KR102206298B1 - Solar cell having light energy up-conversion layer - Google Patents
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Abstract
태양전지를 제공한다. 상기 태양전지는 광투과전극, 상기 광투과전극 하부에 위치하고 광전변환물질을 함유하는 광전변환층, 상기 광전변환층 하부에 위치하는 1차원 광결정 필터층, 및 상기 광결정 필터층 하부에 위치하는 광에너지 상향전환층을 포함한다.Provide solar cells. The solar cell includes a light-transmitting electrode, a photoelectric conversion layer located under the light-transmitting electrode and containing a photoelectric conversion material, a one-dimensional photonic crystal filter layer located under the photoelectric conversion layer, and an upward conversion of light energy located under the photoelectric crystal filter layer. Includes layers.
Description
본 발명은 광전변환소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to a photoelectric conversion device, and more particularly, to a solar cell.
태양전지는 화석연료에 대한 대체 에너지원인 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치로서, 실리콘 등을 사용하는 무기태양전지와 유기물을 사용하는 유기태양전지로 구별될 수 있다.A solar cell is a device capable of converting solar energy, which is an alternative energy source for fossil fuels, into electrical energy, and can be classified into an inorganic solar cell using silicon or the like and an organic solar cell using organic materials.
이러한 태양전지는 n형 반도체와 p형 반도체를 구비하는 광전변환층에 광이 흡수되면 전자-정공 쌍인 엑시톤이 형성되고 전자는 n형 반도체로 정공은 p형 반도체로 분리되어 양단의 전극들로 흐르게 됨에 따라 전기 에너지를 생산할 수 있다. 이러한 태양전지는 태양광의 넓은 광 스펙트럼 중 일부 파장 범위만을 흡수하여 광전변환효율에 한계가 있는 단점이 있다. In such a solar cell, when light is absorbed by a photoelectric conversion layer including an n-type semiconductor and a p-type semiconductor, excitons, which are electron-hole pairs, are formed, and electrons are separated into n-type semiconductors and holes are separated into p-type semiconductors to flow to the electrodes at both ends. As it is, it can produce electrical energy. Such solar cells have a disadvantage in that photoelectric conversion efficiency is limited by absorbing only a part of the wavelength range of the broad spectrum of sunlight.
특히, 광전변환층으로 유기물을 함유하는 유기태양전지는 제조공정이 간단하고, 얇고 플렉시블한 특성으로 인해 차세대 태양전지로 주목받고 있으나, 실리콘 등의 무기태양전지와 비교하여 태양스펙트럼 흡수량이 적어 광전변환효율이 낮다는 단점이 있다. 이를 개선하기 위해, 내부양자효율이 높은 물질 개발, 높은 개방전압을 갖는 셀 구조 개발, 태양스펙트럼 흡수 향상을 위한 광구조 개발 등의 방법으로 유기태양전지의 광전변환효율을 향상시키는 연구가 활발히 진행 중이나 여전히 상대적으로 낮은 수준이다. In particular, organic solar cells containing organic matter as a photoelectric conversion layer are attracting attention as a next-generation solar cell due to their simple manufacturing process, thin, and flexible characteristics, but photoelectric conversion due to less solar spectrum absorption compared to inorganic solar cells such as silicon. There is a drawback of low efficiency. To improve this, researches on improving the photoelectric conversion efficiency of organic solar cells are being actively conducted by developing materials with high internal quantum efficiency, developing cell structures with high open-circuit voltage, and developing optical structures to improve solar spectrum absorption. It is still relatively low.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 광전변환효율이 향상될 수 있는 태양전지를 제공함에 있다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a solar cell in which photoelectric conversion efficiency can be improved.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 실시예는 태양전지를 제공한다. 상기 태양전지는 광투과전극, 상기 광투과전극 하부에 위치하고 광전변환물질을 함유하는 광전변환층, 상기 광전변환층 하부에 위치하는 1차원 광결정 필터층, 및 상기 광결정 필터층 하부에 위치하는 광에너지 상향전환층을 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides a solar cell. The solar cell includes a light-transmitting electrode, a photoelectric conversion layer located under the light-transmitting electrode and containing a photoelectric conversion material, a one-dimensional photonic crystal filter layer located under the photoelectric conversion layer, and an upward conversion of light energy located under the photoelectric crystal filter layer. Includes layers.
상기 1차원 광결정 필터층은 상기 광전변환층에서 흡수할 수 있는 광자들보다 같거나 큰 에너지를 갖는 광자들을 반사시키고, 상기 광전변환층에서 흡수할 수 있는 광자들보다 작은 에너지를 갖는 광자들은 투과시킬 수 있다. 상기 1차원 광결정 필터층은 입사된 광을 반사시키는 파장대역인 광 밴드갭(optical bandgap)과 상기 광 밴드갭의 양측에 입사된 광을 투과시키는 파장대역인 긴-파장 밴드 엣지와 짧은-파장 밴드 엣지를 나타내고, 상기 광 밴드갭 내에 상기 광전변환물질의 전자 밴드갭에 해당하는 광파장이 위치하고, 상기 긴-파장 밴드 엣지 내에 상기 광에너지 상향전환층의 흡수 파장이 위치하고, 상기 짧은-파장 밴드 엣지 내에 상기 광에너지 상향전환층로부터의 방출 파장이 위치할 수 있다.The one-dimensional photonic crystal filter layer reflects photons having an energy equal to or greater than photons absorbable in the photoelectric conversion layer, and transmits photons having energy less than photons absorbable in the photoelectric conversion layer. have. The one-dimensional photonic crystal filter layer includes an optical bandgap that is a wavelength band for reflecting incident light, and a long-wavelength band edge and a short-wavelength band edge that are wavelength bands for transmitting light incident on both sides of the optical bandgap. And the optical wavelength corresponding to the electronic band gap of the photoelectric conversion material is located in the optical band gap, the absorption wavelength of the optical energy up-conversion layer is located in the long-wavelength band edge, and the absorption wavelength of the optical energy up-conversion layer is located in the short-wavelength band edge. The emission wavelength from the light energy upconversion layer may be located.
상기 광결정 필터층은 금속층과 상기 금속층에 비해 굴절율이 높은 물질층이 교호적층된 층일 수 있다. 상기 광결정 필터층은 상기 광전변환층에 인접하고 상기 금속층에 비해 굴절율이 높은 무기물층과 그 하부에 상기 금속층을 구비하고, 상기 무기물층은 상기 광전변환층으로부터 발생된 전하를 수송하는 전하수송층이고, 상기 금속층은 상기 무기물층을 통해 수송된 전하를 외부 회로로 전달하는 전극일 수 있다. 상기 무기물층은 정공수송층인 MoO3층 또는 Cu2O층이거나, 상기 무기물층는 전자수송층인 TiO2층 또는 ZnO층일 수 있다. The photonic crystal filter layer may be a layer in which a metal layer and a material layer having a higher refractive index than the metal layer are alternately stacked. The photonic crystal filter layer is adjacent to the photoelectric conversion layer and includes an inorganic material layer having a higher refractive index than the metal layer and the metal layer under the inorganic material layer, and the inorganic material layer is a charge transport layer for transporting charges generated from the photoelectric conversion layer, and the The metal layer may be an electrode that transfers charges transported through the inorganic material layer to an external circuit. The inorganic material layer may be a MoO 3 layer or a Cu 2 O layer as a hole transport layer, or the inorganic material layer may be a TiO 2 layer or a ZnO layer as an electron transport layer.
상기 무기물층은 상부 무기물층이고, 상기 금속층은 상부 금속층이고, 상기 광결정 필터층은 상기 상부 금속층 하부에 상기 상부 금속층에 비해 굴절율이 높은 중간층, 하부 금속층, 및 상기 금속층들에 비해 굴절율이 높은 하부 무기물층을 차례로 구비할 수 있다. 상기 중간층은 상기 상하부 무기물층들에 비해 더 높은 굴절율을 나타내는 유전체층이거나, 혹은 상기 상하부 무기물층들에 비해 굴절율은 낮으나 더 두꺼운 두께를 갖는 유전체층일 수 있다. 상기 중간층은 N,N′-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N′-bis(phenyl)benzidine (NPB) 층일 수 있다. 상기 상하부 금속층들은 동일한 금속의 층들이고, 상기 상하부 무기물층들은 동일한 무기물의 층들일 수 있다.The inorganic layer is an upper inorganic layer, the metal layer is an upper metal layer, and the photonic crystal filter layer is an intermediate layer having a higher refractive index than the upper metal layer under the upper metal layer, a lower metal layer, and a lower inorganic layer having a higher refractive index than the metal layers Can be provided in turn. The intermediate layer may be a dielectric layer having a higher refractive index than the upper and lower inorganic layers, or may be a dielectric layer having a lower refractive index than the upper and lower inorganic layers but having a thicker thickness. The intermediate layer may be an N,N′-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N′-bis(phenyl)benzidine (NPB) layer. The upper and lower metal layers may be layers of the same metal, and the upper and lower inorganic layers may be layers of the same inorganic material.
상기 광전변환물질은 전자풍부 단량체(electron-rich monomer)와 전자결핍 단량체(electron-deficient monomer)가 교호적으로 배치된 공중합체일 수 있다. The photoelectric conversion material may be a copolymer in which an electron-rich monomer and an electron-deficient monomer are alternately disposed.
상기 광에너지 상향전환층은 란탄족이 도핑된 형광체를 함유할 수 있다. 상기 란탄족이 도핑된 형광체는 모체로서 NaYF4, NaGdF4, LaF3 또는 ZrO2 나노입자를 구비하고, 상기 도핑된 란탄족은 Yb, Er, Eu, Ce, Tb, Tm 또는 이들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 상기 광에너지 상향전환층은 은 또는 금 나노입자를 더 포함할 수 있다.The light energy up-conversion layer may contain a phosphor doped with a lanthanide group. Phosphor is the lanthanide doped is a matrix NaYF 4, NaGdF 4, LaF 3, or provided with a ZrO 2 nanoparticles, the doped lanthanide is Yb, Er, Eu, Ce, Tb, a combination Tm or two or more of these Can be The light energy up-conversion layer may further include silver or gold nanoparticles.
상기 광에너지 상향전환층 하부에 광반사층을 더 포함할 수 있다.A light reflection layer may be further included under the light energy upward conversion layer.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 실시예는 태양전지의 다른 예를 제공한다. 상기 태양전지는 광에너지 상향전환층, 상기 광에너지 상향전환층 상에 위치하는 광결정 필터층, 상기 광결정 필터층 상에 배치된 광전변환층; 및 상기 광전변환층 상에 배치된 광투과전극층을 포함한다. 상기 광결정 필터층은 상기 광에너지 상향전환층 상에 차례로 적층된 하부 무기물층, 하부 금속층, 중간층, 상부 금속층, 및 상부 무기물층을 구비하되, 상기 무기물층들과 상기 중간층의 굴절율은 상기 상부 또는 하부 금속층의 굴절율 대비 높다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides another example of a solar cell. The solar cell may include a light energy up-conversion layer, a photonic crystal filter layer on the photo-energy up conversion layer, and a photoelectric conversion layer on the photonic crystal filter layer; And a light-transmitting electrode layer disposed on the photoelectric conversion layer. The photonic crystal filter layer includes a lower inorganic material layer, a lower metal layer, an intermediate layer, an upper metal layer, and an upper inorganic material layer sequentially stacked on the light energy upward conversion layer, and the refractive index of the inorganic material layers and the intermediate layer is the upper or lower metal layer Higher than the refractive index of
상기 상부 무기물층은 상기 광전변환층으로부터 발생된 전하를 수송하는 전하수송층이고, 상기 상부 금속층은 상기 무기물층을 통해 수송된 전하를 외부 회로로 전달하는 전극일 수 잇다. 상기 상부 무기물층은 정공수송층인 MoO3층 또는 Cu2O층 또는 전자수송층인 TiO2층 또는 ZnO층일 수 있다. 상기 금속층은 Ag 또는 Au층일 수 있다. 상기 중간층은 상기 상하부 무기물층들에 비해 더 높은 굴절율을 나타내는 유전체층이거나, 혹은 상기 상하부 무기물층들에 비해 굴절율은 낮으나 더 두꺼운 두께를 갖는 유전체층일 수 있다.The upper inorganic material layer may be a charge transport layer for transporting charges generated from the photoelectric conversion layer, and the upper metal layer may be an electrode for transferring charges transported through the inorganic material layer to an external circuit. The upper inorganic material layer may be a MoO 3 layer or a Cu 2 O layer as a hole transport layer, or a TiO 2 layer or a ZnO layer as an electron transport layer. The metal layer may be an Ag or Au layer. The intermediate layer may be a dielectric layer having a higher refractive index than the upper and lower inorganic layers, or may be a dielectric layer having a lower refractive index than the upper and lower inorganic layers but having a thicker thickness.
상술한 바와 같이 본 발명 실시예들에 따른 태양전지는 광전변환층이 원칙적으로는 흡수할 수 없었던 파장 대역의 광 즉, 상기 광전변환층 내 광전변환물질의 전자 밴드갭보다 작은 에너지를 갖는 광자들을 광에너지 상향전환층을 통해 광전변환물질의 전자 밴드갭과 같거나 보다 높은 에너지의 광자로 변환시킨 후 상기 광전변환층에서 다시 흡수하게 할 수 있어, 광전변환효율이 향상될 수 있다.As described above, the solar cell according to the exemplary embodiments of the present invention captures light in a wavelength band that the photoelectric conversion layer could not absorb in principle, that is, photons having an energy smaller than the electron band gap of the photoelectric conversion material in the photoelectric conversion layer. The photoelectric conversion efficiency may be improved by converting the photons into photons having an energy equal to or higher than the electron band gap of the photoelectric conversion material through the photo-energy up-conversion layer and then being absorbed again in the photoelectric conversion layer.
그러나, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 나타낸 단면도이다.
도 2는 광결정 필터층의 반사 혹은 투과 스펙트럼이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 필터층을 나타낸 단면도이다.
도 4는 태양전지 제조예에 따른 태양전지 내의 광결정 필터층의 반사(reflectance, R) 및 투과(transmittance, T) 스펙트럼을 나타낸다.1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a reflection or transmission spectrum of a photonic crystal filter layer.
3 is a cross-sectional view showing a photonic crystal filter layer according to an embodiment of the present invention.
4 shows reflection (reflectance, R) and transmission (transmittance, T) spectra of a photonic crystal filter layer in a solar cell according to a solar cell manufacturing example.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings in order to describe the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. When a layer is said to be “on” another layer or substrate, it may be formed directly on the other layer or substrate, or a third layer may be interposed therebetween.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 태양전지(100)은 차례로 배치된 광반사층(10), 광에너지 상향전환층(20), 광결정층(30), 광전변환층(40), 및 광투과전극(50)을 구비할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
상기 광투과전극(50)은 광을 투과할 수 있는 전극으로, 전도성 금속 산화물막 일 예로서, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 또는 FTO (fluorine-doped tin oxide)일 수 있다.The light-transmitting
상기 광전변환층(40)은 상기 광투과전극(50) 하부에 위치하고, 광을 흡수하여 여기자(exciton)를 생성하는 층으로, 광전변환물질(또는 도너물질)과 억셉터 물질이 서로 섞여 있는 벌크-헤테로정션(bulk heterojunction; BHJ)층일 수 있다. 이와는 달리, 상기 광전변환층은 차례로 적층된 도너 물질층과 억셉터 물질층을 구비할 수 있다. The
상기 도너 물질은 광을 흡수하여 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 또는 가전자대(valence band) 레벨의 전자를 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 또는 전도대(conduction band) 레벨로 여기시키는 물질일 수 있다. 이 때, 가전자대와 전도대 사이 또는 HOMO와 LUMO 사이의 에너지갭(energy gap)을 전자 밴드갭(electronic band gap; Eg)이라고 부르고, 상기 도너 물질은 전자 밴드갭보다 큰 에너지의 광자들 다시 말해서 전자 밴드갭에 해당하는 파장과 같거나 짧은 파장의 광을 흡수할 수 있다. The donor material may be a material that absorbs light and excites electrons of a Highest Occupied Molecular Orbital (HOMO) or a valence band level to a Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) or a conduction band level. At this time, the energy gap between the valence band and the conduction band or between the HOMO and the LUMO is called an electronic band gap (Eg), and the donor material contains photons with energy greater than the electron band gap, that is, electrons. Light having a wavelength equal to or shorter than the wavelength corresponding to the band gap can be absorbed.
상기 도너 물질은 유기 물질 또는 유무기 하이브리드 물질 구체적으로, 단분자 유기물질, 고분자 유기물질, 혹은 유무기 하이브리드 페로브스카이트일 수 있다. 상기 단분자 유기물질들은 펜타센(pentacene), 테트라센(tetracene), 또는 금속 프탈로시아닌(metal phtalocyanines, MePc)일 수 있다. 상기 고분자 유기물질은 티오펜(thiophenes), 플로렌(polyfluorene), 아닐린(anilines), 카바졸(carbazoles), 비닐카바졸(vinylcarbazoles), 페닐렌(phenylenes), 페닐비닐렌(phenylvinylenes), 실란(silanes), 티에닐렌비닐렌(thienylenevinylenes), 이소티아나프타넨(isothianaphthanenes), 사이클로펜타디티오펜(cyclopentadithiophenes), 실라사이클로펜타디티오펜(silacyclopentadithiophenes), 사이클로펜타디티아졸(cyclopentadithiazoles), 티아졸로티아졸(thiazolothiazoles), 티아졸(thiazoles), 벤조티아다이아졸(benzothiadiazoles), 티오펜옥사이드((thiophene oxide)s), 사이클로펜타디티오펜옥사이드((cyclopentadithiophene oxide)s), 벤조디티오펜(benzodithiophene), 티아디아졸로퀴녹살린(thiadiazoloquinoxaline), 벤조이소티아졸(benzoisothiazole), 벤조티아졸(benzothiazole), 티에노티오펜(thienothiophene), 티에노티오펜옥사이드(thienothiophene oxide), 디티에노티오펜(dithienothiophene), 디티에노티오펜옥사이드((dithienothiophene oxide)s), 및 테트라하이드로이소인돌(tetrahydroisoindoles)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 단량체로 구비하는 단일중합체이거나, 또는 이들 중 둘 이상의 단량체를 구비하는 공중합체일 수 있다. 상기 단일중합체는 일 예로서 폴리티오펜의 한 종류인 폴리(3-헥실티오펜)(poly(3-hexylthiophene); P3HT) 일 수 있다. 상기 공중합체는 전자풍부 단량체(electron-rich monomer)와 전자결핍 단량체(electron-deficient monomer)가 교호적으로 배치된 공중합체 즉, 로우-밴드갭 폴리머(low-bandgap polymer)일 수 있다. 상기 로우-밴드갭 폴리머의 일 예는 전자풍부 단량체인 사이클로펜타디티오펜(cyclopentadithiophenes, CPDT)계 단량체와 전자결핍 단량체인 벤조티아다이아졸(benzothiadiazole, BT)계 단량체를 구비하는 PCPDTBT (Poly[2,6-(4,4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta [2,1-b;3,4-b′]dithiophene)-alt-4,7(2,1,3-benzothiadiazole)]) (Eg = 1.4 eV)일 수 있다. 상기 로우-밴드갭 폴리머의 다른 예는 전자풍부 단량체인 벤조디티오펜(BDT)계 단량체와 전자결핍 단량체인 티에노티오펜(TT) 단량체를 구비하는 PTB7-th (Poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b;4,5-b’]dithiophene-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexyl)-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-)-2-carboxylate-2-6-diyl)]) (Eg = 1.59 eV)일 수 있다. 이외에도 다양한 종류의 로우-밴드갭 폴리머가 사용될 수 있다. The donor material may be an organic material or an organic-inorganic hybrid material, specifically, a single molecular organic material, a high molecular organic material, or an organic-inorganic hybrid perovskite. The monomolecular organic materials may be pentacene, tetracene, or metal phtalocyanines (MePc). The polymeric organic materials are thiophene, polyfluorene, anilines, carbazoles, vinylcarbazoles, phenylenes, phenylvinylenes, and silanes. silanes), thienylenevinylenes, isothianaphthanenes, cyclopentadithiophenes, silacyclopentadithiophenes, cyclopentadithiazoles, cyclopentadithiazoles, thiazolothiazoles ), thiazoles, benzothiadiazoles, thiophene oxides), cyclopentadithiophene oxides), benzodithiophene, thiadiazole Quinoxaline, benzoisothiazole, benzothiazole, thienothiophene, thienothiophene oxide, dithienothiophene, dithienothiophene oxide ((dithienothiophene oxide)s), and tetrahydroisoindoles (tetrahydroisoindoles) may be a homopolymer provided with one monomer selected from the group consisting of, or a copolymer including two or more of these monomers. The homopolymer may be, for example, poly(3-hexylthiophene) (P3HT), which is a type of polythiophene. The copolymer may be a copolymer in which an electron-rich monomer and an electron-deficient monomer are alternately disposed, that is, a low-bandgap polymer. An example of the low-bandgap polymer is PCPDTBT (Poly[2,) comprising a cyclopentadithiophenes (CPDT)-based monomer as an electron-rich monomer and a benzothiadiazole (BT)-based monomer as an electron-deficient monomer. 6-(4,4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta [2,1-b;3,4-b']dithiophene)-alt-4,7(2,1,3-benzothiadiazole)] ) (E g = 1.4 eV). Other examples of the low-bandgap polymer include PTB7-th (Poly[4,8-bis(5)) comprising a benzodithiophene (BDT)-based monomer as an electron-rich monomer and a thienothiophene (TT) monomer as an electron-deficient monomer. -(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b;4,5-b']dithiophene-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexyl)-3-fluorothieno[ 3,4-b]thiophene-)-2-carboxylate-2-6-diyl)]) (E g = 1.59 eV). In addition, various types of low-bandgap polymers may be used.
상기 유무기 하이브리드 물질은 유무기 하이브리드 페로브스카이트 물질로서, 일 예로서, RMX3로 나타낼 수 있다. 이 때, R은 탄소수 1 내지 3의 유기암모늄 양이온, M은 금속양이온으로 Pb 또는 Sn일 수 있고, X는 할라이드 일 예로서, Cl, Br, 또는 I일 수 있다.The organic-inorganic hybrid material is an organic-inorganic hybrid perovskite material, and may be represented by RMX 3 as an example. In this case, R is an organic ammonium cation having 1 to 3 carbon atoms, M is a metal cation, and may be Pb or Sn, and X may be a halide, such as Cl, Br, or I.
상기 고분자 유기물질 중 단일 중합체와 상기 단분자 유기물질은 약 2 eV 이상의 전자 밴드갭을 나타내어, 약 620 nm 이하의 파장을 흡수할 수 있다. 상기 고분자 유기물질 중 로우-밴드갭 폴리머는 약 1.4 eV 이상의 전자 밴드갭을 나타내어 약 880nm 이하의 파장을 흡수할 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트는 약 1.3 eV 이상의 전자 밴드갭을 나타내어 약 950 nm 이하의 파장을 흡수할 수 있다. Among the polymer organic materials, the single polymer and the monomolecular organic material exhibit an electron band gap of about 2 eV or more, and thus can absorb a wavelength of about 620 nm or less. Among the organic polymeric materials, the low-bandgap polymer exhibits an electron bandgap of about 1.4 eV or more and can absorb a wavelength of about 880 nm or less. The organic-inorganic hybrid perovskite exhibits an electron band gap of about 1.3 eV or more and can absorb a wavelength of about 950 nm or less.
상기 억셉터 물질은 도너 물질로부터 여기된 전자를 받는 물질로서, C60 내지 C84 예를 들어, C60, C70, C76, and C84의 플러렌(fullerene) 또는 그 유도체, 페리렌(perylene), 고분자 또는 양자점(Quantum Dot)일 수 있다. 상기 플러렌 유도체는 PCBM 일 예로서, PCBM(C60)([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester), 또는 PCBM(C70)([6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester)일 수 있다.The acceptor material is a material that receives electrons excited from a donor material, and is C60 to C84, for example, C60, C70, C76, and C84 fullerene or a derivative thereof, perylene, polymer, or quantum dots ( Quantum Dot). The fullerene derivative is PCBM as an example, PCBM(C60)([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester), or PCBM(C70)([6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester ) Can be.
상기 광결정 필터층(30)은 상기 광전변환층(40) 하부에 위치하고, 금속층과 상기 금속층에 비해 굴절율이 높은 물질층이 교호적층된 1 차원 광결정 필터층일 수 있다. 상기 광전변환층(40)에서 흡수할 수 있는 광자들보다 같거나 큰 에너지를 갖는 광자들을 적어도 일부 반사시킬 수 있다. 한편, 상기 광전변환층(40)에서 흡수할 수 있는 광자들보다 작은 에너지를 갖는 광자들은 투과시킬 수 있다. The photonic
상기 광에너지 상향전환층(20)은 상기 광결정 필터층(30) 하부에 위치하고, 장파장의 광자를 2개 이상을 흡수하여 상대적으로 에너지가 높은 단파장의 빛을 방출하는 층, 일 예로서 근적외선을 흡수하여 가시광선을 방출하는 층일 수 있다. 일 예로서, 900 내지 1100nm의 파장을 흡수하여 녹색 또는 청색의 광을 방출할 수 있다.The light energy up-
상기 광에너지 상향전환층(20)은 광에너지 상향변환물질 일 예로서, 란탄족이 도핑된 형광체를 함유할 수 있다. 상기 광에너지 상향전환층(20)은 상기 형광체 입자들을 상기 광반사층(10) 상에 도포하여 형성할 수 있다. 란탄족이 도핑된 형광체는 모체(host)로서 NaYF4, NaGdF4, LaF3 또는 ZrO2 나노입자일 수 있고, 여기에 도핑된 란탄족 이온은 Yb, Er, Eu, Ce, Tb, Tm 또는 이들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 이러한 광에너지 상향변환물질의 일 예는 Yb3+와 Er3+가 공동 도핑된 NaYF4 즉, NaYF4:Yb3+Er3+일 수 있다.The light energy up-
상기 광에너지 상향전환층(20)은 금속 나노입자 일 예로서, 은 또는 금 나노입자를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 금속 나노입자의 표면 플라즈몬 공명 파장과 상기 광에너지 상향변환물질의 발광파장의 겹침에 의해 플라즈몬 강화된 상향변환(plasmon-enhanced upconversion)이 일어날 수 있고, 이 경우 상기 광에너지 상향전환층(20)으로부터 방출되는 광의 세기가 증가할 수 있다.The light energy
상기 광반사층(10)은 상기 광에너지 상향전환층(20) 하부에 위치하고, 적어도 상기 광에너지 상향전환층(20)에서 방출된 광을 반사할 수 있는 층일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 상기 광반사층(10)은 생략될 수도 있다. 광반사층(10)은 광반사기판 일 예로서 금속 기판일 수 있다. 추가적인 기판(미도시)이 광반사층(10) 하부 및/또는 광투과전극(50) 상부에 배치될 수 있다. 상기 광투과전극(50) 상부에 기판이 배치되는 경우, 기판은 유리 등의 투명기판일 수 있다.The
도 2는 광결정 필터층의 반사 혹은 투과 스펙트럼이다.2 is a reflection or transmission spectrum of a photonic crystal filter layer.
도 1 및 도 2를 동시에 참조하면, 금속층과 상기 금속층에 비해 굴절율이 높은 물질층이 교호적층된 1 차원 광결정 필터층(30)은 입사된 광을 대부분 반사시키는 파장대역(wavelength band)인 광 밴드갭(optical bandgap, OBG)과 상기 광 밴드갭의 양측에 입사된 광을 투과시키는 파장대역인 밴드 엣지들(band edges, BE1, BE2)을 나타낼 수 있다. 상기 광 밴드갭보다 짧은 파장대역의 밴드 엣지는 짧은-파장 밴드 엣지(short-wavelength band edge, BE1)라고 명명하고, 상기 광 밴드갭보다 긴 파장대역의 밴드 엣지는 긴-파장 밴드 엣지(long-wavelength band edge, BE2)라고 명명하기로 한다. 다시 말해서, 광결정 필터층(30)은 특정 파장대역 즉, 광 밴드갭(OBG)에 해당하는 광을 대부분 반사시키고 이 광 밴드갭의 양측에 인접하는 파장대역들 즉, 밴드 엣지들(BE1, BE2)에 해당하는 광을 대부분 투과시킬 수 있다. 상기 광결정 필터층(30)의 광 밴드갭 내에 상기 광전변환층(40) 내 광전변환물질의 전자 밴드갭(EBG)에 해당하는 광파장이 위치할 수 있다. 또한, 상기 광결정 필터층(30)의 긴-파장 밴드 엣지(BE2) 내에 상기 광에너지 상향전환층(20)의 흡수 파장이 위치하고, 상기 광결정 필터층(30)의 짧은-파장 밴드 엣지(BE1) 내에 상기 광에너지 상향전환층(20)로부터의 방출 파장이 위치할 수 있다. 상기 광결정 필터층의 광 밴드갭(EBG) 및 밴드 엣지들(BE1, BE2)은 상기 광결정 필터층(30) 내의 고굴절율층과 저굴절율층(ex. 금속층)의 두께와 굴절율을 조절함에 따라 원하는 파장대역에 배치될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 at the same time, the one-dimensional photonic
도 1 및 도 2를 동시에 참조하여 태양전지의 동작을 설명하기로 한다.The operation of the solar cell will be described with reference to FIGS. 1 and 2 simultaneously.
태양전지(100)에 광이 조사되면, 조사된 광은 광투과전극(50)을 투과하여 광전변환층(40)에 도달할 수 있다. 이 때, 도달된 광의 광자들 중 광전변환층(40) 내 광전변환물질의 전자 밴드갭보다 큰 에너지를 갖는 제1 광자들(A)은 상기 광전변환층(40) 내에 흡수되어 엑시톤을 형성할 수 있다. 한편, 흡수되지 못한 제1 광자들(A)은 광결정 필터층(30)에서 반사되어 다시 광전변환층(40) 내에서 흡수될 수 있다. 다만, 광결정 필터층(30)의 짧은-파장 밴드 엣지(BE1)에 해당하는 에너지를 가져 광결정 필터층(30)을 투과한 광자들(B1)은 상기 광반사층(10)에서 반사되어 광전변환층(40) 내에서 다시 흡수될 수 있다.When the
한편, 광전변환층(40) 내 광전변환물질의 전자 밴드갭(EBG)보다 작은 에너지를 갖는 광자들 중 광결정 필터층(30)의 긴-파장 밴드 엣지(short-wavelength band edge, BE2)에 해당하는 에너지를 가져 광결정 필터층(30)을 투과한 광자들(B2)은 상기 광에너지 상향전환층(20) 내에서 흡수되어 높은 에너지를 갖도록 변환될 수 있다. 상기 광에너지 상향전환층(20) 내에서 변환된 높은 에너지를 갖는 광자들 중 광결정 필터층(30)의 짧은-파장 밴드 엣지(short-wavelength band edge, BE1)에 해당하는 에너지를 갖는 광자들(B1)은 광결정 필터층(30)을 투과할 수 있고 상기 광전변환층(40) 내에서 다시 흡수될 수 있다.On the other hand, among photons having an energy smaller than the electron band gap (EBG) of the photoelectric conversion material in the
이와 같은 과정을 통해, 상기 광전변환층(40)이 원칙적으로는 흡수할 수 없었던 파장 대역의 광 즉, 상기 광전변환층(40) 내 광전변환물질의 전자 밴드갭보다 작은 에너지를 갖는 광자들을 상기 광에너지 상향전환층(20)을 통해 광전변환물질의 전자 밴드갭과 같거나 보다 높은 에너지의 광자로 변환시킨 후 상기 광전변환층(40)에서 다시 흡수하게 할 수 있어, 광전변환효율이 향상될 수 있다.Through this process, light in a wavelength band that the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 필터층을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a photonic crystal filter layer according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 3을 참조하면, 광결정 필터층(30)은 금속층과 상기 금속층에 비해 굴절율이 높은 물질층이 교호적층된 층일 수 있다. 상기 금속층에 비해 굴절율이 높은 물질층은 유전체층(dielectric layer)일 수 있다. 상기 광결정 필터층(30)은 상기 광전변환층(40)에 인접하는 상부 무기물층(35)과 그 하부의 상부 금속층(34)을 구비할 수 있다. 이 때, 상기 상부 무기물층(35)는 상기 상부 금속층(34) 대비 굴절율이 높은 구체적으로, 굴절율이 1.8 이상 일 예로서, 2 이상을 나타낼 수 있고, 상기 광전변환층(40)으로부터 발생된 전하를 수송하는 전하수송층으로서의 역할을 수행할 수 있다. 상기 상부 무기물층(35)는 수 내지 수십 nm 일 예로서, 5 내지 30nm의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 금속층(34)은 상기 광전변환층(40)으로부터 발생되고 상기 상부 무기물층(35)를 통해 전달된 전하를 외부 회로로 전달하는 전극일 수 있고, 일 예로서 Ag층 또는 Au층일 수 있다. 상기 상부 금속층(34)은 수 내지 수십 nm 일 예로서, 10 내지 30nm의 두께로 형성될 수 있다. 상기 상부 무기물층(35)은 정공수송층일 수 있고 일 예로서, MoO3(굴절율: 2.3)층 또는 Cu2O(굴절율: 2.26)층일 수 있다. 또는, 상기 상부 무기물층(35)는 전자수송층일 수 있고, 일 예로서, TiO2층 또는 ZnO층일 수 있다.1 and 3, the photonic
상기 광전변환층(40)과 상기 광투과전극(50) 사이에 다른 전하수송층이 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 상부 무기물층(35)이 전자수송층인 경우 상기 광전변환층(40)과 상기 광투과전극(50) 사이에 배치된 전하수송층은 정공수송층일 수 있고, 상기 상부 무기물층(35)이 정공수송층인 경우 상기 광전변환층(40)과 상기 광투과전극(50) 사이에 배치된 전하수송층은 전자수송층일 수 있다.Another charge transport layer may be disposed between the
상기 광결정 필터층(30)은 상기 상부 금속층(34) 하부에 중간층(33), 하부 금속층(32), 및 하부 무기물층(31)을 차례로 구비할 수 있다. 상기 하부 금속층(32)은 Ag층 또는 Au층일 수 있다. 상기 상부 금속층(34)와 상기 하부 금속층(32)은 동일한 물질의 층일 수 있다. 상기 하부 무기물층(31)은 상기 하부 금속층 대비 굴절율이 높은 구체적으로, 굴절율이 1.8 이상 일 예로서, 2 이상인 무기물층일 수 있다. 일 예로서, 상기 하부 무기물층(31)은 상기 상부 무기물층(35)와 동일한 물질의 층일 수 있다. The photonic
상기 중간층(33)은 상기 상하부 무기물층(31, 35)에 비해 더 높은 굴절율을 나타내는 유기물 또는 무기물층인 유전체층이거나, 혹은 상기 상하부 무기물층(31, 35)에 비해 굴절율은 다소 낮더라도 낮은 온도에서 적층가능하여 더 두꺼운 두께로 형성할 수 있는 유기물 또는 무기물층인 유전체층일 수 있다. 이 경우, 상기 광결정 필터층(30)의 광 밴드갭을 장파장으로 확장시켜 상기 광에너지 상향전환층(20)에서 흡수하는 파장 대역에 대응하도록 밴드 엣지(BE2)를 조절할 수 있다. 상기 중간층(33)으로 유기물층을 사용하는 경우, 낮은 온도에서 적층할 수 있어 다소 높은 두께 구체적으로, 수백 nm 일 예로서, 150 내지 500nm의 두께로 형성할 수 있다. 일 예로서, 상기 중간층(33)은 굴절율이 1.8 정도인 N,N′-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N′-bis(phenyl)benzidine (NPB) 층일 수 있다. The
그러나, 상기 광결정 필터층(30)의 구조는 위에 한정되지 않고, 상기 중간층(33) 상에 상기 상부 금속층(34)과 상기 상부 무기물층(35)이 교호적층되거나 및/또는 상기 중간층(33) 하부에 상기 하부 금속층(32)과 상기 하부 무기물층(31)이 교호적층될 수도 있다.However, the structure of the photonic
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred experimental example is presented to aid in understanding the present invention. However, the following experimental examples are only to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.
태양전지 제조예Solar cell manufacturing example
Su8 기판 상에 100nm의 MoO3층, 20nm의 Ag층, 220nm의 NPB층, 20nm의 Ag층, 그리고 10nm의 MoO3층을 차례로 형성하여 광결정 필터층을 형성하였다. 상기 광결정 필터층 상에 PTB7-th과 PCBM이 섞여 있는 벌크-헤테로정션 타입의 광전변환층을 100nm의 두께로 형성하였다. 상기 광전변환층 상에 전자수송층인 PFN층을 10nm의 두께로 형성하였다. 상기 전자수송층 상에 150nm의 ITO층을 형성하였다. 상기 ITO층 상에 유리기판을 배치시켰다.A photonic crystal filter layer was formed by sequentially forming a 100 nm MoO 3 layer, a 20 nm Ag layer, a 220 nm NPB layer, a 20 nm Ag layer, and a 10 nm MoO 3 layer on the Su8 substrate. A bulk-heterojunction type photoelectric conversion layer in which PTB7-th and PCBM are mixed was formed on the photonic crystal filter layer to a thickness of 100 nm. A PFN layer, which is an electron transport layer, was formed on the photoelectric conversion layer to a thickness of 10 nm. A 150 nm ITO layer was formed on the electron transport layer. A glass substrate was placed on the ITO layer.
도 4는 태양전지 제조예에 따른 태양전지 내의 광결정 필터층의 반사(reflectance, R) 및 투과(transmittance, T) 스펙트럼을 나타낸다.4 shows reflection (reflectance, R) and transmission (transmittance, T) spectra of a photonic crystal filter layer in a solar cell according to a solar cell manufacturing example.
도 4를 참조하면, 광결정 필터층은 약 550 내지 950nm에서 광 밴드갭을 나타내었고, 약 450 내지 550nm에서 짧은-파장 밴드 엣지를 그리고 약 950 내지 1150nm에서 긴-파장 밴드 엣지를 나타내었다. 상기 광 밴드갭은 광전변환물질인 PTB7-th(Eg = 1.6eV)의 흡수 에너지 영역인 775 nm 이하를 포함하고, 상기 긴-파장 밴드 엣지는 광에너지 상향변환층으로 사용되는 NaYF4:Yb3+Er3+의 흡수 에너지 영역인 약 980nm 파장 부근을 포함하며, 상기 짧은-파장 밴드 엣지는 광에너지 상향변환층으로 사용되는 NaYF4:Yb3+Er3+의 발광 에너지 영역인 약 520 내지 540nm을 포함하는 점에서 적절한 반사 및 흡수 스펙트럼을 나타내는 것으로 판단되었다. 이러한 광결정 필터층을 광전변환층과 광에너지 상향변환층 사이에 포함하는 경우, 상기 태양전지는 광결정 필터층을 통해 광전변환층의 흡수 에너지 영역인 775nm 이하의 파장은 광전변환층을 투과하는 경우에도 다시 반사되어 광전변환층으로 되돌아가므로 광전변환층의 흡수 에너지 영역의 파장을 충분히 광전변환에 사용할 수 있고, 또한 광에너지 상향변환층의 흡수 에너지 영역인 약 980nm 부근의 장파장을 사용하여서도 광전변환을 수행할 수 있으므로, 광전변환효율이 크게 향상될 수 있다.4, the photonic crystal filter layer exhibited an optical band gap at about 550 to 950 nm, a short-wavelength band edge at about 450 to 550 nm, and a long-wavelength band edge at about 950 to 1150 nm. The optical bandgap includes 775 nm or less, which is an absorption energy region of PTB7-th (Eg = 1.6eV), which is a photoelectric conversion material, and the long-wavelength band edge is NaYF 4 :Yb 3 used as a light energy upconversion layer. + The absorption energy region of Er 3+ includes a wavelength of about 980 nm, and the short-wavelength band edge is about 520 to 540 nm, which is the emission energy region of NaYF 4 :Yb 3+ Er 3+ used as a light energy upconversion layer. It was judged to show an appropriate reflection and absorption spectrum in terms of including. When the photoelectric crystal filter layer is included between the photoelectric conversion layer and the photoelectric energy upconversion layer, the solar cell reflects again even when the wavelength of 775 nm or less, which is the absorbed energy region of the photoelectric conversion layer through the photoelectric conversion layer, passes through the photoelectric conversion layer. As it returns to the photoelectric conversion layer, the wavelength of the absorption energy region of the photoelectric conversion layer can be sufficiently used for photoelectric conversion, and photoelectric conversion is also performed by using a long wavelength around 980 nm, which is the absorption energy region of the optical energy upconversion layer. As a result, photoelectric conversion efficiency can be greatly improved.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.Above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes by those of ordinary skill in the art within the technical spirit and scope of the present invention This is possible.
Claims (20)
상기 광투과전극 하부에 위치하고 광전변환물질을 함유하는 광전변환층;
상기 광전변환층 하부에 위치하는 1차원 광결정 필터층; 및
상기 광결정 필터층 하부에 위치하는 광에너지 상향전환층을 포함하고,
상기 1차원 광결정 필터층은 입사된 광을 반사시키는 파장대역인 광 밴드갭(optical bandgap)과 상기 광 밴드갭의 양측에 입사된 광을 투과시키는 파장대역인 긴-파장 밴드 엣지와 짧은-파장 밴드 엣지를 나타내고,
상기 광 밴드갭 내에 상기 광전변환물질의 전자 밴드갭에 해당하는 광파장이 위치하고, 상기 긴-파장 밴드 엣지 내에 상기 광에너지 상향전환층의 흡수 파장이 위치하고, 상기 짧은-파장 밴드 엣지 내에 상기 광에너지 상향전환층로부터의 방출 파장이 위치하는 태양전지.Light-transmitting electrode;
A photoelectric conversion layer located under the light-transmitting electrode and containing a photoelectric conversion material;
A one-dimensional photonic crystal filter layer positioned under the photoelectric conversion layer; And
Including a light energy upward conversion layer located under the photonic crystal filter layer,
The one-dimensional photonic crystal filter layer includes an optical bandgap that is a wavelength band for reflecting incident light, and a long-wavelength band edge and a short-wavelength band edge that are wavelength bands for transmitting light incident on both sides of the optical bandgap. Represents,
The optical wavelength corresponding to the electronic band gap of the photoelectric conversion material is located in the optical band gap, the absorption wavelength of the optical energy up-conversion layer is located in the long-wavelength band edge, and the optical energy is increased in the short-wavelength band edge. The solar cell where the emission wavelength from the conversion layer is located.
상기 광결정 필터층은 금속층과 상기 금속층에 비해 굴절율이 높은 물질층이 교호적층된 층인 태양전지.The method according to claim 1,
The photonic crystal filter layer is a solar cell in which a metal layer and a material layer having a higher refractive index than the metal layer are alternately laminated.
상기 광결정 필터층은 상기 광전변환층에 인접하면서 상기 금속층에 비해 굴절율이 높은 무기물층과 그 하부에 상기 금속층을 구비하고,
상기 무기물층은 상기 광전변환층으로부터 발생된 전하를 수송하는 전하수송층이고,
상기 금속층은 상기 무기물층을 통해 수송된 전하를 외부 회로로 전달하는 전극인 태양전지.The method of claim 4,
The photonic crystal filter layer includes an inorganic material layer adjacent to the photoelectric conversion layer and having a higher refractive index than the metal layer and the metal layer under the photoelectric conversion layer,
The inorganic material layer is a charge transport layer for transporting charges generated from the photoelectric conversion layer,
The metal layer is a solar cell which is an electrode that transfers the electric charge transported through the inorganic material layer to an external circuit.
상기 무기물층은 정공수송층인 MoO3층 또는 Cu2O층이거나, 전자수송층인 TiO2층 또는 ZnO층인 태양전지.The method of claim 5,
The inorganic material layer is a MoO 3 layer or a Cu 2 O layer as a hole transport layer, or a TiO 2 layer or a ZnO layer as an electron transport layer.
상기 무기물층은 상부 무기물층이고, 상기 금속층은 상부 금속층이고,
상기 광결정 필터층은 상기 상부 금속층 하부에 상기 상부 금속층에 비해 굴절율이 높은 중간층, 하부 금속층, 및 상기 금속층들에 비해 굴절율이 높은 하부 무기물층을 차례로 구비하는 태양전지.The method of claim 5,
The inorganic material layer is an upper inorganic material layer, the metal layer is an upper metal layer,
The photonic crystal filter layer has an intermediate layer having a refractive index higher than that of the upper metal layer, a lower metal layer, and a lower inorganic material layer having a higher refractive index than the metal layers, in order under the upper metal layer.
상기 중간층은 상기 상하부 무기물층들에 비해 더 높은 굴절율을 나타내는 유전체층이거나, 혹은 상기 상하부 무기물층들에 비해 굴절율은 낮으나 더 두꺼운 두께를 갖는 유전체층인 태양전지.The method of claim 7,
The intermediate layer is a dielectric layer having a higher refractive index than the upper and lower inorganic layers, or a dielectric layer having a lower refractive index than the upper and lower inorganic layers but having a thicker thickness.
상기 중간층은 N,N′-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N′-bis(phenyl)benzidine (NPB) 층인 태양전지.The method of claim 8,
The intermediate layer is an N,N′-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N′-bis(phenyl)benzidine (NPB) layer.
상기 상하부 금속층들은 동일한 금속층들이고,
상기 상하부 무기물층들은 동일한 무기물층들인 태양전지.The method of claim 7,
The upper and lower metal layers are the same metal layers,
The upper and lower inorganic material layers are the same inorganic material layers.
상기 광전변환물질은 전자풍부 단량체(electron-rich monomer)와 전자결핍 단량체(electron-deficient monomer)가 교호적으로 배치된 공중합체인 태양전지.The method according to claim 1,
The photoelectric conversion material is a solar cell in which an electron-rich monomer and an electron-deficient monomer are alternately disposed.
상기 광에너지 상향전환층은 란탄족이 도핑된 형광체를 함유하는 태양전지.The method according to claim 1,
The light energy up-conversion layer is a solar cell containing a phosphor doped with a lanthanide group.
상기 란탄족이 도핑된 형광체는 모체로서 NaYF4, NaGdF4, LaF3 또는 ZrO2 나노입자를 구비하고,
상기 도핑된 란탄족은 Yb, Er, Eu, Ce, Tb, Tm 또는 이들 중 둘 이상의 조합인 태양전지.The method of claim 12,
The lanthanide-doped phosphor has NaYF 4 , NaGdF 4 , LaF 3 or ZrO 2 nanoparticles as a parent,
The doped lanthanide is Yb, Er, Eu, Ce, Tb, Tm, or a combination of two or more of them.
상기 광에너지 상향전환층은 은 또는 금 나노입자를 더 포함하는 태양전지.The method of claim 12,
The light energy upward conversion layer is a solar cell further comprising silver or gold nanoparticles.
상기 광에너지 상향전환층 하부에 광반사층을 더 포함하는 태양전지.The method according to claim 1,
Solar cell further comprising a light reflection layer under the light energy upward conversion layer.
상기 광에너지 상향전환층 상에 차례로 적층된 하부 무기물층, 하부 금속층, 중간층, 상부 금속층, 및 상부 무기물층을 구비하되, 상기 무기물층들과 상기 중간층의 굴절율은 상기 상부 또는 하부 금속층의 굴절율 대비 높은 광결정 필터층;
상기 광결정 필터층 상에 배치된 광전변환층; 및
상기 광전변환층 상에 배치된 광투과전극층을 포함하고,
상기 광결정 필터층은 입사된 광을 반사시키는 파장대역인 광 밴드갭(optical bandgap)과 상기 광 밴드갭의 양측에 입사된 광을 투과시키는 파장대역인 긴-파장 밴드 엣지와 짧은-파장 밴드 엣지를 나타내고,
상기 광 밴드갭 내에 상기 광전변환층의 전자 밴드갭에 해당하는 광파장이 위치하고, 상기 긴-파장 밴드 엣지 내에 상기 광에너지 상향전환층의 흡수 파장이 위치하고, 상기 짧은-파장 밴드 엣지 내에 상기 광에너지 상향전환층로부터의 방출 파장이 위치하는 태양전지.Light energy up-conversion layer;
A lower inorganic material layer, a lower metal layer, an intermediate layer, an upper metal layer, and an upper inorganic material layer are sequentially stacked on the light energy up-conversion layer, but the refractive index of the inorganic material layers and the intermediate layer is higher than that of the upper or lower metal layer. Photonic crystal filter layer;
A photoelectric conversion layer disposed on the photonic crystal filter layer; And
Including a light-transmitting electrode layer disposed on the photoelectric conversion layer,
The photonic crystal filter layer represents an optical bandgap, which is a wavelength band for reflecting incident light, and a long-wavelength band edge and a short-wavelength band edge, which are wavelength bands for transmitting light incident on both sides of the optical bandgap. ,
The optical wavelength corresponding to the electronic band gap of the photoelectric conversion layer is located in the optical band gap, the absorption wavelength of the optical energy up-conversion layer is located in the long-wavelength band edge, and the optical energy is increased in the short-wavelength band edge. The solar cell where the emission wavelength from the conversion layer is located.
상기 상부 무기물층은 상기 광전변환층으로부터 발생된 전하를 수송하는 전하수송층이고, 상기 상부 금속층은 상기 무기물층을 통해 수송된 전하를 외부 회로로 전달하는 전극인 태양전지.The method of claim 16,
The upper inorganic material layer is a charge transport layer that transports charges generated from the photoelectric conversion layer, and the upper metal layer is an electrode that transfers charges transported through the inorganic material layer to an external circuit.
상기 상부 무기물층은 정공수송층인 MoO3층 또는 Cu2O층 또는 전자수송층인 TiO2층 또는 ZnO층인 태양전지.The method of claim 17,
The upper inorganic material layer is a MoO 3 layer or a Cu 2 O layer as a hole transport layer, or a TiO 2 layer or a ZnO layer as an electron transport layer.
상기 상부 금속층은 Ag 또는 Au층인 태양전지.The method of claim 17,
The upper metal layer is an Ag or Au layer solar cell.
상기 중간층은 상기 상하부 무기물층들에 비해 더 높은 굴절율을 나타내는 유전체층이거나, 혹은 상기 상하부 무기물층들에 비해 굴절율은 낮으나 더 두꺼운 두께를 갖는 유전체층인 태양전지.The method of claim 16,
The intermediate layer is a dielectric layer having a higher refractive index than the upper and lower inorganic layers, or a dielectric layer having a lower refractive index than the upper and lower inorganic layers but having a thicker thickness.
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Families Citing this family (1)
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013045948A (en) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Fujifilm Corp | Wavelength conversion film and photoelectric conversion device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100986159B1 (en) | 2008-12-22 | 2010-10-07 | 한국기계연구원 | Organic solar cell enhancing energy conversion efficiency and method for preparing the same |
| KR20140121919A (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-17 | 엘지전자 주식회사 | Thin film solar cell |
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2019
- 2019-01-29 KR KR1020190011101A patent/KR102206298B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013045948A (en) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Fujifilm Corp | Wavelength conversion film and photoelectric conversion device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200093856A (en) | 2020-08-06 |
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