KR101894431B1 - 염료감응 태양전지 모듈 및 이의 전극 보호층 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법은,
투명기판 위에 형성된 투명전극을 형성하는 단계; 투명전극에 전기적으로 연결되어 고정되고 도전성 금속 페이스트의 집전극 1를 투명전극 위에 인쇄하는 단계;
집전극 1의 도전성 금속 페이스트보다 작은 입자 사이즈를 갖는 도전성 금속 페이스트의 집전극 2를 상기 집전극 1 위에 인쇄하는 단계; 및 집전극 1과 집전극 2를 보호하기 위한 전극 보호층을 집전극 2 위에 패시베이션(Passivation)하는 단계를 포함한다.
집전극 1의 도전성 금속 페이스트의 입자 사이즈는 마이크로 사이즈이고, 집전극 2의 도전성 금속 페이스트의 입자 사이즈는 나노 사이즈이다.
특히, 집전극 1은 1-20㎛ 입도를 가지는 Ag 페이스트(Paste)를 인쇄하고, 집전극 2는 30-100nm의 입도를 가지는 Ag 페이스트 또는 Ag 잉크로 인쇄하여 건조한다.

Description

염료감응 태양전지 모듈 및 이의 전극 보호층 형성 방법{Dye-Sensitized Solar Cell and Method for Forming Electrode Protecting Layer Using the Same}
본 발명은 염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법에 관한 것으로서, 특히 염료감응 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSC) 모듈에 사용되는 집전극을 다층 구조로 형성하여 글라스 프릿이 집전극으로 스며드는 것을 방지함으로써 집전극의 선저항과 접촉 저항을 낮추는 염료감응 태양전지 모듈 및 이의 전극 보호층 형성 방법에 관한 것이다.
1991년도 스위스 로잔공대(EPFL)의 마이클 그라첼(Michael Gratzel) 연구팀에 의해 염료감응 나노입자 산화티타늄 태양전지가 개발된 이후, 이 분야에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 염료감응 태양전지는 기존의 실리콘계 태양전지에 비해 제조 단가가 현저하게 낮기 때문에 기존의 비정질 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 가능성을 가지고 있으며, 또한, 염료감응 태양전지는 실리콘 태양전지와 달리 가시광선을 흡수하여 전자-홀 쌍을 생성할 수 있는 염료분자, 및 생성된 전자를 전달하는 전이금속 산화물을 주요 구성 재료로 하는 광전기화학적 태양전지이다.
일반적인 염료감응 태양전지의 단위 셀 구조는 투명한 기판과 그 투명기판의 표면에 각각 형성되는 도전성 투명전극을 기본으로 하여, 제1 전극에 해당하는 일측의 도전성 투명전극 위에는 그 표면에 염료가 흡착된 전이금속 산화물 다공질 층이 형성되고, 제2 전극에 해당하는 타측 도전성 투명전극 위에는 촉매 박막전극이 형성되며, 상기 전이금속 산화물, 예를 들면, TiO2, 다공질 전극과 촉매박막전극 사이에는 전해질이 충진되는 구조를 갖는다. 즉, 염료감응 태양전지는 정공 전달 매개체로서 전해질을 사용하며, 이러한 염료감응 태양전지의 전해질 의존성은 전해질의 확산속도에 의존하며, 확산속도는 액체상태의 유기용매나 이온액체전해질이 반고체형이나 고체형에 비교하여 확산속도가 크기 때문에 광전변환 효율 성능이 우수하다.
이러한 염료감응 태양전지 모듈 중 집전그리드형 모듈 제작시 염료감응 태양전지의 필수 요소인 도전성 투명전극의 높은 저항으로 인해 금속의 집전극(Ag)이 반드시 필요하다.
그러나 고효율의 염료감응 태양전지를 위해 사용하는 전해질은 강한 부식성을 나타내므로 일반 태양전지와 달리 집전극을 전해질로부터 격리시키는 집전극 실링(Sealing) 공정이 필요하다.
집전그리드형 염료감응 태양전지 모듈은 집전극의 보호층으로 열적 안정성을 가지는 글라스 프릿 페이스트(Glass Frit Paste)를 사용하게 되는데 소성(400℃ 이상) 과정에서 용융된 글라스 프릿이 마이크로의 사이즈를 가지는 Ag 전극의 공극 사이로 스며들게 된다. 이는 Ag 전극의 선저항과 접촉 저항을 증가시키는 원인이 된다.
또한, 집전그리드형 염료감응 태양전지 모듈은 소성 후, 글라스 프릿층 내의 기공들이 다량 존재하여 모세관 현상처럼 전해액이 글라스 프릿층을 통하여 Ag 층으로 침투되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 DSC 모듈에 사용되는 집전극을 다층 구조로 형성하여 전극 보호층인 글라스 프릿이 집전극으로 유입되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법은,
투명기판 위에 형성된 투명전극을 형성하는 단계;
상기 투명전극에 전기적으로 연결되어 고정되고 도전성 금속 페이스트의 집전극 1를 상기 투명전극 위에 인쇄하는 단계;
상기 집전극 1의 도전성 금속 페이스트보다 작은 입자 사이즈를 갖는 도전성 금속 페이스트의 집전극 2를 상기 집전극 1 위에 인쇄하는 단계; 및
상기 집전극 1과 집전극 2를 보호하기 위한 전극 보호층을 상기 집전극 2 위에 패시베이션(Passivation)하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 전극 보호층을 형성하는 염료감응 태양전지 모듈은,
투명기판;
상기 투명기판 위에 형성된 투명전극;
상기 투명전극에 전기적으로 연결되어 고정되고 상기 투명전극 위에 형성되는 금속인 집전극; 및
상기 집전극을 보호하기 위하여 상기 집전극을 덮는 전극 보호층을 포함하며, 상기 집전극은 도전성 금속 페이스트의 집전극 1과 상기 집전극 1 위에 상기 집전극 1의 도전성 금속 페이스트보다 작은 입자 사이즈를 갖는 도전성 금속 페이스트의 집전극 2의 다층 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 집전극 1의 도전성 금속 페이스트의 입자 사이즈는 마이크로 사이즈이고, 상기 집전극 2의 도전성 금속 페이스트의 입자 사이즈는 나노 사이즈인 것을 특징으로 한다.
상기 집전극 1은 1-20㎛ 입도를 가지는 Ag 페이스트(Paste)를 인쇄하고, 집전극 2는 30-100nm의 입도를 가지는 Ag 페이스트 또는 Ag 잉크로 인쇄하여 건조하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 염료감응 태양전지 모듈에 사용되는 집전극을 다층 구조로 형성하여 집전극의 선저항과 접촉 저항을 낮추어 전체적인 효율을 증대시키는 효과가 있다.
본 발명은 집전극층을 이중 구조로 구성하여 고온/고습에서 안정성을 갖는 효과가 있다.
본 발명은 전극 보호층인 글라스 프릿이 집전극의 공극으로 스며드는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집전그리드형 염료감응 태양전지 모듈의 개략적인 구조를 나타낸 수직단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 집전극과 절연 보호층을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집전극이 하나만 형성하는 경우와 집전극을 다층 구조로 형성한 경우의 선저항을 비교한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 집전극이 하나만 형성하는 경우와 집전극을 다층 구조로 형성한 경우의 접촉 저항을 비교한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 글라스 프릿층 위에 레진을 인쇄한 상태를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집전그리드형 염료감응 태양전지 모듈의 개략적인 구조를 나타낸 수직단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈은 작동전극(광전극) 기판(100)과 이에 대향하여 배치된 상대전극 기판(200)이 봉지재(180)에 의해 합지되고, 작동전극 기판(100)과 상대전극 기판(200) 사이에 전해액(186)이 주입된 구조로 되어 있다.
작동전극 기판(100)은 제1 투명기판(110) 상에 제1 투명전극(120)이 형성되고, 그 위에 염료(152)를 표면에 담지시킨 다공질 산화물 반도체층(151)이 광흡수층(150)으로서 형성되고, 제1 투명전극(120)과 연결된 제1 인출전극(170)이 봉지재(180) 외부로 노출된 구조로 된다. 염료(152)가 흡착된 다공성막(151)은 입사된 광에 의해 전자를 생성하고, 이러한 전자를 제1 투명전극(120)으로 이동시키는 역할을 한다.
상대전극 기판(200)은 제2 투명기판(210) 상에 제2 투명전극(220)과 촉매전극(230)이 형성되고, 제2 투명전극(220)과 연결된 제2 인출전극(270)이 봉지재(180) 외부로 노출된 구조로 된다.
제1 투명전극(120)을 지지하는 지지체 역할을 하는 제1 투명기판(110)은 외부광의 입사가 가능하도록 투명하게 형성되어야 하며, 예를 들어, 투명한 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 플라스틱의 구체적인 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Poly Ethylene Naphthalate: PEN), 폴리카보네이트(Poly-Carbonate: PC), 폴리프로필렌(Poly-Propylene: PP), 폴리이미드(Poly- Imide: PI), 트리 아세틸 셀룰로오스(Tri Acetyl Cellulose: TAC) 등을 들 수 있다.
제1 투명기판(110)에 형성되는 제1 투명전극(120)은 인듐 틴 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 플루오르 틴 산화물(Fluorine Tin Oxide: FTO), 안티몬 틴 산화물(Antimony Tin Oxide: ATO), 징크 산화물(Zinc Oxide), 틴 산화물(Tin Oxide), ZnOGa2O3, ZnO-Al2O3 등의 투명 물질로 이루어질 수 있다. 제1 투명전극(120)은 투명 물질의 단일막 또는 적층막으로 이루어질 수 있다.
제1 투명전극(120) 위에는 제1 투명전극(120)에 전기적으로 연결되는 제1 집전극(140)이 형성될 수 있다. 이러한 제1 집전극(140)은 투명 물질로 이루어진 제1 투명전극(120)보다 낮은 저항을 가지는 우수한 전기 전도성을 가지는 금속, 금, 은, 니켈 등으로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 집전극(140)은 은(Ag) 페이스트(Paste)로 인쇄하여 형성한다.
제1 투명전극(120)과 제1 집전극(140)은 전기적으로 연결되면서 제1 투명전극(120) 상에 제1 집전극(140)이 물리적으로 고정되도록 한다. 또한, 제1 집전극(140)을 보호하기 위하여, 제1 집전극(140)을 덮는 제1 절연 보호층(160)이 형성된다. 제1 절연 보호층(160)은 제1 집전극(140)이 전해액(186)에 직접 접촉하는 것을 방지하여, 전해액(186)로부터 제1 집전극(140)을 보호하여 부식을 방지하는 전극 보호층 역할을 한다.
제1 절연 보호층(160)은 글라스 프릿(Glass Frit) 페이스트(Paste)를 인쇄하여 형성된다. 이하에서 제1 절연 보호층(160)은 글라스 프릿과 글라스 프릿층을 같은 의미로 사용한다.
글라스 프릿(160)의 입도 사이즈는 500nm-50㎛이고, 1-10㎛의 입도 사이즈가 바람직하다.
글라스 프릿(160)의 성분은 비스무스계 또는 바나듐계이고 10wt% 이하의 필러를 함유하고, 유기계로 에틸셀룰로우스 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 올레핀-아크릴계 수지, 올레핀-아크릴-이온계 수지, 올레핀계 수지를 포함한다.
전술한 글라스 프릿(160)의 조성은 글라스 프릿(160)이 전해액(186)으로 용출되는 것을 방지하는 장점이 있다.
제1 투명전극(120) 상에는 제1 집전극(140)에 의해 이격되면서 복수의 광흡수층(150)이 위치하게 된다. 전술한 바와 같이, 광흡수층(150)은 다공성막(151)과 염료(152)를 포함하며, 다공성막(151)은 금속 산화물 입자를 포함한다.
이러한 다공성막(151), 보다 정확하게는 다공성막(151)의 금속 산화물 입자 표면에 외부 광을 흡수하여 전자를 생성하는 염료(152)가 흡착된다. 염료(152)는 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 유로퓸(Eu), 납(Pb), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 등을 포함하는 금속 복합체로 이루어질 수 있다.
제1 투명전극(120) 상에는 외부 회로(도시하지 않음)에 연결되는 제1 인출전극(170)이 봉지재(180) 외측으로 형성된다. 여기서, 제1 인출전극(170)은 외부 회로에 연결되는 역할뿐만 아니라 전자를 집전하는 역할도 함께 수행하게 된다.
한편, 제1 투명기판(110)에 대향 배치되는 제2 투명기판(210)은 제2 투명전극(220) 및 촉매전극(230)을 지지하는 지지체 역할을 하는 것으로, 제1 투명기판(110)과 같이 투명한 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
제2 투명기판(210)에 형성되는 제2 투명전극(220) 및 촉매전극(230)은 제1 투명전극(120)과 대향 배치되도록 형성된다. 제2 투명전극(220)은 인듐 틴 산화물, 플루오르 틴 산화물, 안티몬 틴 산화물, 징크 산화물, 틴 산화물, ZnOGa2O3, ZnO-Al2O3 등의 투명 물질로 이루어질 수 있고, 촉매 전극(230)은 산화-환원 쌍(Redox couple)을 활성화시키는 역할을 하는 것으로, 백금, 루테늄, 팔라듐. 이리듐, 로듐(Rh), 오스뮴(Os), 탄소(C), WO3, TiO2 등으로 이루질 수 있다.
제2 투명전극(220) 위에는 제2 투명전극(220)에 전기적으로 연결되는 제2 집전극(250)이 형성된다.
제2 투명전극(220)과 제2 집전극(250)은 전기적으로 연결되면서 제2 투명전극(220) 상에 제2 집전극(250)이 물리적으로 고정된다. 또한, 제2 집전극(250)을 덮는 제2 절연 보호층(260)도 형성될 수 있다. 제2 집전극(250) 및 제2 절연 보호층(260)은 전술한 제1 집전극(140) 및 제1 절연 보호층(160)과 동일하거나 유사하므로 상세한 설명을 생략한다.
제2 투명전극(220, 230) 상에 외부 회로에 연결되는 제2 인출전극(270)이 봉지재(180) 외측으로 형성된다.
제1 투명기판(110)과 제2 투명기판(210)으로 이루어진 염료감응 태양전지 모듈 간 외주면에 격벽(181)을 형성한 후, 작동전극 기판(100)과 상대전극 기판(200)은 격벽(181) 위에 봉지재(180)를 도포하여 합지하게 된다.
봉지재(180)는 열가소성 고분자 필름, 에폭시 계열이나 실리콘 계열의 열경화성 실란트, 자외선 경화 실란트 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 제1 집전극(140)의 세부 구성을 상세하게 설명한다.
도 2는 종래 기술에 따른 집전극과 절연 보호층을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 집전극의 페시베이션(Passivation)은 집전극 위에 글라스 프릿 페이스트를 인쇄한 후 소성하는 경우, 마이크로 사이즈의 Ag 전극의 공극 사이로 글라스 프릿이 침투되어 선저항 및 접촉 저항을 저해시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제1 집전극(140)은 마이크로 사이즈의 입자를 갖는 금속인 집전극 1(Ag 1)(142)과 그 위에 나노 사이즈의 입자를 갖는 금속인 집전극 2(Ag 2)(144)로 이루어진다.
집전극 1(Ag 1)(142)은 1-20㎛ 입도를 가지는 Ag 페이스트로 형성되고, 집전극 2(Ag 2)(144)는 30-100nm의 입도를 가지는 Ag 페이스트 또는 Ag 잉크로 형성된다. 본 발명의 실시예의 집전극 1(142)과 집전극 2(144)는 Ag 페이스트를 예시하고 있지만, 도전성 금속이면 금, 구리, 니켈 등 어떠한 금속이라도 페이스트 가능하다.
마이크로 사이즈의 입자를 가지는 집전극 1(Ag 1)(142)은 그 위에 나노 사이즈의 입자를 가지는 Ag 2(144) 페이스트를 인쇄, 건조하여 집전극 1(Ag 1)(142)의 공극을 메웠다.
집전극층(142, 144)의 막 두께는 글라스 프릿층(160)의 두께와 동일 또는 그 이상으로 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 집전극층(142, 144)이 2층으로 구성되어 집전극(142, 144)과 글라스 프릿층(160)이 명확하게 구분됨을 알 수 있다. 여기서, 집전극층은 집전극 1(142)과 집전극 2(144)를 포함한다.
집전극 1(Ag 1)(142)의 공극을 메우므로 글라스 프릿층(160)이 집전극층(142, 144)으로 스며들지 않고 집전극층(142, 144)의 선저항과 접촉 저항을 낮추어 전체적인 효율을 증대시킨다.
이렇게 집전극층(142, 144)을 2중으로 형성한 염료감응 태양전지 모듈은 고온/고습에서 안정성을 갖는다.
이와 같은 집전극층(142, 144)은 도 3에 도시된 바와 같이, 전해액(186)이 글라스 프릿층(160)을 통하여 Ag 층(142, 144)의 공극 사이로 스며드는 현상이 없음을 확인할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 마이크로 사이즈의 집전극 1(142) 페이스트를 인쇄 후 소성하고, 그 위에 나노 사이즈의 집전극 2(144) 페이스트를 인쇄 후 건조한다.
본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법은 다음과 같다.
글라스 프릿(160) 60중량비율(wt%), 아크릴레이트계 바인더 30wt%, 부틸 카비톨 아세테이트 5wt%, 첨가제(에프카 4320) 5wt%로 글라스 프릿(160) 페이스트를 제조한다.
집전극 1(142)은 2㎛의 입자 사이즈를 가지는 은(Ag) 페이스트를 FTO가 코팅된 제1 투명전극(120) 위에 스크린 프린터로 인쇄한다. 이때, 집전극 1(142)의 두께는 약 12㎛이다.
벨트 타입 건조로에서 250℃/15min 건조하고, 480℃/30min 소성한다.
이때, 소성된 집전극 1(142) 위에 50nm의 입자 사이즈를 가지는 은 페이스트의 집전극 2(144)를 스크린 프린터로 인쇄하고 250℃/15min 건조한다. 이때 집전극 2(144)의 두께는 약 10㎛이다.
건조된 집전극 2(144) 위에 전술한 방법으로 제조된 글라스 프릿(160) 페이스트를 인쇄하고 200℃/15min 건조한 후 480℃/1hr 소성한다. 여기서, 집전극 2(144)는 전술한 집전극 1(142)과 동일한 방법으로 제조되나 다른 점으로 50nm 입자 사이즈를 가지는 은 페이스트이다.
여기서, 집전극 1(142) 및 집전극 2(144)는 폴리스타이렌(Polystyren), 메타크릴레이트수지(PMMA) 등과 같은 유기물로 만든 구형의 입자에 Ag가 코팅된 파우더 또는 구리(Cu), 니켈(Ni) 등과 같은 금속에 Ag가 코팅된 파우더 및 이러한 파우더를 페이스트로 만들어 사용하는 물질을 모두 포함한다.
마이크로 사이즈의 집전극 1(142)과 나노 사이즈의 집전극 2(144)은 순차적으로 인쇄하여 2층 구조로 형성한다. 2층 구조로 형성하는 이유는 작은 사이즈의 은 입자를 섞게 되면 서로 응집하려는 특성이 있으므로 작은 사이즈의 공극을 형성하기 때문이다.
따라서, 집전극 1(142)은 공극이 줄어들고, 내부로 글라스 프릿(160)의 침투를 방지한다. 이와 같은 집전극층(142, 144)은 도 4에 도시된 바와 같이, 선저항을 낮추게 되고, 도 5를 참조하면 접촉 저항(집전극 1(142)만 있는 경우, 2.13mΩ·㎠, 집전극 1(142), 집전극 2(144) 둘 다 있는 경우, 2.11mΩ·㎠))을 낮추게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예로서, 글라스 프릿층(160) 위에 레진(162)을 인쇄하여 집전극층(142, 144)을 이중 봉지한다. 레진(162)은 아크릴계, 에폭시계, 실리콘계, 우레탄계 등이 될 수 있고, 제1 투명전극(120)과의 접착력이 좋으며 집전극층(142, 144)의 페시베이션을 강화하는 역할을 한다.
레진(162)는 합착시 가해지는 압력으로 인한 글라스프릿층(160)의 크랙 발생을 방지하는 역할을 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 작동전극 기판
200: 상대전극 기판
110: 제1 투명기판
120: 제1 투명전극
140: 제1 집전극
142: 집전극 1(Ag 1)
144: 집전극 2(Ag 2)
150: 광흡수층(염료 + 다공성막)
160: 제1 절연 보호층(글라스 프릿, 글라스 프릿층)
162: 레진
170: 제1 인출전극
180: 봉지재
181: 격벽
186: 전해액
210: 제2 투명기판
220: 제2 투명전극
230: 촉매전극
250: 제2 집전극
260: 제2 절연 보호층
270: 제2 인출전극

Claims (11)

  1. 투명기판 위에 형성된 투명전극을 형성하는 단계;
    상기 투명전극에 전기적으로 연결되어 고정되고 도전성 금속 페이스트의 집전극 1를 상기 투명전극 위에 인쇄하는 단계;
    상기 집전극 1의 도전성 금속 페이스트보다 작은 입자 사이즈를 갖는 도전성 금속 페이스트의 집전극 2를 상기 집전극 1 위에 인쇄하는 단계; 및
    상기 집전극 1과 집전극 2를 보호하기 위한 전극 보호층을 상기 집전극 2 위에 패시베이션(Passivation)하는 단계를 포함하고,
    상기 집전극 1은 1-20㎛ 입도를 가지는 Ag 페이스트를 인쇄하고, 상기 집전극 2는 30-100nm의 입도를 가지는 Ag 페이스트 또는 Ag 잉크를 인쇄하여 건조하는,
    염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집전극 1과 상기 집전극 2는 유기물로 만든 구형의 입자에 은(Ag)이 코팅된 제1 물질, 금속 분말에 은(Ag)이 코팅된 제2 물질 및 상기 제1 물질 또는 제2 물질을 페이스트로 만들어 사용하는 제3 물질 중 하나의 물질 또는 은, 금, 구리, 니켈을 포함한 전도성 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극 보호층은 글라스 프릿(Glass Frit) 페이스트를 인쇄하여 형성하며, 상기 글라스 프릿 페이스트는 글라스 프릿의 입도 사이즈를 500nm-50㎛로 제조하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 글라스 프릿의 성분은 비스무스계 또는 바나듐계이고 10wt% 이하의 필러를 함유하고, 유기계로 에틸셀룰로우스 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 올레핀-아크릴계 수지, 올레핀-아크릴-이온계 수지, 올레핀계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈의 전극 보호층 형성 방법.
  7. 전극 보호층을 형성하는 염료감응 태양전지 모듈에 있어서,
    투명기판;
    상기 투명기판 위에 형성된 투명전극;
    상기 투명전극에 전기적으로 연결되어 고정되고 상기 투명전극 위에 형성되는 금속인 집전극; 및
    상기 집전극을 보호하기 위하여 상기 집전극을 덮는 전극 보호층을 포함하며, 상기 집전극은 도전성 금속 페이스트의 집전극 1과 상기 집전극 1 위에 상기 집전극 1의 도전성 금속 페이스트보다 작은 입자 사이즈를 갖는 도전성 금속 페이스트의 집전극 2의 다층 구조로 이루어지고,
    상기 집전극 1은 1-20㎛ 입도를 가지는 Ag 페이스트(Paste)로 구성되고, 상기 집전극 2는 30-100nm의 입도를 가지는 Ag 페이스트 또는 Ag 잉크로 구성되는,
    염료감응 태양전지 모듈.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 전극 보호층은 글라스 프릿(Glass Frit) 페이스트를 인쇄하여 형성하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 전극 보호층을 레진으로 인쇄하여 덮는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈.
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