(N) 등의 비활성 가스 분위기내에서 일정 온도 이하고 가열함으로써 종이(1)에 흡착되어 있는 공기나 습기를 제거하는 것도 바람직하다.The paper 1 according to the present embodiment first forms a conductive plate 31 made of a conductive inorganic material on the paper 1. At this time, the conductive plate 31 is formed, for example, by vacuum deposition. The paper 1 is heated at a predetermined temperature or higher in an inert gas atmosphere such as argon (Ar) or nitrogen (N) to form air or moisture adsorbed on the paper 1 It is also desirable to remove it.

그리고 도전판(31)을 형성한 후에는 종이(1)에 도전성 유기물이나 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합 용액을 흡착시키고, 일정 온도 이하로 종이(1)를 가열함으로써 유기 용매를 증발시키게 된다.After the conductive plate 31 is formed, a conductive organic material or a mixed solution of a conductive organic material and a conductive inorganic material is adsorbed on the paper 1, and the paper 1 is heated to a certain temperature or less to evaporate the organic solvent.

또한 본 실시예에서 상기 도전판(31)으로서는 도전성 유기물이나 도전성 유기물과 무기물의 혼합물로 구성되는 전극층을 형성하는 것도 가능하다.In this embodiment, as the conductive plate 31, an electrode layer composed of a conductive organic material or a mixture of a conductive organic material and an inorganic material may be formed.

도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 도전성 종이를 나타낸 단면도이다.14 is a cross-sectional view of a conductive paper according to a fourth embodiment of the present invention.

도 14에 있어서는 종이(1)에 메시 구조를 갖는 도전판(31)이 결합되고, 이 결합 구조에 전체적으로 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물이 흡착 또는 침적된다. 이때 도전판(31)은 유연성이 좋은 예컨대 구리, 금, 은 및 이들의 혼합물질 또는 합성물질로 구성된다.In Fig. 14, a conductive plate 31 having a mesh structure is bonded to the paper 1, and a conductive organic material or a mixture of conductive organic material and conductive inorganic material is adsorbed or deposited on the entire structure. At this time, the conductive plate 31 is made of a flexible material such as copper, gold, silver, or a mixture thereof or a synthetic material.

본 실시예에 따른 도전성 종이를 제조하는 경우에는 종이(1)에 진공증착 등을 이용하여 도전성 금속으로 이루어진 도전판(31)을 메시 구조로 증착하거나, 종이(1)에 도전성 페이스트를 이용하여 메시 형태의 도전성 금속층을 형성한 후, 전체적인 구조체에 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물을 흡착시키는 방법을 사용할 수 있다.In the case of manufacturing the conductive paper according to the present embodiment, the conductive plate 31 made of a conductive metal is vapor-deposited on the paper 1 using a vacuum deposition or the like in a mesh structure, A conductive organic material or a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material may be adsorbed on the entire structure.

또한 본 실시예에 따른 도전성 종이는 메시 구조를 갖는 도전판(41)을 형성한 후, 여기에 종이(1)를 적층하거나 도전성 풀을 이용하여 접착한 상태에서 도전성 유기물이나 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물을 흡착시켜 형성하는 방법도 채용할 수 있다.In addition, the conductive paper according to the present embodiment may be formed by forming a conductive plate 41 having a mesh structure and then laminating the paper 1 on the conductive paper 41 or using a conductive paste to bond the conductive organic material and the conductive organic material to the conductive inorganic material And a method of adsorbing and forming the mixture may be employed.

본 실시예에 따른 도전성 종이는 메시 구조를 갖는 도전판(41)이 종이(1)에 부착되므로 도전성이 우수하고, 견고하며, 유연성이 좋은 도전성 종이를 제공할 수 있게 된다.The conductive paper according to the present embodiment is provided with conductive paper 41 having a mesh structure, so that it is possible to provide a conductive paper having excellent conductivity, firmness, and flexibility.

이어, 상기한 도전성 종이를 이용하는 태양전지의 구조에 대하여 설명한다.Next, the structure of the solar cell using the conductive paper will be described.

도 15는 본 발명에 따른 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.15 is a cross-sectional view showing the structure of a solar cell according to the present invention.

도 15에서 참조번호 51은 하부 기판(51)이다. 이 하부 기판(51)은 상술한 도 11 내지 도 14의 실시예에서 설명한 도전성 종이가 이용된다. 그리고 이 하부 기판(51)의 상측에 태양전지층(52)이 형성된다.In FIG. 15, reference numeral 51 denotes a lower substrate 51. As the lower substrate 51, the conductive paper described in the embodiments of Figs. 11 to 14 is used. A solar cell layer 52 is formed on the lower substrate 51.

상기 태양전지층(52)은 예컨대 무기물 반도체 물질로 구성되는 PN 접합층, 유기물 반도체 물질로 구성되는 PN 접합층, 무기물 반도체 물질과 유기물 반도체 물질의 혼합물로 구성되는 PN 접합층, 또는 염료와 전해질층을 구비하는 염료반응형 태양전지층으로 구성될 수 있다. 물론 이 태양전지층(52)을 구성하는 태양전지의 구조는 특정한 것에 한정되지 않고 현재 알려진 어떠한 구조의 태양전지층도 적용할 수 있다.The solar cell layer 52 may be formed of, for example, a PN junction layer composed of an inorganic semiconductor material, a PN junction layer composed of an organic semiconductor material, a PN junction layer composed of a mixture of an inorganic semiconductor material and an organic semiconductor material, And a dye-sensitized solar cell layer. Of course, the structure of the solar cell constituting the solar cell layer 52 is not limited to a specific structure, and a solar cell layer of any known structure can be applied.

태양전지층(52)의 상측에는 상부 기판(53)이 구비된다. 이 상부 기판(53)은 통상적인 태양전지의 것과 마찬가지로 유리 또는 무기물에 투명전극을 적층한 구조를 채용할 수 있다.An upper substrate 53 is provided on the upper side of the solar cell layer 52. The upper substrate 53 may have a structure in which a transparent electrode is laminated on a glass or inorganic material as in a conventional solar cell.

또한 상기 상부 기판(53)으로서는 도 11 내지 도 14의 실시예에 나타낸 도전성 종이를 채용할 수 있다. 상술한 바와 같이 종이에 유기물이나 유기물과 무기물의 혼합물을 흡착시키게 되면, 종이에 흡착된 유기물 등이 태양광의 전달통로로서 기능하게 됨으로써 종이의 광투과도가 매우 높아지게 된다.As the upper substrate 53, the conductive paper shown in the embodiment of Figs. 11 to 14 may be used. As described above, when an organic material or a mixture of organic material and inorganic material is adsorbed on paper, organic matter adsorbed on the paper functions as a transmission path of sunlight, so that the light transmittance of paper becomes very high.

상부 기판(53)으로서 도전성 종이를 채용하는 경우에는 태양전지층(52)에 도전성 종이를 전도성 풀을 이용하여 접착하는 등의 용이한 방법으로 태양전지층(52)에 도전성 종이를 결합시킬 수 있게 된다.In the case of using conductive paper as the upper substrate 53, it is possible to bond the conductive paper to the solar cell layer 52 by an easy method such as bonding conductive paper to the solar cell layer 52 using a conductive paste do.

따라서, 도 11 내지 도 14의 실시예에 나타낸 도전성 종이는 태양전지 등에서 외부 광이 입사되는 부분의 기판으로서도 훌륭하게 사용될 수 있다.Therefore, the conductive paper shown in the embodiment of Figs. 11 to 14 can be used as a substrate in a portion where external light is incident in a solar cell or the like.

본 발명에 따른 태양전지는 하부 기판(51) 및 상부 기판(53)으로서 종이를 이용할 수 있게 되므로, 유연성이 우수하고, 대면적화가 유리하며, 제조공정이 간단하고, 저가격으로 제조할 수 있는 태양전지가 제공된다.Since the solar cell according to the present invention can use paper as the lower substrate 51 and the upper substrate 53, it is possible to provide a solar cell which has excellent flexibility, is large in area, simple in manufacturing process, A battery is provided.

예를 들어 상술한 실시예에 있어서는 종이(1)에 도전판(31, 41)을 결합한 상태에서 전체적으로 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물을 흡착시키는 것에 대하여 설명하였으나, 종이(1)에 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물을 흡착시킨 후 도전판(31, 41)을 예컨대 도전성 풀을 이용하여 접합하는 방법도 동일한 방식으로 적용할 수 있다.For example, in the above-described embodiment, the conductive organic material or the mixture of the conductive organic material and the conductive inorganic material is adsorbed as a whole while the conductive plates 31 and 41 are bonded to the paper 1. However, A method of adsorbing an organic material or a mixture of conductive organic material and conductive inorganic material and then bonding the conductive plates 31 and 41 using, for example, a conductive paste may be applied in the same manner.

도 16은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.16 is a cross-sectional view showing the structure of a solar cell according to the first embodiment of the present invention.

도 16에서 참조번호 1은 기판이다. 이 기판(1)은 종이로 구성된다. 본 실시예에서 종이라 함은 펄프를 주원료로 하여 제조된 일체의 종이와 더불어, 이러한 종이를 포함하는 재질, 예컨대 종이에 세라믹이나 실리콘 등의 내열성 재료를 코팅하거나 침투시킨 것을 포함한다.16, reference numeral 1 denotes a substrate. This substrate 1 is made of paper. In this embodiment, the term " paper " includes all kinds of paper made from pulp as a main material, and a material including such paper, for example, a paper in which a heat resistant material such as ceramic or silicone is coated or infiltrated.

또한, 상기 기판(1)으로서는 유연성을 갖는 플라스틱 등의 유기물이 사용될 수 있다. 이때, 유기물로서는 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르설폰(PES), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리부틸렌테레프탈 레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌(PP), 프로필렌 공중합체, 폴리(4-메틸-1-펜텐)(TPX), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리아세탈(POM), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리설폰(PSF), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리초산비닐(PVAC), 폴리비닐알콜(PVAL), 폴리비닐아세탈, 폴리스티렌(PS), AS수지, ABS수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 불소수지, 페놀수지(PF), 멜라민수지(MF), 우레아수지(UF), 불포화폴리에스테르(UP), 에폭시수지(EP), 디알릴프탈레이트수지(DAP), 폴리우레탄(PUR), 폴리아미드(PA), 실리콘수지(SI) 또는 이것들의 혼합물 및 화합물을 이용할 수 있다.As the substrate 1, an organic material such as plastic having flexibility may be used. Examples of the organic material include polyimide (PI), polycarbonate (PC), polyethersulfone (PES), polyetheretherketone (PEEK), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (TPX), polyarylate (PAR), polyacetal (POM), polyvinylidene chloride (PVC), polyethylene (PE), ethylene copolymer, polypropylene (PPO), polysulfone (PSF), polyphenylene sulfide (PPS), polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl acetate (PVAC), polyvinyl alcohol (PVAL), polyvinyl acetal, polystyrene (UF), unsaturated polyester (UP), epoxy resin (EP), epoxy resin (EP), epoxy resin (PS), AS resin, ABS resin, polymethylmethacrylate ), Diallyl phthalate resin (DAP), polyurethane (PUR), polyamide (PA), silicone resin (SI) All.

상기 기판(1)상에 도전성 전극층으로서 이면전극(2)이 형성된다. 이때, 이면전극으로서는 예컨대 금, 은, 알루미늄, 플라티늄, 인듐주석화합물(ITO), 스트론튬티타네이트화합물(SrTiO3)이나, 그 밖의 전도성 금속 산화물과 이것들의 합금 및 화합물, 또는 전도성 중합체를 기재로 하는 예컨대 폴리아닐린, 폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술포네이트(PEDOT:PSS) 등의 혼합물이나 화합물 또는 다층물 등을 포함하는 모든 도전성 금속 및 금속 산화물과 도전성 유기물이 이용된다.A back electrode 2 is formed on the substrate 1 as a conductive electrode layer. The back electrode may be made of, for example, gold, silver, aluminum, platinum, indium tin compounds (ITO), strontium titanate compounds (SrTiO3), other conductive metal oxides and their alloys and compounds, All conductive metals, metal oxides and conductive organic materials including a mixture or compound such as polyaniline, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS)

또한 바람직하게는 상기 이면전극(2)으로서는 전도성 금속 또는 금속 산화물과 도전성 유기물의 혼합물이 사용된다.Preferably, the back electrode 2 is made of a conductive metal or a mixture of a metal oxide and a conductive organic material.

만일, 상기 기판(1)으로서 종이나 유기물을 이용하는 경우에는 이면전극(2)으로서 바람직하게는 도전성 유기물이나 전도성 무기물(금속)과 전도성 유기물의 혼합물이 이용될 수 있다. 이러한 전극층은 예컨대 잉크젯법이나 스크린 인쇄법 등을 이용하여 형성된다.If a species or an organic material is used as the substrate 1, a conductive organic material or a mixture of a conductive inorganic material (metal) and a conductive organic material may be preferably used as the back electrode 2. Such an electrode layer is formed using, for example, an inkjet method or a screen printing method.

또한 전도성 금속과 전도성 유기물의 혼합용액은 예컨대 전도성 유기물 용액에 전도성 금속 또는 전도성 금속 산화물의 분말을 혼합하는 방법을 통해 생성하게 된다.The mixed solution of the conductive metal and the conductive organic material is produced, for example, by mixing the conductive organic material solution with the conductive metal or the conductive metal oxide powder.

또한, 종이 기판(1)상에 금속 재질로 구성되는 이면전극(2)을 형성하는 경우에는 예컨대 진공증착법이 이용된다. 그리고, 이때 필요에 따라 이면전극(2)을 형성하기 전에 종이 기판(1)을 진공상태 또는 예컨대 아르곤(Ar), 네온(Ne) 등의 비활성 가스 분위기내에서 열처리함으로써 종이에 흡착되어 있는 수분이나 공기를 제거하는 것도 바람직하다.In the case of forming the back electrode 2 made of a metal material on the paper substrate 1, for example, a vacuum evaporation method is used. At this time, if necessary, the paper substrate 1 is subjected to heat treatment in a vacuum state or an inert gas atmosphere such as argon (Ar) or neon (Ne) before forming the back electrode 2, It is also desirable to remove the air.

이면전극(2)의 상측에는 광흡수층으로서 CIGS층(3)이 형성된다. CIGS층(3)은 CIGS 분말을 용매에 혼합하여 졸겔 상태로 생성한 후 이를 스크린 인쇄법이나 잉크젯법을 이용하여 형성하게 된다.A CIGS layer 3 is formed as a light absorbing layer on the back electrode 2 side. The CIGS layer 3 is formed by mixing the CIGS powder with a solvent to form a sol-gel state, and then forming the mixture using a screen printing method or an inkjet method.

상기 CIGS층(3)의 상측에는 버퍼층(4)이 형성된다. 버퍼층(4)은 예컨대 황화카드뮴(CdS)막으로 형성되는데, 이는 CIGS층(3)상에 황화카드뮴 용액을 스프레이법이나, 스크린 인쇄법 등을 이용하여 도포하는 방법으로 형성하게 된다.A buffer layer 4 is formed on the CIGS layer 3. The buffer layer 4 is formed of, for example, a cadmium sulfide (CdS) film, which is formed by applying a cadmium sulfide solution onto the CIGS layer 3 by spraying, screen printing, or the like.

상기 CIGS층(3)은 p형 반도체층이고 버퍼층(4)은 n형 반도체층으로서, 이들은 pn 접합구조를 형성한다.The CIGS layer 3 is a p-type semiconductor layer and the buffer layer 4 is an n-type semiconductor layer, which form a pn junction structure.

그리고 상기 버퍼층(4)의 상측에는 투명전극으로 이루어지는 윈도우층(5)이 형성된다. 이 윈도우층(5)은 ITO, TCO, FTO, ZnO, CNT 이외에 도전성 유기물, 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물로 구성될 수 있다.A window layer 5 made of a transparent electrode is formed on the buffer layer 4. The window layer 5 may be formed of a conductive organic material, or a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material, in addition to ITO, TCO, FTO, ZnO, and CNT.

도전성 유기물이나 도전성 유기물과 도전성 무기물을 이용하여 버퍼층(4)을 형성하는 경우에는 예컨대 스크린 인쇄법이나 잉크젯법 등이 이용될 수 있다.In the case where the buffer layer 4 is formed using a conductive organic material, a conductive organic material, and a conductive inorganic material, for example, a screen printing method, an inkjet method, or the like can be used.

상기한 구조로 된 CIGS 태양전지는 우선 기판(1)이 종이나 유기물로 구성되므로 태양전지의 제조가격이 매우 낮아지게 된다. 또한 종이나 유기물은 유연성이 매우 우수하므로 유연성이 우수한 태양전지를 구현할 수 있게 된다.In the CIGS solar cell having the above structure, the manufacturing cost of the solar cell is very low because the substrate 1 is made of seed or organic material. In addition, since species and organic materials are highly flexible, solar cells having excellent flexibility can be realized.

또한 종이나 유기물은 대면적화가 가능하므로 태양전지를 대면적화 하는 것이 가능하다.In addition, since species and organic matters can be made larger, it is possible to make a solar cell large in size.

도 17는 상기한 구조로 된 CIGS 태양전지의 제조공정을 나타낸 단면도이다.17 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a CIGS solar cell having the above structure.

도 17a에 나타낸 바와 같이 종이 또는 유기물 등의 기판(1)을 준비한다. 종이로 구성되는 기판(1)의 경우에는 필요에 따라 진공 또는 비활성 가스 분위기에서 기판에 일정 온도 이하의 열을 가함으로써 기판(1)에 포함되어 있는 습기나 공기를 제거한다.As shown in Fig. 17A, a substrate 1 such as paper or organic material is prepared. In the case of the substrate 1 made of paper, moisture or air contained in the substrate 1 is removed by applying heat below a predetermined temperature to the substrate in a vacuum or an inert gas atmosphere, if necessary.

이어 상기 기판(1)상에 이면전극(2)을 형성한다(도 17b). 그리고 CIGS 분말을 용매에 혼합하여 CIGS 용액을 형성하고, 예컨대 스크린 인쇄법이나 잉크젯법을 이용하여 CIGS층(3)을 형성한다(도 17c).Then, a back electrode 2 is formed on the substrate 1 (Fig. 17B). Then, the CIGS powder is mixed with a solvent to form a CIGS solution, and the CIGS layer 3 is formed, for example, by a screen printing method or an inkjet method (FIG. 17C).

다음 스크린 인쇄법이나 스프레이법 등을 이용하여 CIGS층(3)상에 예컨대 황화카드뮴 용액을 도포한 후 일정 온도 이하에서 가열하여 용매를 제거함으로써 버퍼층(4)을 형성한다(도 17d).The cadmium sulfide solution is coated on the CIGS layer 3 using the screen printing method or the spray method, and then the solvent is removed by heating at a temperature not higher than a predetermined temperature to form the buffer layer 4 (Fig. 17D).

마지막으로 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합용액을 예컨대 스크린 인쇄법이나 잉크젯법 등을 이용하여 버퍼층(4)상에 도포하고, 용매를 제거함으로써 윈도우층(5)을 형성한다(도 17e).Finally, a conductive organic material or a mixed solution of a conductive organic material and a conductive inorganic material is applied on the buffer layer 4 by using, for example, a screen printing method or an inkjet method, and the solvent is removed to form the window layer 5 (Fig. .

상기한 제조방법에 있어서는 기판(1)상에 형성되는 CIGS층(3), 버퍼층(4) 및 윈도우층(5)을 스크린 인쇄법이나 스프레이법 등을 통해 형성하게 된다. 따라서 태양전지의 제조에 고가의 반도체 장비가 요구되지 않으므로 태양전지의 제조과정이 간단화됨은 물론 태양전지의 제조가격을 대폭 절감할 수 있게 된다.In the above manufacturing method, the CIGS layer 3, the buffer layer 4, and the window layer 5 formed on the substrate 1 are formed through a screen printing method, a spray method, or the like. Therefore, since expensive semiconductor equipment is not required for manufacturing the solar cell, the manufacturing process of the solar cell is simplified, and the manufacturing cost of the solar cell can be greatly reduced.

도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.18 is a cross-sectional view illustrating the structure of a CIGS solar cell according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예에서 참조번호 31은 예컨대 종이로 구성되는 기판이다. 이 기판(31)의 일측면에는 이면전극(32)이 형성된다. 이 이면전극(32)은 상기 실시예와 마찬가지로 도전성 무기물, 즉 금속이나 도전성 유기물, 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물로 구성된다.In this embodiment, reference numeral 31 is a substrate made of, for example, paper. A back electrode 32 is formed on one side of the substrate 31. This back electrode 32 is made of a conductive inorganic material, that is, a metal or a conductive organic material, or a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material, as in the above embodiment.

상기 기판(31)에는 CIGS 용액이 흡착 및 건조된다. 즉, 기판(31)의 일측면에 이면전극(32)을 형성한 다음, CIGS 용액을 종이 기판(31)에 주입 또는 흡착시킨 후 일정 온도 이하의 열을 가하여 용매를 제거함으로써 기판(31)에 CIGS 분말을 흡착시킨다. 이에 따라 기판(31)은 CIGS 기판으로서 작용하게 된다.CIGS solution is adsorbed on the substrate 31 and dried. That is, after the back electrode 32 is formed on one side of the substrate 31, the CIGS solution is injected or adsorbed on the paper substrate 31, and then the heat is applied to the substrate 31 CIGS powder is adsorbed. Thus, the substrate 31 functions as a CIGS substrate.

그리고, 이 이후에는 상술한 실시예와 마찬가지로 기판(31)상에 버퍼층(4)과 윈도우층(5)을 형성함으로써 CIGS 태양전지를 완성하게 된다.Thereafter, the CIGS solar cell is completed by forming the buffer layer 4 and the window layer 5 on the substrate 31 in the same manner as in the above embodiment.

상기 실시예에 있어서는 기판(31)에 CIGS 분말을 흡착시켜 CIGS 기판으로 형성하게 되므로 구조가 간단화 되고 제조공정이 보다 간단해지게 된다.In the above embodiment, CIGS powder is adsorbed on the substrate 31 to form a CIGS substrate, which simplifies the structure and simplifies the manufacturing process.

또한 본 실시예에서는 버퍼층(4)이 종이 기판(1)상에 형성되므로 버퍼층(4)과 기판(1), 즉 CIGS층 간의 결합력이 높아지게 된다.In this embodiment, since the buffer layer 4 is formed on the paper substrate 1, the bonding force between the buffer layer 4 and the substrate 1, that is, the CIGS layer is increased.

도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다. 또한 도 19에서 상술한 실시예와 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.19 is a cross-sectional view illustrating the structure of a CIGS solar cell according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 19, substantially the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

통상적으로 CIGS 화합물은 다른 물질에 비하여 고효율의 광전변환 효과를 제공하는 것으로 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 CIGS 화합물을 이용한 광흡수층은 대략 1.2eV의 에너지 밴드갭을 갖고, 이러한 밴드갭 이외의 파장을 갖는 태양광을 그대로 통과시키기 때문에 상당한 양의 태양광 손실이 발생된다는 문제가 있다.It is generally known that CIGS compounds provide a photoelectric conversion effect with high efficiency as compared with other materials. Nevertheless, the light absorption layer using the CIGS compound has an energy bandgap of approximately 1.2 eV and passes solar light having wavelengths other than the bandgap as it is, resulting in a significant amount of solar loss.

본 실시예에 있어서는 광흡수층의 재질로서 CIGS 화합물과 염료의 혼합물이 사용된다. 이때 염료로서는 예컨대 루테늄(Ru)계 물질이 사용된다.In this embodiment, a mixture of a CIGS compound and a dye is used as a material of the light absorbing layer. At this time, for example, a ruthenium (Ru) -based material is used as the dye.

도 19에서 기판(1)의 상측에는 이면전극(2)이 형성되고, 이 이면전극(2)의 상측에 광흡수층(41)이 형성된다.In Fig. 19, a back electrode 2 is formed on the upper side of the substrate 1, and a light absorbing layer 41 is formed on the upper side of the back electrode 2. [

이 광흡수층(41)은 상술한 바와 같이 CIGS 화합물과 염료의 혼합물로 구성된다. 그리고 광흡수층(41)의 상측에는 상기 실시예와 마찬가지로 버퍼층(4)과 윈도우층(5)이 형성된다.The light absorbing layer 41 is composed of a mixture of a CIGS compound and a dye as described above. The buffer layer 4 and the window layer 5 are formed on the upper side of the light absorption layer 41, as in the above embodiment.

본 실시예에서는 윈도우층(5)을 통해 광이 입사되어 광흡수층(41)에 도달되면 대략 1.2eV의 에너지 밴드갭을 갖는 태양광의 경우에는 고효율의 CIGS 화합물에 의해 이용된다. 또한 염료에 태양광이 입사되면 염료 속의 페르미 부근의 전자가 태양 에너지를 흡수하여 전자가 채워지지 않은 상위 준위로 여기된다. 즉 p형 반도체 물질로 구성되는 광흡수층(41)에 다량의 정공이 발생된다. 그리고 이와 같이 형성된 정공들은 pn 접합구조를 이루는 광흡수층(41) 및 버퍼층(4)간의 전류 흐름을 증가시킴으로써 광전변환 효율을 향상시키게 된다.In this embodiment, when light is incident through the window layer 5 and reaches the light absorbing layer 41, it is used by the CIGS compound with high efficiency in the case of solar light having an energy band gap of approximately 1.2 eV. When sunlight enters the dye, electrons near the Fermi in the dye absorb solar energy and are excited to higher levels that are not filled with electrons. That is, a large amount of holes are generated in the light absorbing layer 41 composed of the p-type semiconductor material. The holes thus formed improve the photoelectric conversion efficiency by increasing the current flow between the light absorption layer 41 and the buffer layer 4, which form the pn junction structure.

도 20는 본 발명의 제4 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 구조를 나타낸 단면도로서, 이는 도 19의 실시예를 도 18의 실시예에 적용시킨 경우를 나타낸 것이다.FIG. 20 is a cross-sectional view showing the structure of a CIGS solar cell according to a fourth embodiment of the present invention, which is a case where the embodiment of FIG. 19 is applied to the embodiment of FIG.

본 실시예에 있어서는 기판(51)으로서 예컨대 종이를 사용하고, 이 기판(51)에는 CIGS 화합물과 염료의 혼합물이 흡착된다. 그리고 그 밖의 부분은 도 18에서 설명한 실시예와 실질적으로 동일하므로, 상술한 실시예와 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.In this embodiment, for example, paper is used as the substrate 51, and a mixture of the CIGS compound and the dye is adsorbed on the substrate 51. [ Since the other parts are substantially the same as those of the embodiment described with reference to FIG. 18, the same reference numerals are given to the same parts as those of the above-described embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

예를 들어, 상기 실시예에서 광흡수층으로서는 CIGS 물질과 p형 반도체 물질, 바람직하게는 반도체 유기물의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다. 이때 P형 반도체 유기물로서는 예컨대 펜타센(Pentacene), 올리고티오펜(Oligothiophen), 올리고페닐렌(Oligophenylene), 티오페닐렌 비닐렌(Thiophenlylene Vinylene) 및 이들의 유 도체 등이 이용될 수 있다.For example, in the above embodiment, it is also possible to use a mixture of a CIGS material and a p-type semiconductor material, preferably a semiconductor organic material, as the light absorption layer. As the P-type semiconductor organic material, for example, pentacene, oligothiophen, oligophenylene, thiophenlylene Vinylene and their derivatives can be used.

이와 같이 하게 되면 CIGS 화합물에 의해 흡수되지 않은 파장의 광이 p형 반도체 물질에 의해 흡수되어 이용되므로 전체적인 광효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.In this case, since the light of the wavelength not absorbed by the CIGS compound is absorbed by the p-type semiconductor material and used, the overall optical efficiency can be further improved.

또한 상기 버퍼층(4)으로서도 황화카드뮴 이외에 n형 반도체 물질, 또는 황화카드뮴과 n형 반도체 유기물, 예컨대 테트라카복실 무수물(Tetracarboxyllic Anhydride) 및 그 유도체와, 퀴노디메탄(Quinodimethane) 화합물, 불소가 치환된 단분자 방향족 화합물, 프탈로시아닌(Phthalocyanine) 유도체, 티오펜 유도체 등의 혼합물을 사용할 수 있다.In addition to cadmium sulfide, an n-type semiconductor material, or cadmium sulfide and an n-type semiconductor organic material such as a tetracarboxylic anhydride and a derivative thereof, a quinodimethane compound, a fluorine- Molecular aromatic compounds, phthalocyanine derivatives, thiophene derivatives and the like can be used.

또한 상기 실시예에서 기판(1)에 도전성 유기물 또는 도전성 유기물과 도전성 무기물의 혼합물을 흡착시켜 이면전극을 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이 하게 되면 기판이 이면전극의 역활을 하게 되므로 태양전지의 구조가 보다 간단화 된다.Further, in the above embodiment, it is also possible to form a back electrode by adsorbing a conductive organic substance or a mixture of a conductive organic substance and a conductive inorganic substance to the substrate 1. [ In this case, since the substrate serves as the back electrode, the structure of the solar cell is further simplified.

한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) . In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers of the technical field to which the present invention belongs.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It should be noted that the above-described apparatus and method are not limited to the configurations and methods of the embodiments described above, but the embodiments may be modified so that all or some of the embodiments are selectively combined .

Claims

And a layer of ionic liquids (ILs) formed between the superstructure and the substructure,
The upper structure includes an upper substrate, an upper electrode formed on the upper substrate, and a porous layer formed on the upper electrode,
Wherein the lower structure comprises a lower substrate made of paper or organic material, and a lower electrode formed on the upper or lower side of the lower substrate,
Wherein the ionic liquid layer is a virtual electrode, an anode for the upper electrode, a cathode for the lower electrode,
An oxidation and reduction reaction is performed based on the ionic liquid layer,
Wherein the upper substrate is made of an organic material,
The upper electrode is made of a conductive organic material,
Wherein the lower electrode is made of a conductive organic material.

The method according to claim 1,
Wherein the upper electrode further comprises a conductive inorganic material.

The method according to claim 1,
Wherein the lower electrode comprises a conductive inorganic material.

The method according to claim 1,
Wherein at least one of an electrolyte, a conductive organic material, and a mixture of a conductive organic material and a conductive inorganic material is adsorbed on the lower substrate.

The method according to claim 1,
Wherein the ionic liquid layer comprises
A first step of heating a crucible containing an organic material raw material to a sublimation point of the organic material raw material;
A second step in which the sublimation gas of the organic material raw material generated in the first step is deposited on the ionic liquid; And
And a third step in which the sublimation gas is recrystallized in the ionic liquid.

6. The method of claim 5,
And separating the recrystallized organic material from the ionic liquid after the third step.

6. The method of claim 5,
Wherein the third step regulates the temperature of the ionic liquid to control the solubility of the ionic liquid.

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