KR101638377B1 - 태양전지용 반사방지층 및 그 제조방법, 이를 포함하는 광전효율이 우수한 태양전지 - Google Patents

태양전지용 반사방지층 및 그 제조방법, 이를 포함하는 광전효율이 우수한 태양전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광의 확산 및 광의 반사 방지를 동시에 수행할 수 있는 태양전지용 반사방지층 및 그 제조방법, 이를 포함하는 광전효율이 우수한 태양전지를 위하여, 산화아연 전구체, 유기용제 및 아민계 조성물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계, 상기 혼합물을 기판 상에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계 및 소정의 온도에서 상기 코팅층이 형성된 상기 기판에 건조 공정을 수행하여 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 형성하는 단계를 포함하는, 태양전지용 반사방지층 및 그 제조방법, 이를 포함하는 광전효율이 우수한 태양전지를 제공한다.

Description

태양전지용 반사방지층 및 그 제조방법, 이를 포함하는 광전효율이 우수한 태양전지{Anti-reflection coatings for solar cell and method of manufacturing the same, and solar cell of high photovoltaic efficiency using the same}
본 발명은 반사방지층 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 태양전지용 반사방지층 및 그 제조방법, 이를 포함하는 광전효율이 우수한 태양전지에 관한 것이다.
최근 에너지 및 환경에 대한 관심이 고조되고 있는 시점에서 태양에너지는 무한한 청정에너지원으로 각광을 받고 있다. 또한, 전 세계 태양전지의 기술 개발은 변화효율의 향상과 발전단가를 낮추는 연구가 병행해서 진행되고 있다. 태양전지의 발전단가는 시장의 규모나 생산 기술에 의존하는 경향이 크고 상기 변환 효율은 새로운 구조, 재료, 공정, 이론 등의 발전에 의존하는 경향이 크다.
최근 태양전지 분야의 기술이 급격히 발전함에 따라 이러한 변환효율의 한계성에 대한 인식이 명확해지면서 여러 가지 해결 방안이 제시되고 있는데, 주로 한계 기술을 극복하기 위한 중요한 기술들이 나노 기술과 밀접한 관련이 있으며, 차세대 에너지 문제를 해결하기 위한 대안으로서 나노기술을 이용하는 태양전지의 연구개발이 추진되고 있다.
나노구조를 이용하는 태양전지를 제작하면 공정적인 부분의 가격인하 및 고온까지의 광범위한 범위에서 효율 증가를 가져 올 수 있어서 차세대 태양광 소자로서 연구의 가치가 매우 크다. 실리콘계 단결정 및 다결정질 실리콘 태양전지는 가장 널리 쓰이고 있으며 가격 대비 효율 향상을 위한 연구가 많이 진행되어 왔고 현재도 진행 중이다.
일반적으로 태양전지는 광전변화를 이용하는 소자로서, P형 반도체와 N형 반도체가 서로 접합된 구조를 포함한다. 태양전지에 빛이 입사되면, 상기 접합부에서 정공과 전자가 발생하고, 상기 전자는 N형 반도체 쪽으로 상기 정공은 P형 반도체 쪽으로 끌어 당겨져서 N형 반도체 및 P형 반도체와 접합하고 있는 전극으로 각각 이동하여 전류를 흐르게 한다. 이를 광기전력효과라고 한다.
상술한 태양전지의 효율을 증가시키기 위해서는 입사하는 태양광의 태양전지 표면에서의 반사를 최대한 줄이는 것이 중요하다. 즉, 실리콘을 재료로 하는 태양전지의 경우, 보다 많은 빛이 태양전지의 실리콘 내부로 흡수시켜야 한다.
그러나 상기 실리콘은 굴절률이 상대적으로 크므로 입사된 빛의 20~30% 는 전하를 생성시키지 못하고 다시 반사되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 광의 확산 및 광의 반사 방지를 동시에 수행할 수 있는 태양전지용 반사방지층 및 그 제조방법, 이를 포함하는 광전효율이 우수한 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 산화아연 전구체, 유기용제 및 아민계 조성물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계, 상기 혼합물을 기판 상에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계 및 소정의 온도에서 상기 코팅층이 형성된 상기 기판에 건조 공정을 수행하여 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 형성하는 단계를 포함하는, 태양전지용 반사방지층의 제조방법이 제공된다.
상기 태양전지용 반사방지층의 제조방법에 있어서, 상기 혼합물을 기판 상에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계는, 스핀코팅(spin coating) 공정을 이용하여, 상기 혼합물을 상기 기판 상에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 태양전지용 반사방지층의 제조방법에 있어서, 상기 소정의 온도에서 상기 코팅층이 형성된 기판에 건조 공정을 수행하여 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 형성하는 단계 이후에, 상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체 및 상기 기판에 소성(燒成) 공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 태양전지용 반사방지층의 제조방법에 있어서, 상기 소성 공정의 의하여, 상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체의 결정립이 성장할 수 있다.
상기 태양전지용 반사방지층의 제조방법에 있어서, 상기 산화아연 전구체는, 아세트산 아연 이수화물(Zinc acetate dihydrate)을 포함할 수 있다.
상기 태양전지용 반사방지층의 제조방법에 있어서, 상기 유기용제는, 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol)을 포함할 수 있다.
상기 태양전지용 반사방지층의 제조방법에 있어서, 상기 아민계 조성물은, 모노에탄올아민(monoethanolamine)을 포함할 수 있다.
상기 태양전지용 반사방지층의 제조방법에 있어서, 상기 기판은, 실리콘 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 기판 상에 아세트산 아연 이수화물(Zinc acetate dihydrate), 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 및 모노에탄올아민(monoethanolamine)을 함유하는 코팅층을 형성하고, 상기 기판 및 상기 코팅층에 건조 공정을 수행하여 상기 기판 상에 형성된 산화아연(ZnO) 링클(wrinkle) 마이크로 구조체를 포함하는, 태양전지용 반사방지층이 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 제 1 전극층, 상기 제 1 전극층 상에 형성되는 반도체층, 상기 반도체층 상에 형성되는, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 의한 제조방법으로 구현된 상기 반사방지층 및 상기 반사방지층의 상부에 형성되는 제 2 전극층을 포함하는, 광전효율이 향상된 태양전지가 제공된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광의 확산 및 광의 반사 방지를 동시에 수행할 수 있는 태양전지용 반사방지층 및 그 제조방법, 이를 포함하는 광전효율이 우수한 태양전지를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 태양전지용 반사방지층의 제조방법을 개략적으로 도시하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 반사방지층을 개략적으로 도시하는 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 반사방지층의 파장에 따른 투과율을 개략적으로 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실험예와 비교예의 파장에 따른 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실험예와 비교예의 파장에 따른 양자효율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실험예와 비교예의 전압에 따른 전류밀도를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 태양전지용 반사방지층의 제조방법을 개략적으로 도시하는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 태양전지용 반사방지층의 제조방법은, 산화아연 전구체, 유기용제 및 아민계 조성물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계(S100), 상기 혼합물을 기판 상에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계(S200) 및 소정의 온도에서 상기 코팅층이 형성된 기판에 건조 공정을 수행하여 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 형성하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 산화아연 전구체, 유기용제 및 아민계 조성물을 혼합하여 혼합물을 형성할 수 있다. 이때, 상기 산화아연 전구체는, 아세트산 아연 이수화물(Zinc acetate dihydrate, Zn(CH3COO)2H2O)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기용제는 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol, CH3OC2H4OH)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 아민계 조성물은 모노에탄올아민(monoethanolamine, MEA, H2NCH2CH2OH)을 포함할 수 있다.
그런 다음에, 상기 혼합물을 기판 상에 도포하여 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 코팅층은 스핀코팅(spin coating) 공정을 이용하여, 상기 혼합물을 상기 기판 상에 도포함으로써 형성될 수 있다. 상기 스핀코팅 공정은 1000 내지 5000 rpm의 공정조건을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판은, 실리콘 기판을 포함할 수 있다.
그런 다음에, 소정의 온도, 예컨대, 120 내지 150 도의 온도의 범위 내에서 상기 코팅층이 형성된 상기 기판에, 건조 공정을 수행하여 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 형성할 수 있다. 즉, 상기 기판 상에 상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 포함하는 반사방지층을 구현할 수 있다. 이때, 상기 건조 공정에서의 건조 압력과 상기 코팅층의 두께를 제어하여, 상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 형성 및 제어할 수 있다.
또한, 상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체 및 상기 기판에 소성(燒成) 공정을 수행할 수 있다. 상기 소성 공정에 의하여, 상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체의 결정립이 성장될 수 있다. 또한, 상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체의 결정립이 성장함으로써, 상기 반사방지층은 n형 반도체에 포함될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 반사방지층을 개략적으로 도시하는 사진이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 반사방지층의 상부에서 촬영한 사진이다.
도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 반사방지층의 단면을 촬영한 사진이다.
도 2의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명의 제조방법에 의하여 구현된 반사방지층(20)은 기판(10) 상에 링클(wrinkle) 마이크로 구조체를 포함하여 형성된 것을 확인할 수 있다.
상기 링클 마이크로 구조체는 반사방지층(20)의 광의 반사율을 감소시키면서, 광의 투과율 및 광의 확산도를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 링클 마이크로 구조체는 별도의 식각공정 없이 형성될 수 있어, 저비용으로 대량생산이 가능하다.
따라서, 상기 링클 마이크로 구조체에 의하여, 반사방지층(20) 내의 광의 투과율 및 광의 확산도를 증가시킬 수 있으며, 반사방지층(20)을 포함하는 태양전지의 광전변환 효율을 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 반사방지층의 파장에 따른 투과율을 개략적으로 나타내는 그래프이다.
도 3의 a는 확산광(diffused T(TD))을 나타내며, b는 반사광(specular T(TS))을 나타낸다. c는 상기 확산광 및 반사광의 차를 나타낸다. 상기 확산광 및 상기 반사광은 빛이 면에 튕길 때 발생하는 반사빛을 의미한다. 상기 확산광의 경우, 부드럽지 않은 면에 빛이 튕길 때 산란되는 현상을 의미하며, 상기 반사광의 경우는, 부드러운 면에 빛이 튕길 때 상기 빛과 직각을 이루는 방향으로 한번만 반사되는 현상을 의미한다.
도 3을 참조하면, 상기 확산광이 상기 반사광 보다 많이 발생된 것을 알 수 있다. 이는, 본 발명의 제조방법에 의하여 구현된 상기 반사방지층이 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 포함하고 있는 것을 의미한다. 또한, 상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 포함하는 상기 반사방지층이 광을 확산하는 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있다.
일반적으로 결정질 실리콘 태양전지 연구는 제조단가를 줄이기 위해서 공정비용을 줄이거나 저가의 기판을 이용하여 변환효율을 높이는 연구에 집중되고 있다. 사진식각법을 이용한 고효율 태양전지에 사용되는 고가의 공정을 효율의 큰 변화가 없이 저가의 공정으로 대체하는 연구를 하거나 대량생산에 가장 적합한 스크린 프린팅 태양전지의 단점인 낮은 변환효율을 높이기 위한 연구를 예로 들 수 있다. 그러나 스크린 프린팅 태양전지의 경우 일부 공정은 아직 대량생산을 위해 해결해야 할 여러 가지 문제점들을 가지고 있다.
그러나 본 발명의 태양전지용 반사방지층의 제조방법은 상술한 문제점 등을 해결할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 태양전지용 반사방지층의 제조방법은, 실리콘 기판 상에 아세트산 아연 이수화물(Zinc acetate dihydrate), 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 및 모노에탄올아민(monoethanolamine)을 함유하는 코팅층을 형성하고, 상기 기판 및 상기 코팅층에 건조 공정을 수행하여 상기 기판 상에 형성된 산화아연(ZnO) 링클(wrinkle) 마이크로 구조체를 포함하는 태양전지용 반사방지층을 구현할 수 있다.
즉, 상기 태양전지용 반사방지층은, 단순하게 상기 아세트산 아연 이수화물(Zinc acetate dihydrate), 상기 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 및 상기 모노에탄올아민(monoethanolamine)을 함유하는 코팅층을 기판 상에 형성하고, 건조함으로써 구현될 수 있다. 이러한 상기 산화아연(ZnO) 링클(wrinkle) 마이크로 구조체를 포함하는 상기 반사방지층은, 저비용으로 태양전지의 변환효율을 향상시킬 수 있으며, 대량생산이 가능하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 실험예를 제공한다. 다만, 하기의 실험예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 아래의 실험예들에 의해서 한정되는 것은 아니다.
기판으로 실리콘(Si) 기판을 사용하고, 기판 상에 산화아연 전구체, 유기용제 및 아민계 조성물을 함유하는 코팅층을 형성한다. 기판 및 코팅층에 건조 공정을 수행하여 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 포함하는 반사방지층을 구현한다.
좀 더 구체적으로, 실험예는 도 1에 도시된 태양전지용 반사방지층의 제조방법을 이용함으로써, 반사방지층을 구현할 수 있다. 즉, 아세트산 아연 이수화물(Zinc acetate dihydrate), 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 및 모노에탄올아민(monoethanolamine)을 함유하는 혼합물을, 실리콘 기판 상에 스핀코팅 공정을 이용하여 도포하여 코팅층을 형성한다. 다음으로, 120 내지 150 도의 온도범위에서 실리콘 기판 및 코팅층에 건조 공정을 수행하여, 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 포함하는 반사방지층을 구현하여 실험하였다.
다음으로, 비교예는 반사방지층이 형성되지 않은 순수한 실리콘 기판으로 실험하였다.
도 4는 본 발명의 실험예와 비교예의 파장에 따른 반사율을 나타내는 그래프이다. 도 5는 본 발명의 실험예와 비교예의 파장에 따른 양자효율을 나타내는 그래프이다. 도 6은 본 발명의 실험예와 비교예의 전압에 따른 전류밀도를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 실험예와 비교예에 따른 개방전압, 단락전류, 충전율, 양자효율, 반사율 및 확산도에 대한 데이터 값을 <표 1>에 나타내었다.
파라미터(parameter) 단위 실험예 비교예
단락전류, Jsc (mA/cm2) 37.8 33.7
개방전압, Voc (mV) 460 450
충전율, FF (%) 59 54
양자효율, QE (@ 550nm) (%) 71.3 62.6
반사율 (@ 600nm) (%) 16.4 30.2
확산도 (@ 600nm) (%) 41.3 -
도 4, 도 5, 도 6 및 <표 1>을 참조하면, 실험예의 경우, 단락전류는 37.8 mA/cm2, 개방전압은 460 mV, 충전율은 59 %, 양자효율(@ 550nm)은 71.3 %로 측정되어, 단락전류는 33.7 mA/cm2, 개방전압은 450 mV, 충전율은 54 %, 양자효율(@ 550nm)은 62.6 % 로 측정된 비교예의 경우 보다 우수한 특성을 가지는 것을 알 수 있다.
또한, 실험예의 경우, 광 반사율(@ 600nm)은 16. 4 %로 측정되어, 30.2 % 측정된 비교예의 경우 보다 광의 반사율이 낮은 것을 알 수 있다. 즉, 실험예의 경우가, 비교예의 경우 보다 광의 반사방지 특성이 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 실험예의 경우, 광 확산도(@ 600nm)가 41.3 %로 측정되었지만, 비교예의 경우 광 확산도가 측정되지 않았다. 즉, 실험예의 경우 광을 확산하는 특성을 가지는 것을 알 수 있다.
상술한 본 발명의 제조방법으로 구현된 상기 반사방지층은, 광의 확산 및 광의 반사방지에 우수한 특성을 가지고 있어, 태양전지에 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 태양전지는, 제 1 전극층, 상기 제 1 전극층 상에 형성되는 반도체층, 상기 반도체층 상에 형성되는, 상기 반사방지층 및 상기 반사방지층의 상부에 형성되는 제 2 전극층을 포함하여 구현될 수 있다.
상기 태양전지는, 광의 확산 및 광의 반사방지에 우수한 특성을 가지는, 상기 반사방지층을 포함하여 구현됨으로써, 광 변환효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 기판
20: 반사방지층

Claims (10)

  1. 산화아연 전구체, 유기용제 및 아민계 조성물을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 혼합물을 기판 상에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
    소정의 온도에서 상기 코팅층이 형성된 상기 기판에 건조 공정을 수행하여 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 산화아연 전구체는, 아세트산 아연 이수화물(Zinc acetate dihydrate)을 포함하고,
    상기 유기용제는, 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol)을 포함하고,
    상기 아민계 조성물은, 모노에탄올아민(monoethanolamine)을 포함하고,
    상기 건조 공정은 120℃ 내지 150℃ 온도 범위에서 수행되고,
    상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체는 산화아연 링클(wrinkle) 마이크로 구조체를 포함하는, 태양전지용 반사방지층의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합물을 기판 상에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계;는,
    스핀코팅(spin coating) 공정을 이용하여, 상기 혼합물을 상기 기판 상에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는, 태양전지용 반사방지층의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 온도에서 상기 코팅층이 형성된 기판에 건조 공정을 수행하여 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체를 형성하는 단계; 이후에,
    상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체 및 상기 기판에 소성(燒成) 공정을 수행하는 단계;를 더 포함하는, 태양전지용 반사방지층의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소성 공정의 의하여, 상기 산화아연(ZnO) 마이크로 구조체의 결정립이 성장하는, 태양전지용 반사방지층의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 실리콘 기판을 포함하는, 태양전지용 반사방지층의 제조방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 8 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 형성된 태양전지용 반사방지층으로서,
    상기 기판 상에 형성된 산화아연(ZnO) 링클(wrinkle) 마이크로 구조체를 포함하는, 태양전지용 반사방지층.
  10. 제 1 전극층;
    상기 제 1 전극층 상에 형성되는 반도체층;
    상기 반도체층 상에 형성되는, 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 의한 제조방법으로 구현된 상기 반사방지층; 및
    상기 반사방지층의 상부에 형성되는 제 2 전극층;
    을 포함하는, 광전효율이 향상된 태양전지.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090012782A (ko) * 2007-07-31 2009-02-04 삼성전자주식회사 산화아연 박막의 제조방법
KR20110097707A (ko) * 2010-02-25 2011-08-31 이화여자대학교 산학협력단 자기 조립 이중블록 공중합체와 졸-겔 공정을 이용한 산화아연 나노링 구조체의 제조방법
KR20120081428A (ko) * 2011-01-11 2012-07-19 한국기계연구원 금속산화물 나노와이어-월 전도막의 제조방법 및 이를 포함하는 유기태양전지
KR20130009997A (ko) * 2011-05-16 2013-01-24 재단법인대구경북과학기술원 실리콘 태양전지 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090012782A (ko) * 2007-07-31 2009-02-04 삼성전자주식회사 산화아연 박막의 제조방법
KR20110097707A (ko) * 2010-02-25 2011-08-31 이화여자대학교 산학협력단 자기 조립 이중블록 공중합체와 졸-겔 공정을 이용한 산화아연 나노링 구조체의 제조방법
KR20120081428A (ko) * 2011-01-11 2012-07-19 한국기계연구원 금속산화물 나노와이어-월 전도막의 제조방법 및 이를 포함하는 유기태양전지
KR20130009997A (ko) * 2011-05-16 2013-01-24 재단법인대구경북과학기술원 실리콘 태양전지 및 그 제조방법

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