KR101714971B1 - Metal substrate for flexible dye-sensitized solar cell and flexible dye-sensitized solar cell using the same - Google Patents
Metal substrate for flexible dye-sensitized solar cell and flexible dye-sensitized solar cell using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101714971B1 KR101714971B1 KR1020160058278A KR20160058278A KR101714971B1 KR 101714971 B1 KR101714971 B1 KR 101714971B1 KR 1020160058278 A KR1020160058278 A KR 1020160058278A KR 20160058278 A KR20160058278 A KR 20160058278A KR 101714971 B1 KR101714971 B1 KR 101714971B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- sensitized solar
- conductive substrate
- counter electrode
- coating layer
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 44
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 29
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 11
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QVLNJJLJVMLHFO-UHFFFAOYSA-N [F].[O-2].[Zn+2] Chemical compound [F].[O-2].[Zn+2] QVLNJJLJVMLHFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017060 Fe Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002544 Fe-Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002549 Fe–Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- NRUPVVPBPCPMPJ-UHFFFAOYSA-N cyano selenocyanate Chemical compound N#C[Se]C#N NRUPVVPBPCPMPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCVXZQOKBHXGRU-UHFFFAOYSA-N iodine(1+) Chemical compound [I+] OCVXZQOKBHXGRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 125000001824 selenocyanato group Chemical group *[Se]C#N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- XRFHCHCLSRSSPQ-UHFFFAOYSA-N strontium;oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Sr+2] XRFHCHCLSRSSPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2022—Light-sensitive devices characterized by he counter electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
- H01G9/2009—Solid electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2095—Light-sensitive devices comprising a flexible sustrate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
본 개시의 일 실시 형태의 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극은 전도성 기판 및 상기 전도성 기판 상에 형성된 코팅층을 포함하며, 상기 전도성 기판은 탄소강 및 스테인리스강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 상대전극이 상기 전도성 기판 및 코팅층을 포함함으로써, 태양전지 효율이 저하되지 않으면서, 저가의 상대전극용 소재를 사용할 수 있다.A counter electrode for a flexible dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present disclosure includes a conductive substrate and a coating layer formed on the conductive substrate, wherein the conductive substrate includes one selected from the group consisting of carbon steel and stainless steel do. Since the counter electrode includes the conductive substrate and the coating layer, a low cost counter electrode material can be used without deteriorating the solar cell efficiency.
Description
본 개시는 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극 및 플렉서블 염료감응 태양전지에 관한 것이다.
This disclosure relates to a counter electrode for a flexible dye-sensitized solar cell and a flexible dye-sensitized solar cell.
염료감응 태양전지는 식물의 광합성 원리를 응용한 소자로서, 햇빛을 받으면 전자를 방출하는 특정 염료와 전해질을 이용하여 전기를 생산하며, 태양광 흡수용 감광성 염료 입자, n형 반도체 역할을 하는 넓은 에너지 밴드 갭을 가지는 금속 산화물 입자, p형 반도체 역할을 하는 전해질층, 상대전극 및 태양광 투과용 투명전극으로 구성된다.
The dye-sensitized solar cell is a device that applies the principle of photosynthesis of plants. It produces electricity by using specific dyes and electrolytes that emit electrons when exposed to sunlight. It uses photosensitive dyes for solar absorption, wide energy A metal oxide particle having a bandgap, an electrolyte layer serving as a p-type semiconductor, a counter electrode, and a transparent electrode for transmitting sunlight.
염료감응 태양전지가 빛을 흡수하면 감광성 염료 입자가 여기상태(Excited State)가 되면서 전자를 생성하고(산화), 생성된 전자는 금속 산화물의 전도대로 이동하게 되며, 상기 전자는 투명전극을 통해 외부회로로 흘러 전기에너지를 전달하게 된다. 동시에 산화된 염료 입자는 전해질층 내의 산화 환원 매개체(redox mediator)의 환원체(I-)로부터 전자를 공급받아 환원되면서 원래 상태인 바닥 상태(Ground State)로 돌아가게 된다. 이러한 반응에 전자를 제공하고 산화체(I3 -)로 변환된 산화 환원 매개체는 전기 촉매 역할을 하는 상대전극의 도움으로 환원체(I-)로 다시 돌아가게 된다.
When the dye-sensitized solar cell absorbs light, the photosensitive dye particles are excited to generate electrons (oxidation), and the generated electrons move to the conduction band of the metal oxide, And flows into the circuit to transmit electric energy. At the same time, the oxidized dye particles are returned to the original ground state by being supplied with electrons from the reducing material (I - ) of the redox mediator in the electrolyte layer. The redox mediator, which provides electrons for this reaction and is converted to an oxidized form (I 3 - ), is returned to the reduced form (I - ) with the aid of a counter electrode acting as an electrocatalyst.
이러한 염료감응 태양전지의 고효율화를 달성하기 위한 한 가지 수단으로써, 요오드계의 전해질에 대하여 내화학성이 우수하며, 전해질 내에 존재하는 산화 환원 매개체의 환원반응을 신속하게 진행시킬 수 있는 상대전극이 요구되고 있다.As a means for achieving high efficiency of such a dye-sensitized solar cell, a counter electrode which is excellent in chemical resistance to an iodine-based electrolyte and capable of rapidly promoting the reduction reaction of the redox mediator present in the electrolyte is required have.
특히, 티타늄은 내식성 및 전도성이 높고 촉매특성이 우수하기 때문에 상대전극의 재료로서 매우 유용하지만, 원료의 가격이 고가이기 때문에 경제성이 낮은 단점이 있다.
Particularly, titanium is very useful as a material for a counter electrode because of its high corrosion resistance and conductivity and excellent catalytic properties. However, titanium has a disadvantage of low cost because of high price of raw materials.
또한, 옥외에서 장시간 사용하여도 태양전지 효율이 저하되지 않는 플렉서블 염료감응 태양전지(flexible dye-sensitized solar cell)의 구조가 제시되고 있다.Further, a structure of a flexible dye-sensitized solar cell that does not deteriorate the solar cell efficiency even when used outdoors for a long time is proposed.
플렉서블 투명기판으로서 고분자 필름이 이용되는 경우, 외부에서의 수분 침투 및 자외선에 의한 열화와 같은 문제점이 발생할 수 있다.
When a polymer film is used as the flexible transparent substrate, problems such as moisture penetration from the outside and deterioration due to ultraviolet rays may occur.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 태양전지 효율이 저하되지 않으면서, 저가의 내화학성이 우수한 상대전극 재료 및 태양전지의 장수명을 확보할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
In order to solve such a problem, there is a need for a counter electrode material excellent in low-cost chemical resistance and a technique capable of securing the long life of the solar cell without deteriorating the solar cell efficiency.
하기의 선행기술문헌의 특허문헌 1은 플렉서블 광전극과 그 제조방법, 및 이를 이용한 염료감응 태양전지에 관한 것이다.
본 개시의 일 실시 형태에 따르면, 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극 및 플렉서블 염료감응 태양전지를 제공하는 것이다.
According to one embodiment of the present disclosure, there is provided a counter electrode for a flexible dye-sensitized solar cell and a flexible dye-sensitized solar cell.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극은 전도성 기판 및 상기 전도성 기판 상에 형성된 코팅층을 포함하며, 상기 전도성 기판은 탄소강 및 스테인리스강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
The counter electrode for a flexible dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present disclosure includes a conductive substrate and a coating layer formed on the conductive substrate, and the conductive substrate may be one selected from the group consisting of carbon steel and stainless steel.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 플렉서블 염료감응 태양전지는 플렉서블 투명기판, 상기 투명기판 상에 형성된 투명 전극층, 상기 투명 전극층 상에 형성된 산화물 반도체층 및 상기 산화물 반도체층과 소정의 간격을 두고 서로 마주보도록 대향 배치되는 상대전극을 포함하고, 상기 상대전극은 전도성 기판 및 상기 전도성 기판 상에 형성된 코팅층을 포함하며, 상기 전도성 기판은 탄소강 및 스테인리스강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
A flexible dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present disclosure includes a flexible transparent substrate, a transparent electrode layer formed on the transparent substrate, an oxide semiconductor layer formed on the transparent electrode layer, and an oxide semiconductor layer Wherein the counter electrode includes a conductive substrate and a coating layer formed on the conductive substrate, and the conductive substrate may be one selected from the group consisting of carbon steel and stainless steel.
본 개시의 일 실시 형태에 따르면, 태양전지 효율이 저하되지 않으면서, 저가의 상대전극용 소재를 사용할 수 있으며, 태양전지의 장수명을 확보할 수 있는 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극 및 플렉서블 염료감응 태양전지를 제공할 수 있다.
According to one embodiment of the present disclosure, a counter electrode for a flexible dye-sensitized solar cell and a flexible dye-sensitized solar cell capable of using a low-cost material for a counter electrode without deteriorating the solar cell efficiency, Battery can be provided.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 플랙서블 염료감응 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 상대전극을 이용한 플랙서블 염료감응 태양전지의 전압-전류 특성을 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic cross-sectional view of a flexible dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present disclosure;
2 is a graph showing voltage-current characteristics of a flexible dye-sensitized solar cell using a counter electrode according to an embodiment of the present disclosure.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.Preferred embodiments of the present disclosure will now be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 개시의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 개시를 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.However, the embodiments of the present disclosure are provided to more fully describe the present disclosure to those skilled in the art.
또한, 본 개시의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.The embodiments of the present disclosure can be modified into various other forms, and the scope of the present disclosure is not limited to the embodiments described below.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.
또한, 각 실시예의 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.In the drawings, like reference numerals are used to designate like elements that are functionally equivalent to the same reference numerals in the drawings.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, to include an element throughout the specification does not exclude other elements unless specifically stated otherwise, but may include other elements.
이하, 본 개시에 의한 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a counter electrode for a flexible dye-sensitized solar cell according to the present disclosure will be described in detail.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극은 전도성 기판; 상기 전도성 기판 상에 형성된 코팅층;을 포함하며, 상기 전도성 기판은 탄소강 및 스테인리스강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종이다.
A counter electrode for a flexible dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present disclosure includes a conductive substrate; And a coating layer formed on the conductive substrate, wherein the conductive substrate is one selected from the group consisting of carbon steel and stainless steel.
염료감응 태양전지용 상대전극의 전도성 기판으로는 롤-투-롤(roll-to-Roll)법에 의한 연속공정에 적합한 기판이라면 당해 기술분야에서 사용되는 모든 것을 이용할 수 있다. 예를 들면, 스테인리스강, 탄소강, Fe-Ni계 합금, Fe-Cr계 합금, Fe-Cu계 합금, 알루미늄계 금속, 티타늄계 금속, 박막 유리, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등이 있다.As a conductive substrate of a counter electrode for a dye-sensitized solar cell, any substrate used in the related art can be used as long as it is suitable for a continuous process by a roll-to-roll method. For example, there are stainless steel, carbon steel, Fe-Ni alloy, Fe-Cr alloy, Fe-Cu alloy, aluminum alloy, titanium alloy, thin film glass, polyimide and polyethylene terephthalate .
종래는 요오드에 대한 내화학성이 높은 티타늄계 금속을 포함하는 전도성 기판을 사용하였다. 티타늄계 금속은 내화학성이 높다는 장점이 있으나, 가격이 고가인 단점이 있어 태양전지의 원가 경쟁력에서 취약하다.
Conventionally, a conductive substrate containing a titanium-based metal having high resistance to iodine was used. Titanium-based metals have the advantage of high chemical resistance, but they are weak in the cost competitiveness of solar cells because they are expensive.
본 개시의 일 실시 형태에 따르면, 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극은 탄소강 및 스테인리스강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종인 전도성 기판을 포함한다. According to one embodiment of the present disclosure, the counter electrode for a flexible dye-sensitized solar cell comprises a conductive substrate that is one selected from the group consisting of carbon steel and stainless steel.
상기 전도성 기판이 탄소강 또는 스테인리스강이면, 태양전지 효율이 저하되지 않으면서, 저가의 상대전극용 소재를 사용할 수 있어, 태양전지의 원가 경쟁력을 확보할 수 있다.If the conductive substrate is made of carbon steel or stainless steel, the material for the counter electrode can be used at a low cost without deteriorating the efficiency of the solar cell, and the cost competitiveness of the solar cell can be secured.
상기 코팅층은 요오드에 내화학성이 우수한 재료를 포함할 수 있다.The coating layer may include a material having excellent chemical resistance to iodine.
상기 코팅층은 불소가 도핑된 산화주석(FTO; Fluorine tin oxide) 또는 불소가 도핑된 산화아연(FZO: Fluorine zinc oxide)일 수 있다.The coating layer may be fluorine-doped tin oxide (FTO) or fluorine zinc oxide (FZO).
상기 코팅층을 상기 전도성 기판 상에 형성하면, 요오드에 대한 내화학성이 확보될 수 있으며, 태양전지의 효율 및 생산성이 확보될 수 있다.If the coating layer is formed on the conductive substrate, the chemical resistance to iodine can be secured, and the efficiency and productivity of the solar cell can be secured.
상기 코팅층은 증착 및 스퍼터링의 방법 중 선택된 하나를 이용하여 형성할 수 있다. The coating layer may be formed using a selected one of deposition and sputtering methods.
상기 코팅층은 400nm 이상 1μm 이하의 두께를 가질 수 있다.The coating layer may have a thickness of 400 nm or more and 1 μm or less.
상기 코팅층의 두께가 400nm 이하일 경우, 전해질층이 코팅층을 투과시키거나, 일정 거칠기가 있는 상기 전도성 기판이 충분히 코팅되지 않을 수 있다. 이로 인해, 상기 전도성 기판에서 코팅이 충분히 되지 영역이 발생하게 되며, 상기 영역은 상기 전해질층에 포함된 요오드에 의해 부식될 수 있어, 태양전지의 효율이 저하될 수 있다.When the thickness of the coating layer is 400 nm or less, the electrolyte layer may permeate the coating layer, or the conductive substrate having a certain roughness may not be sufficiently coated. As a result, a region where the coating is sufficiently formed in the conductive substrate is generated, and the region can be corroded by the iodine contained in the electrolyte layer, thereby reducing the efficiency of the solar cell.
상기 코팅층의 두께가 1μm 이상일 경우, 코팅의 공정 시간이 길어지게 되어 태양전지의 생산성이 낮아질 수 있다.
If the thickness of the coating layer is 1 μm or more, the process time of the coating may be prolonged and the productivity of the solar cell may be lowered.
이하, 본 개시에 의한 플렉서블 염료감응 태양전지에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the flexible dye-sensitized solar cell according to the present disclosure will be described in detail.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 플랙서블 염료감응 태양전지의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a flexible dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present disclosure;
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 플렉서블 염료감응 태양전지(100)는 플렉서블 투명기판(131); 상기 투명기판(131) 상에 형성된 투명 전극층(132); 상기 투명 전극층(132) 상에 형성된 산화물 반도체층(120); 상기 산화물 반도체층(120)과 소정의 간격을 두고 서로 마주보도록 대향 배치되는 상대전극(110); 및 상기 산화물 반도체층(120)과 상기 상대전극(110) 사이의 공간을 충진하는 전해질층(140);을 포함하고, 상기 상대전극(110)은 전도성 기판(111) 및 상기 전도성 기판(111) 상에 형성된 코팅층(112)을 포함하며, 상기 전도성 기판(111)은 탄소강 및 스테인리스강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종이다.
Referring to FIG. 1, a flexible dye-sensitized
종래의 플랙서블 염료감응 태양전지는 투명기판으로 고분자 필름을 사용하였다. 상기 고분자 필름을 투명기판으로 사용하면, 외부의 수분 침투 및 자외선에 의한 열화와 같은 문제점이 발생할 수 있다.
Conventional flexible dye-sensitized solar cells use a polymer film as a transparent substrate. If the polymer film is used as a transparent substrate, problems such as external moisture penetration and ultraviolet ray deterioration may occur.
본 개시의 일 실시 형태에 따르면, 상기 플렉서블 투명기판(131)은 박형 유리(thin glass) 기판일 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the flexible
상기 투명기판(131)이 박형 유리기판이면, 플렉서블한 염료감응 태양전지의 제작이 가능하다. 또한, 상기 박형 유리기판은 외부의 수분을 차단할 수 있으며, 자외선에 의한 열화를 해결할 수 있어, 상기 태양전지의 수명을 길게 확보할 수 있다.If the
상기 투명기판(131)의 두께는 30μm 내지 100μm일 수 있다.The thickness of the
상기 투명기판의 두께가 30μm 미만이면 외부의 힘에 의해 쉽게 깨질 수 있으며, 상기 투명기판의 두께가 100μm 초과하면 기판의 유연성(flexibility)의 특성이 저하될 수 있다.
If the thickness of the transparent substrate is less than 30 占 퐉, it can be easily broken by external force. If the thickness of the transparent substrate exceeds 100 占 퐉, flexibility of the substrate may be deteriorated.
상기 투명 전극층(131)은 전기 전도성이 우수한 재료를 사용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO;indium Tin Oxide), 불소가 도핑된 산화주석(FTO;F-doped SnO2), 산화아연(ZnO) 및 안티몬 주석 산화물(ATO;antimony Tin Oxide) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
The
상기 산화물 반도체층(120)은 금속 산화물 입자(121)와 염료 입자(122)를 포함할 수 있다.The
상기 염료 입자(122)는 상기 금속 산화물 입자(121)의 표면에 둘러싸여 흡착되어 있을 수 있다.The
상기 금속 산화물 입자(121)는 나노 크기의 다양한 모양을 가질 수 있으며, 예를 들어 나노튜브(nanotube), 나노막대(nanorod), 나노스피어(nanosphere), 나노파이버(nanofiber) 또는 나노벨트(nanobelt)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 금속 산화물 입자(121)는 예를 들어, 이산화티탄(TiO2), 이산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 산화텅스텐(WO3), 산화 텅스텐(WO3), 산화니오븀(Nb2O5) 및 산화 티탄 스트론튬(TiSrO3) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
The
상기 염료 입자(122)는 상기 금속 산화물 입자(121)의 표면에 둘러싸여 흡착되어 있을 수 있다.The
상기 염료 입자(122)는 상기 금속 산화물 입자(121)의 표면과 안정된 화학 결합을 할 수 있으며, 열 및 광학적 안정성을 가질 수 있다.The
상기 염료 입자(122)는 알루니늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 유로퓸(Eu), 납(Pb), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 이들의 복합체로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 포함할 수 있다.
The
상기 상대전극(110)은 상기 산화물 반도체층(120)과 소정의 간격을 두고 서로 마주보도록 대향 배치된다.The
상기 상대전극(110)은 전도성 기판(111) 및 상기 전도성 기판(111) 상에 형성된 코팅층(112)을 포함한다.The
상기 전도성 기판(111)은 탄소강 및 스테인리스강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종이다.The
상기 전도성 기판이 탄소강 또는 스테인리스강이면, 태양전지 효율이 저하되지 않으면서 저가의 상대전극용 소재를 사용할 수 있어, 태양전지의 원가 경쟁력을 확보할 수 있다.
If the conductive substrate is made of carbon steel or stainless steel, the material for the counter electrode can be used at a low cost without deteriorating the efficiency of the solar cell, thereby ensuring cost competitiveness of the solar cell.
상기 코팅층(112)은 요오드에 내화학성이 우수한 재료를 포함할 수 있다.The
상기 코팅층(112)은 불소가 도핑된 산화주석(FTO; Fluorine tin oxide) 및 불소가 도핑된 산화아연(FZO: Fluorine zinc oxide) 중 선택된 1종 일 수 있다.The
상기 코팅층(112)을 상기 전도성 기판 상에 형성하면, 요오드에 대한 내화학성이 확보될 수 있으며, 태양전지의 효율 및 생산성이 확보될 수 있다.When the
상기 코팅층(112)은 증착 및 스퍼터링의 방법 중 하나를 이용하여 형성할 수 있다. The
상기 코팅층(112)은 400nm 이상 1μm 이하의 두께를 가질 수 있다.The
상기 코팅층의 두께가 400nm 이하일 경우, 전해질층이 코팅층을 투과시키거나, 일정 거칠기가 있는 상기 전도성 기판이 충분히 코팅되지 않을 수 있다. 이로 인해, 상기 전도성 기판에서 코팅이 충분히 되지 영역이 발생하게 되며, 상기 영역은 상기 전해질층에 포함된 요오드에 의해 부식될 수 있어, 태양전지의 효율이 저하될 수 있다.When the thickness of the coating layer is 400 nm or less, the electrolyte layer may permeate the coating layer, or the conductive substrate having a certain roughness may not be sufficiently coated. As a result, a region where the coating is sufficiently formed in the conductive substrate is generated, and the region can be corroded by the iodine contained in the electrolyte layer, thereby reducing the efficiency of the solar cell.
상기 코팅층의 두께가 1μm 이상일 경우, 코팅의 공정 시간이 길어지게 되어 태양전지의 생산성이 낮아질 수 있다.
If the thickness of the coating layer is 1 μm or more, the process time of the coating may be prolonged and the productivity of the solar cell may be lowered.
상기 전해질층(140)은 상기 산화물 반도체층(120)과 상기 상대전극(110) 사이의 공간을 충진한다.The
상기 전해질층(140)은 산화-환원에 의해 상기 상대전극으로부터 전자를 받아 상기 염료 입자에 전달하는 역할을 할 수 있다.The
상기 전해질층(140)은 요오드계 산화환원 전해질(redox iodide electrolyte)을 포함할 수 있으며, 예를 들면 요오드(I)계, 브롬(Br)계, 코발트(Co)계, 황화시안(SCN-)계, 셀레늄화시안(SeCN-)계를 함유하는 전해질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 일 수 있다.
The
전해질층이 액체일 경우, 시트(sheet) 방식의 배치 타입(batch type)의 제조만 가능하는 제약이 있으며, 용매 휘발성과 요오드의 승화성이 장기적으로 고온 안정성에 문제가 되고, 휘발성 및 승화성에 대한 완전 밀봉이 문제가 된다.When the electrolyte layer is a liquid, there is a restriction that it is only possible to manufacture a sheet type batch type, and solvent volatility and sublimation of iodine are problematic for long-term high-temperature stability, and the volatility and sublimation property Complete sealing becomes a problem.
상기 전해질층(140)은 반고상 전해질 일 수 있다.The
상기 반고상 전해질은 유기계의 고분자 또는 무기계의 정공전달물질(HTM;hole transfer materials)일 수 있다.The semi-solid electrolyte may be organic polymer or inorganic hole transfer materials (HTM).
상기 전해질층은 스핀코팅 방법을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The electrolyte layer may be formed using a spin coating method, but is not limited thereto.
상기 전해질층(140)이 반고상 전해질이면, 상기 산화물 반도체 층이 형성된 박형 유리기판과 연속으로 합착하여, 플렉서블 염료감응 태양전지를 제조할 수 있다. 이로 인해, 플렉서블 염료감응 태양전지의 대량 생산성을 확보할 수 있다. If the
상기 전해질층이 반고상 전해질일 경우, 염료감응 태양전지의 제조시 모양에 대한 변형이 가능하여 유연성을 제공해 줄 수 있으며, 전해질층의 박막제조가 가능할 수 있다. 또한, 액체 전해질에 비해 열 응력이나 광 침투하에서 안정적인 성능을 유지할 수 있으며, 장기 안정성의 향상에 기여할 수 있다.
When the electrolyte layer is a semi-solid electrolyte, the shape of the dye-sensitized solar cell can be changed during fabrication to provide flexibility, and the thin film of the electrolyte layer can be manufactured. In addition, it can maintain a stable performance under thermal stress or light penetration as compared with a liquid electrolyte, and can contribute to improvement of long-term stability.
본 개시의 일 실시 형태에 따르면 상기 플렉서블 염료감응 태양전지(100)는 상기 산화물 반도체층(120)이 형성된 플렉서블 투명전극(130) 상에 상기 산화물 반도체층(120)과 소정의 간격을 두고 서로 마주보도록 상기 전해질층(140)이 형성된 상기 상대전극(110)을 배치한 후, 고분자 접착제(150)로 봉합하여 형성될 수 있다.
The flexible dye-sensitized
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 상대전극을 이용한 플랙서블 염료감응 태양전지의 전압-전류 특성을 나타낸 그래프이다. FIG. 2 is a graph showing voltage-current characteristics of a flexible dye-sensitized solar cell using a counter electrode according to an embodiment of the present disclosure.
도 2는 AM 1.5G 1 Sun 조건에서 얻는 비교예(A), 실시예 1(B) 및 실시예 2(C)의 그래프를 나타낸다.FIG. 2 shows graphs of Comparative Example (A), Example 1 (B) and Example 2 (C) obtained under the condition of AM 1.5
표 1은 비교예, 실시예 1 및 실시예 2의 각각의 플렉서블 염료감응 태양전지에 대하여 단락전류(Isc;short circuit current), 개방전압(Voc;open circuit voltage), 광전효율(η;photoelectric efficiency) 및 충진계수(FF;fill factor)의 결과를 나타낸다.Table 1 shows the short circuit current (Isc), the open circuit voltage (Voc) and the photoelectric efficiency (?) Of the flexible dye-sensitized solar cell of each of Comparative Example, Example 1 and Example 2, ) And a fill factor (FF).
상기 1 Sun 조건은 태양전지의 온도 25℃ 및 빛의 세기 AM 1.5G 100mW/Cm2을 만족한다.The above 1 Sun condition satisfies solar cell temperature of 25 캜 and light intensity AM 1.5
상기 단락전류(Isc)는 태양전지 내에 전압이 생성되지 않았을 때 태양전지에서 얻을 수 있는 최대전류밀도이다. The short circuit current Isc is the maximum current density that can be obtained in the solar cell when no voltage is generated in the solar cell.
상기 개방전압(Voc)는 태양전지의 양 전극에 추가적인 전류를 주입하지 않을 때 걸리는 전위차이다.The open-circuit voltage Voc is a potential difference when no additional current is injected into both electrodes of the solar cell.
상기 충진계수(FF)는 태양전지의 최대출력(Pmax;maxium power)을 개방전압(Voc)과 단락전류(Isc)의 곱으로 나눈 값으로서, 전지의 성능을 나타내는 주요한 척도이다.
The filling factor FF is a value obtained by dividing the maximum output Pmax of the solar cell by the product of the open-circuit voltage Voc and the short-circuit current Isc and is a main measure of the performance of the battery.
상기 비교예는 상대전극의 전도성 기판으로 티타늄을 사용하였으며, 코팅층을 형성하지 않았다.In the comparative example, titanium was used as the conductive substrate of the counter electrode, and no coating layer was formed.
상기 실시예는 상태전극의 전도성 기판으로 탄소강을 사용하였으며, 코팅층을 형성하였다. 상기 실시예 1 및 실시예 2는 각각 100nm 및 400nm의 코팅층의 두께를 가진다.
In the above embodiment, carbon steel was used as a conductive substrate of the state electrode, and a coating layer was formed. The above Examples 1 and 2 have coating thicknesses of 100 nm and 400 nm, respectively.
(A)Isc
(A)
(V)Voc
(V)
(W)Pmax
(W)
(%)FF
(%)
(%)η
(%)
상기 도 2 및 표 1을 참조하면, 실시예 2(C)에 비해 비교예(A) 및 실시예 1(B)는 개방전압(Voc)가 낮고 충진계수(FF)가 낮음으로써, 태양전지의 효율이 낮은 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 2 and Table 1, Comparative Example (A) and Example 1 (B) have lower open-circuit voltage (Voc) and lower filling factor (FF) than Example 2 (C) It was confirmed that the efficiency was low.
상기 비교예와 실시예를 비교하면, 상기 실시예 1은 상기 비교예에 비해 약간의 효율이 저하된 것을 보이고 있으나, 상기 실시예 2는 상기 비교예에 비해 효율이 향상된 것을 확인할 수 있다.Comparing the comparative example and the example, it can be seen that the efficiency of Example 1 is slightly lower than that of the comparative example, but the efficiency of Example 2 is improved as compared with the comparative example.
따라서, 상기 코팅층의 두께가 400nm 이상 1μm 이하의 두께를 가짐으로써, 상기 비교예에 비해 높은 태양전지 효율이 확보되는 것을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the thickness of the coating layer was 400 nm or more and 1 μm or less, thereby ensuring a higher solar cell efficiency than the comparative example.
상기 코팅층의 두께가 400nm 이하일 경우, 전해질층이 코팅층을 투과시키거나, 일정 거칠기가 있는 상기 전도성 기판이 충분히 코팅되지 않을 수 있다. 이로 인해, 상기 전도성 기판에서 코팅이 충분히 되지 영역이 발생하게 되며, 상기 영역은 상기 전해질층에 포함된 요오드에 의해 부식될 수 있어, 태양전지의 효율이 저하될 수 있다.When the thickness of the coating layer is 400 nm or less, the electrolyte layer may permeate the coating layer, or the conductive substrate having a certain roughness may not be sufficiently coated. As a result, a region where the coating is sufficiently formed in the conductive substrate is generated, and the region can be corroded by the iodine contained in the electrolyte layer, thereby reducing the efficiency of the solar cell.
상기 코팅층의 두께가 1μm 이상일 경우, 코팅의 공정 시간이 길어지게 되어 태양전지의 생산성이 낮아질 수 있다.
If the thickness of the coating layer is 1 μm or more, the process time of the coating may be prolonged and the productivity of the solar cell may be lowered.
본 실시 예에 따른 플렉서블 염료감응 태양전지의 상대전극은 탄소강을 포함하는 전도성 기판 및 코팅층을 포함함으로써, 비교예의 티타늄을 포함하는 상대전극에 비해 높은 효율을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
It can be confirmed that the counter electrode of the flexible dye-sensitized solar cell according to the present embodiment has a higher efficiency than the counter electrode including titanium of the comparative example, since it includes a conductive substrate and a coating layer containing carbon steel.
100: 플렉서블 염료감응 태양전지
110: 상대전극
111: 전도성 기판
112: 코팅층
120: 산화물 반도체층
121: 금속 산화물 입자
122: 염료 입자
130: 투명전극
131: 투명 전극층
132: 플렉서블 투명기판
140: 전해질층
150: 고분자 접착제100: Flexible dye-sensitized solar cell
110: counter electrode
111: conductive substrate
112: coating layer
120: oxide semiconductor layer
121: metal oxide particle
122: Dye particle
130: transparent electrode
131: transparent electrode layer
132: Flexible transparent substrate
140: electrolyte layer
150: Polymer adhesive
Claims (7)
상기 전도성 기판 상에 형성되며, 불소가 도핑된 산화주석(FTO)으로 이루어진 코팅층;을 포함하는 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극.
A conductive substrate selected from the group consisting of carbon steel and stainless steel; And
And a coating layer formed on the conductive substrate and made of fluorine-doped tin oxide (FTO).
상기 코팅층의 두께는 400nm 이상 1μm 이하인 플렉서블 염료감응 태양전지용 상대전극.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the coating layer is 400 nm or more and 1 占 퐉 or less.
상기 투명기판 상에 형성된 투명 전극층;
상기 투명 전극층 상에 형성된 산화물 반도체층;
상기 산화물 반도체층과 소정의 간격을 두고 서로 마주보도록 대향 배치되는 상대전극; 및
상기 산화물 반도체층과 상기 상대전극 사이의 공간을 충진하는 전해질층;을 포함하고,
상기 상대전극은 탄소강 및 스테인리스강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종인 전도성 기판 및 상기 전도성 기판 상에 형성되며 불소가 도핑된 산화주석(FTO)으로 이루어진 코팅층을 포함하며,
상기 코팅층은 상기 전해질층과 접하도록 배치된 플렉서블 염료감응 태양전지.
Flexible transparent substrate;
A transparent electrode layer formed on the transparent substrate;
An oxide semiconductor layer formed on the transparent electrode layer;
A counter electrode disposed opposite to the oxide semiconductor layer so as to face each other with a predetermined gap therebetween; And
And an electrolyte layer filling a space between the oxide semiconductor layer and the counter electrode,
Wherein the counter electrode includes a conductive substrate that is one selected from the group consisting of carbon steel and stainless steel, and a coating layer formed on the conductive substrate and made of fluorine-doped tin oxide (FTO)
Wherein the coating layer is disposed in contact with the electrolyte layer.
상기 투명기판은 박형 유리(Thin glass) 기판인 플렉서블 염료감응 태양전지.
The method of claim 3,
Wherein the transparent substrate is a thin glass substrate.
상기 투명기판의 두께는 30μm 내지 100μm인 플렉서블 염료감응 태양전지.
5. The method of claim 4,
Wherein the thickness of the transparent substrate is 30 占 퐉 to 100 占 퐉.
상기 코팅층의 두께는 400nm 이상 1μm 이하인 플렉서블 염료감응 태양전지.
The method of claim 3,
Wherein the thickness of the coating layer is 400 nm or more and 1 占 퐉 or less.
상기 전해질은 반고상 전해질인 플렉서블 염료감응 태양전지.
The method of claim 3,
Wherein the electrolyte is a semi-solid electrolyte.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160058278A KR101714971B1 (en) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | Metal substrate for flexible dye-sensitized solar cell and flexible dye-sensitized solar cell using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160058278A KR101714971B1 (en) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | Metal substrate for flexible dye-sensitized solar cell and flexible dye-sensitized solar cell using the same |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140152783 Division | 2014-11-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160061291A KR20160061291A (en) | 2016-05-31 |
KR101714971B1 true KR101714971B1 (en) | 2017-03-10 |
Family
ID=56099185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160058278A KR101714971B1 (en) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | Metal substrate for flexible dye-sensitized solar cell and flexible dye-sensitized solar cell using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101714971B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006318770A (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Japan Carlit Co Ltd:The | Catalyst electrode of dye-sensitized solar battery, and dye-sensitized solar battery with same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101279586B1 (en) | 2011-01-20 | 2013-06-27 | 한국과학기술연구원 | Flexible electrodes and preparation method thereof, and flexible dye-sensitized solar cells using the same |
-
2016
- 2016-05-12 KR KR1020160058278A patent/KR101714971B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006318770A (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Japan Carlit Co Ltd:The | Catalyst electrode of dye-sensitized solar battery, and dye-sensitized solar battery with same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20160061291A (en) | 2016-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100696529B1 (en) | Electrode for photoelectric conversion device including metal elements and dye sensitized solar cell using the same | |
Zhu et al. | Impact of high charge-collection efficiencies and dark energy-loss processes on transport, recombination, and photovoltaic properties of dye-sensitized solar cells | |
Foo et al. | Recent review on electron transport layers in perovskite solar cells | |
Kim et al. | Highly durable and efficient quantum dot-sensitized solar cells based on oligomer gel electrolytes | |
US8530738B2 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
Evangelista et al. | Semiconductor quantum dot sensitized solar cells based on ferricyanide/ferrocyanide redox electrolyte reaching an open circuit photovoltage of 0.8 V | |
KR101140784B1 (en) | Preparation method of dye-sensitized solar cell module including scattering layers | |
JP5489621B2 (en) | Photoelectric conversion element and photovoltaic device using the photoelectric conversion element | |
JP5586489B2 (en) | Electrode substrate for dye-sensitive solar cell and dye-sensitive solar cell comprising the same | |
US8110740B2 (en) | Photoelectrode substrate of dye sensitizing solar cell, and method for producing same | |
Yeoh et al. | Aging effect in dye-sensitized solar cells sealed with thermoplastic films | |
KR101897918B1 (en) | Hydrogen production element of energy independence by solar power and method of manufacturing the same | |
JP2009009936A (en) | Photoelectric conversion device | |
KR20090052696A (en) | Dye-sensitized solar cells having substrate including p-n junction diode | |
JP2008277422A (en) | Laminated photoelectric converter | |
Mahesh et al. | TiO2 microstructure, fabrication of thin film solar cells and introduction to dye sensitized solar cells | |
KR101714971B1 (en) | Metal substrate for flexible dye-sensitized solar cell and flexible dye-sensitized solar cell using the same | |
EP3401938B1 (en) | Photovoltaic element | |
US9214286B2 (en) | Dye-sensitized solar cell and preparing method of the same | |
KR101380552B1 (en) | Dye-sensitized solar cell using the substrate having functional coating layer | |
JP2013122874A (en) | Photoelectric conversion element, method for manufacturing the same, electronic device, counter electrode for photoelectric conversion element, and building | |
Nursam et al. | Low-cost monolithic dye-sensitized solar cells fabricated on single conductive substrate | |
KR101438689B1 (en) | Method for forming semiconductor electrode of dye-sensitized solar cells using metal substrate and dye-sensitized solar cells manufactured by the same | |
KR20100106837A (en) | Method for sealing dye sensitized solar cell and method for preparing comprising the sealing method | |
JP2009193863A (en) | Dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200303 Year of fee payment: 4 |