KR102218317B1 - Dye-sensitized solar cell - Google Patents

Dye-sensitized solar cell Download PDF

Info

Publication number
KR102218317B1
KR102218317B1 KR1020200030427A KR20200030427A KR102218317B1 KR 102218317 B1 KR102218317 B1 KR 102218317B1 KR 1020200030427 A KR1020200030427 A KR 1020200030427A KR 20200030427 A KR20200030427 A KR 20200030427A KR 102218317 B1 KR102218317 B1 KR 102218317B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wavelength conversion
conversion layer
wavelength
light
dye
Prior art date
Application number
KR1020200030427A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200031586A (en
Inventor
문준혁
하수진
Original Assignee
서강대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서강대학교산학협력단 filed Critical 서강대학교산학협력단
Priority to KR1020200030427A priority Critical patent/KR102218317B1/en
Publication of KR20200031586A publication Critical patent/KR20200031586A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102218317B1 publication Critical patent/KR102218317B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G9/2059—Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
    • C09K9/02—Organic tenebrescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • 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

Abstract

본 명세서는 염료감응형 태양전지를 제공한다.The present specification provides a dye-sensitized solar cell.

Description

염료감응형 태양전지{DYE-SENSITIZED SOLAR CELL}Dye-sensitized solar cell {DYE-SENSITIZED SOLAR CELL}

본 명세서는 염료감응형 태양전지를 제공한다. The present specification provides a dye-sensitized solar cell.

최근에 이르러 청정 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양광을 이용하여 전력을 생산하는데 대한 관심도 크게 증가되고 있다.In recent years, as interest in clean energy has increased, interest in generating electric power using sunlight has also been greatly increased.

태양 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 소자를 통상 태양전지로 칭하고 있다. 태양전지는 그 구조나 동작 방식에 따라 실리콘, 화합물, CIGS, 염료감응형, 유기물 태양전지 등으로 구분할 수 있다. 이 중 염료감응형 태양전지는 광량이 적고 빛의 조사 각도가 10 도 이상만 되면 광전변환이 가능하고, 투명 또는 반투명의 태양전지를 구현할 수 있으며, 유기 염료의 종류에 따라 다양한 색상 구현이 가능하고, 다중 적층형으로 구현할 수 있는 등 다양한 장점을 갖고 있다.A device that generates power using solar energy is generally referred to as a solar cell. Solar cells can be classified into silicon, compound, CIGS, dye-sensitized, organic solar cells, etc. according to their structure or operation method. Among them, a dye-sensitized solar cell can perform photoelectric conversion if the amount of light is small and the irradiation angle of light is 10 degrees or more, and can implement a transparent or semi-transparent solar cell, and can implement various colors according to the type of organic dye. , It has various advantages, such as being able to be implemented in a multi-layered type.

다만, 염료감응형 태양전지는 실리콘계 태양전지에 비하여 상대적으로 효율이 낮은 단점이 있으므로, 염료감응형 태양전지의 효율을 향상시키기 위한 연구가 필요한 실정이다.However, since the dye-sensitized solar cell has a relatively low efficiency compared to the silicon-based solar cell, research is required to improve the efficiency of the dye-sensitized solar cell.

한국 공개공보: KR 10-2017-0093414 AKorean publication: KR 10-2017-0093414 A

본 명세서는 광전 변환 효율이 향상된 염료감응형 태양전지를 제공하고자 한다. An object of the present specification is to provide a dye-sensitized solar cell with improved photoelectric conversion efficiency.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시상태는, 제1 투명 전극; 상기 제1 투명 전극에 대향하여 구비되는 제2 투명 전극; 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극 사이에 구비되고, 감광성 염료를 포함하는 광활성층; 상기 제1 투명 전극 상에 구비되고, 자외선 내지 자색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 이보다 긴 파장 영역의 빛으로 변환시키는 제1 파장변환물질을 포함하는 제1 파장변환층; 및 상기 제2 투명전극 상에 구비되고, 적외선 내지 적색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 이보다 짧은 파장 영역의 빛으로 변환시키는 제2 파장변환물질을 포함하는 제2 파장변환층;을 포함하는 염료감응형 태양전지를 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention, a first transparent electrode; A second transparent electrode provided opposite to the first transparent electrode; A photoactive layer provided between the first transparent electrode and the second transparent electrode and including a photosensitive dye; A first wavelength conversion layer provided on the first transparent electrode and including a first wavelength conversion material for converting light in a wavelength region selected from ultraviolet to violet wavelength regions into light in a longer wavelength region; And a second wavelength conversion layer provided on the second transparent electrode and including a second wavelength conversion material for converting light in a wavelength region selected from infrared to red wavelength region into light in a shorter wavelength region. It provides dye-sensitized solar cells.

본 발명의 일 실시상태에 따른 염료감응형 태양전지는 향상된 광전 변환 효율을 구현할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따른 염료감응형 태양전지는 기존의 염료감응형 태양전지에서 활용되지 못하는 단파장 및 장파장의 빛을 사용하게 되어, 보다 우수한 효율을 구현할 수 있는 장점이 있다. The dye-sensitized solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention may realize improved photoelectric conversion efficiency. Specifically, the dye-sensitized solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention uses light having a short wavelength and a long wavelength, which is not utilized in the conventional dye-sensitized solar cell, and thus has an advantage of realizing more excellent efficiency.

본 발명의 일 실시상태에 따른 염료감응형 태양전지는 높은 광전 변환 효율과 함께 높은 광투과도를 구현할 수 있다. The dye-sensitized solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention may realize high light transmittance with high photoelectric conversion efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 염료감응형 태양전지의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1에 따른 염료감응형 태양전지의 제1 파장변환층, 제2 파장변환층 및 광활성층에서의 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1에 따른 제1 파장변환층 및 제2 파장변환층에서의 PL 스펙트럼(Photoluminescence Spectrum)을 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1에 따른 제1 파장변환층에서의 여기 파장 및 방출 파장에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다.
도 5는 참고예 1에 따른 제1 파장변환층에서의 제1 파장변환물질의 함량에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1에 따른 제2 파장변환층에서의 여기 파장 및 방출 파장에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다.
도 7은 참고에 2에 따른 제2 파장변환층에서의 증감제의 함량에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다.
도 8은 참고예 3에 따른 제2 파장변환층의 광산란 입자의 함량에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다.
도 9는 참고예 3에 따른 제2 파장변환층의 광산란 입자의 함량에 따른 광투과율을 나타낸 것이다.
도 10은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 염료감응형 유기태양전지의 J-V 커브를 나타낸 것이다.
도 11은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 염료감응형 유기태양전지의 파장에 따른 단락전류(Jsc)를 나타낸 것이다.
도 12는 실시예 1에 따른 염료감응형 유기태양전지의 파장에 따른 광투과율을 나타낸 것이다.1 is a schematic diagram of a dye-sensitized solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows absorption spectra in a first wavelength conversion layer, a second wavelength conversion layer, and a photoactive layer of the dye-sensitized solar cell according to Example 1. FIG.
3 shows a photoluminescence spectrum of the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer according to Example 1.
4 shows emission intensity according to excitation wavelength and emission wavelength in the first wavelength conversion layer according to Example 1. FIG.
5 shows the light emission intensity according to the content of the first wavelength conversion material in the first wavelength conversion layer according to Reference Example 1.
6 shows emission intensity according to excitation wavelength and emission wavelength in the second wavelength conversion layer according to Example 1. FIG.
7 shows emission intensity according to the content of the sensitizer in the second wavelength conversion layer according to reference 2.
8 shows the light emission intensity according to the content of light scattering particles in the second wavelength conversion layer according to Reference Example 3.
9 shows the light transmittance according to the content of light scattering particles of the second wavelength conversion layer according to Reference Example 3.
10 shows JV curves of dye-sensitized organic solar cells according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
11 shows the short-circuit current (J sc ) according to the wavelength of the dye-sensitized organic solar cells according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
12 shows the light transmittance according to the wavelength of the dye-sensitized organic solar cell according to Example 1.

본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In the present specification, when a member is said to be located "on" another member, this includes not only the case where the member is in contact with the other member, but also the case where another member exists between the two members.

본 명세서에 있어서, "투명"은 소재의 광투과율이 100 %인 경우뿐만 아니라 광 투과율이 약 80% 이상으로 높은 경우를 모두 포함한다. In the present specification, "transparent" includes not only the case where the light transmittance of the material is 100%, but also the case where the light transmittance is high, such as about 80% or more.

본 발명자는 기존의 염료감응형 유기태양전지의 높은 투명도를 크게 저하시키지 않으면서, 효율을 크게 향상시키기 위한 연구를 지속한 결과, 본 발명을 개발하기에 이르렀다. 구체적으로, 본 발명은 기존의 염료감응형 태양전지에서 사용되지 못하고 버려지는 장파장 및 단파장 영역의 빛을 2중의 광전변환층을 이용하여 활용할 수 있도록 함으로써, 투명도의 저하를 최소화하며 효율을 크게 향상시킬 수 있었다. The inventors of the present invention have developed the present invention as a result of continuing research to greatly improve the efficiency without significantly lowering the high transparency of the existing dye-sensitized organic solar cell. Specifically, the present invention minimizes the decrease in transparency and greatly improves the efficiency by enabling the use of light in the long and short wavelength regions that are not used in the existing dye-sensitized solar cells and discarded by using a double photoelectric conversion layer. Could

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.

본 발명의 일 실시상태는, 제1 투명 전극; 상기 제1 투명 전극에 대향하여 구비되는 제2 투명 전극; 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극 사이에 구비되고, 감광성 염료를 포함하는 광활성층; 상기 제1 투명 전극 상에 구비되고, 자외선 내지 자색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 이보다 긴 파장 영역의 빛으로 변환시키는 제1 파장변환물질을 포함하는 제1 파장변환층; 및 상기 제2 투명전극 상에 구비되고, 적외선 내지 적색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 이보다 짧은 파장 영역의 빛으로 변환시키는 제2 파장변환물질을 포함하는 제2 파장변환층;을 포함하는 염료감응형 태양전지를 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention, a first transparent electrode; A second transparent electrode provided opposite to the first transparent electrode; A photoactive layer provided between the first transparent electrode and the second transparent electrode and including a photosensitive dye; A first wavelength conversion layer provided on the first transparent electrode and including a first wavelength conversion material for converting light in a wavelength region selected from ultraviolet to violet wavelength regions into light in a longer wavelength region; And a second wavelength conversion layer provided on the second transparent electrode and including a second wavelength conversion material for converting light in a wavelength region selected from infrared to red wavelength region into light in a shorter wavelength region. It provides dye-sensitized solar cells.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 염료감응형 태양전지의 400 ㎚ 내지 800 ㎚ 파장에서의 평균 광투과율은 30 % 이상 60 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 염료감응형 태양전지의 400 ㎚ 내지 800 ㎚ 파장에서의 평균 광투과율은 30 % 이상 50 % 이하, 또는 30 % 이상 40 % 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, an average light transmittance at a wavelength of 400 nm to 800 nm of the dye-sensitized solar cell may be 30% or more and 60% or less. Specifically, an average light transmittance at a wavelength of 400 nm to 800 nm of the dye-sensitized solar cell may be 30% or more and 50% or less, or 30% or more and 40% or less.

본 발명의 일 실시상태에 따른 염료감응형 태양전지는 상기와 같은 평균 광투과율을 가지므로, 반투명의 특성을 구현할 수 있다. 이를 통하여, 상기 염료감응형 태양전지는 자동차용 유리 또는 건물의 유리 등에 적용되어 전기를 생산할 수 있는 장점이 있다. Since the dye-sensitized solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention has an average light transmittance as described above, it is possible to implement translucency characteristics. Through this, the dye-sensitized solar cell has the advantage of being able to generate electricity by being applied to glass for automobiles or glass for buildings.

도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 염료감응형 태양전지의 모식도를 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 1은 제1 파장변환층, 제1 투명 전극, 광활성층, 제2 투명 전극 및 제2 파장변환층이 순차적으로 구비된 염료감응형 태양전지를 나타낸 것이며, 제1 투명 전극으로 광이 입사하는 경우, 제1 파장변환층은 입사된 태양광의 자외선 내지 자색 파장 영역의 빛을 이보다 짧은 파장의 빛으로 변환하고, 제2 파장변환층은 입사된 태양광의 적외선 내지 적색 파장 영역의 빛을 이보다 긴 파장의 빛으로 변환하여 광활성층에 방출하므로, 염료감응형 태양전지는 보다 높은 효율을 구현할 수 있음을 도시한 것이다. 1 is a schematic diagram of a dye-sensitized solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 shows a dye-sensitized solar cell in which a first wavelength conversion layer, a first transparent electrode, a photoactive layer, a second transparent electrode, and a second wavelength conversion layer are sequentially provided. In the case of incident, the first wavelength conversion layer converts light in the ultraviolet to purple wavelength range of incident sunlight into light of a shorter wavelength, and the second wavelength conversion layer converts light in the infrared to red wavelength range of incident sunlight. Since it is converted into light of a longer wavelength and emitted to the photoactive layer, it is shown that the dye-sensitized solar cell can realize higher efficiency.

본 명세서에서, 적색 파장 영역은 약 620 ㎚ 내지 약 780 ㎚ 파장 영역을 의미하고, 녹색 파장 영역은 약 495 ㎚ 내지 약 570 ㎚ 파장 영역을 의미하며, 자색 파장 영역은 약 380 ㎚ 내지 약 450 ㎚ 파장 영역을 의미할 수 있다.In the present specification, the red wavelength region refers to a wavelength region of about 620 nm to about 780 nm, the green wavelength region refers to a wavelength region of about 495 nm to about 570 nm, and the violet wavelength region refers to a wavelength region of about 380 nm to about 450 nm. Can mean area.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 파장변환층은 자외선 내지 자색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 흡수하고, 이보다 긴 파장 영역의 빛으로 변환하여 방출할 수 있다. 상기 제1 파장변환층에서 변환되어 방출되는 파장 영역의 빛은 광흡수층에 흡수되어, 상기 염료감응형 태양전지의 효율을 상승시킬 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the first wavelength conversion layer may absorb light in a wavelength region selected from an ultraviolet or violet wavelength region, convert it into light in a longer wavelength region, and emit light. Light in the wavelength region converted and emitted by the first wavelength conversion layer is absorbed by the light absorption layer, thereby increasing the efficiency of the dye-sensitized solar cell.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 파장변환층에서 변환된 빛은 녹색 파장 영역의 빛일 수 있다. 상기 녹색 파장 영역의 빛은 상기 염료감응형 태양전지의 광활성층에서 가장 효율적으로 흡수되어 광발전에 이용될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the light converted by the first wavelength conversion layer may be light in a green wavelength region. Light in the green wavelength region is most efficiently absorbed in the photoactive layer of the dye-sensitized solar cell and used for photovoltaic power generation.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 파장변환층은 상기 제1 투명 전극의 외측면 상에 구비될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the first wavelength conversion layer may be provided on an outer surface of the first transparent electrode.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 파장변환층의 400 ㎚ 내지 800 ㎚ 파장에서의 평균 광투과율은 50 % 이상 80 % 이하일 수 있다. 상기 제1 파장 변환층은 광투과율이 우수한 수지를 고분자 매트릭스로 사용하며, 필요에 따라 광산란 입자를 더 포함하여, 광투과율을 조절할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the average light transmittance at a wavelength of 400 nm to 800 nm of the first wavelength conversion layer may be 50% or more and 80% or less. The first wavelength conversion layer uses a resin having excellent light transmittance as a polymer matrix, and may further include light scattering particles as necessary to control light transmittance.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 파장변환층은 고분자 매트릭스 내에 상기 제1 파장변환물질이 분산된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 파장 변환층의 상기 고분자 매트릭스는 폴리우레탄계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 에폭시계 수지 및 폴리아세틸계 수지 중 적어도 1종을 포함하는 것일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the first wavelength conversion layer may be formed by dispersing the first wavelength conversion material in a polymer matrix. Specifically, the polymer matrix of the first wavelength conversion layer is a polyurethane resin, a polyethylene resin, a polypropylene resin, an acrylic resin, a polyamide resin, a polypropylene resin, a polycarbonate resin, a polyethylene terephthalate resin , It may be one containing at least one of epoxy-based resin and polyacetyl-based resin.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 파장변환물질은 안트라센 또는 이의 유도체; 쿠마린 또는 이의 유도체; 플루오레세인 또는 이의 유도체; 로다민; 에오신; 페릴렌 또는 이의 유도체; 플루오렌 또는 이의 유도체; 및 스틸벤 또는 이의 유도체; 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 파장 변환물질은 안트라센 또는 이의 유도체일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the first wavelength converting material is anthracene or a derivative thereof; Coumarin or derivatives thereof; Fluorescein or derivatives thereof; Rhodamine; Eosin; Perylene or derivatives thereof; Fluorene or derivatives thereof; And stilbene or a derivative thereof; At least one of them may be included. Specifically, the first wavelength conversion material may be anthracene or a derivative thereof.

상기 제1 파장변환물질은 자외선 파장 영역의 빛을 흡수하여 여기된 후, 진동이완(vibrational relaxation)을 통하여 1중항 상태로 전환되며, 흡수한 빛보다 긴 파장 영역, 구체적으로 녹색 파장 영역의 빛을 방출할 수 있다. 구체적으로, 도 4는, 제1 파장변환층의 제1 파장변환물질인 안트라센이 자외선 파장 영역의 빛을 흡수하여 여기된 후, 1중항 상태로 전환되며 빛을 방출하는 것을 나타내고 있다. The first wavelength conversion material absorbs light in the ultraviolet wavelength region and is excited, and then converts to a singlet state through vibrational relaxation, and transmits light in a longer wavelength region, specifically green wavelength region, than the absorbed light. Can be released. Specifically, FIG. 4 shows that anthracene, which is the first wavelength converting material of the first wavelength converting layer, absorbs light in the ultraviolet wavelength region, is excited, is converted into a singlet state, and emits light.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 파장변환물질의 함량은 상기 제1 파장변환층에 대하여 0.7 M 이상 1.2 M 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 파장변환물질의 함량은 상기 제1 파장변환층에 대하여 0.9 M 이상 1.1 M, 보다 구체적으로, 1 M일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the first wavelength conversion material may be 0.7 M or more and 1.2 M or less with respect to the first wavelength conversion layer. Specifically, the content of the first wavelength conversion material may be 0.9 M or more and 1.1 M, more specifically, 1 M with respect to the first wavelength conversion layer.

상기 제1 파장변환물질의 함량은 상기 제1 파장변환층을 형성하는 고분자 매트릭스에 대한 함량일 수 있다. 상기 제1 파장변환물질의 함량이 상기 범위 내인 경우, 변환된 빛이 상기 제1 파장 변환층에서 추출되는 발광 강도가 매우 높게 구현될 수 있다. 나아가, 상기 제1 파장변환물질의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 상기 제1 파장변환물질은 상기 제1 파장변환층 내에 침전물을 형성하여 광흡수를 방해하고, 발광된 빛을 흡수하여 상기 제1 파장변환층의 발광 강도를 낮추는 원인이 될 수 있다. 이를 통하여, 상기 염료감응형 태양전지의 효율을 최대화할 수 있다. The content of the first wavelength conversion material may be the content of the polymer matrix forming the first wavelength conversion layer. When the content of the first wavelength conversion material is within the above range, the light emission intensity of the converted light extracted from the first wavelength conversion layer may be very high. Furthermore, when the content of the first wavelength converting material exceeds the above range, the first wavelength converting material forms a precipitate in the first wavelength converting layer to prevent light absorption, and absorbs the emitted light. 1 It may be a cause of lowering the light emission intensity of the wavelength conversion layer. Through this, the efficiency of the dye-sensitized solar cell can be maximized.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 파장변환층은 적외선 내지 적색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 흡수하고, 이보다 짧은 파장 영역의 빛으로 변환하여 방출할 수 있다. 상기 제2 파장변환층에서 변환되어 방출되는 파장 영역의 빛은 광흡수층에 흡수되어, 상기 염료감응형 태양전지의 효율을 상승시킬 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the second wavelength conversion layer may absorb light in a wavelength region selected from an infrared to red wavelength region, convert it into light in a shorter wavelength region, and emit light. Light in the wavelength region converted and emitted by the second wavelength conversion layer is absorbed by the light absorption layer, thereby increasing the efficiency of the dye-sensitized solar cell.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 파장변환층에서 변환된 빛은 녹색 파장 영역의 빛일 수 있다. 상기 녹색 파장 영역의 빛은 상기 염료감응형 태양전지의 광활성층에서 가장 효율적으로 흡수되어 광발전에 이용될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the light converted by the second wavelength conversion layer may be light in a green wavelength region. Light in the green wavelength region is most efficiently absorbed in the photoactive layer of the dye-sensitized solar cell and used for photovoltaic power generation.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 파장변환층은 상기 제2 투명 전극의 외측면 상에 구비될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the second wavelength conversion layer may be provided on an outer surface of the second transparent electrode.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 파장변환층의 400 ㎚ 내지 800 ㎚ 파장에서의 평균 광투과율은 50 % 이상 80 % 이하일 수 있다. 상기 제2 파장 변환층은 광투과율이 우수한 수지를 고분자 매트릭스로 사용하며, 필요에 따라 광산란 입자를 더 포함하여, 광투과율을 조절할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the average light transmittance at a wavelength of 400 nm to 800 nm of the second wavelength conversion layer may be 50% or more and 80% or less. The second wavelength conversion layer uses a resin having excellent light transmittance as a polymer matrix, and may further include light-scattering particles as necessary to control light transmittance.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 파장변환층은 고분자 매트릭스 내에 상기 제2 파장변환물질이 분산된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 파장 변환층의 상기 고분자 매트릭스는 폴리우레탄계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 에폭시계 수지 및 폴리아세틸계 수지 중 적어도 1종을 포함하는 것일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the second wavelength conversion layer may be formed by dispersing the second wavelength conversion material in a polymer matrix. Specifically, the polymer matrix of the second wavelength conversion layer is a polyurethane resin, polyethylene resin, polypropylene resin, acrylic resin, polyamide resin, polypropylene resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin , It may be one containing at least one of epoxy-based resin and polyacetyl-based resin.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 파장변환물질은 수용체 및 증감제로 이루어진 형광쌍을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 증감제는 적외선 파장 영역의 빛을 흡수하여 항간 교차(ISC; intersystem crossing)를 거쳐 3중항 상태로 전환되고, 나아가 증감제의 3중항 상태의 에너지는 3중항-3중항 에너지 전달(TTET; triple-triple energy transfer) 과정을 통하여 인접한 수용체로 전달된다. 이후, 3중항 상태의 두 수용체 사이에서 3중항-3중항 소멸(TTA; triplet-triplet annihilation)이 일어나, 1중항 상태의 수용체를 형성하며 흡수한 빛보다 짧은 가시광선 파장 영역의 빛을 방출하게 된다. 구체적으로, 도 6은 제2 파장변환층에서의 PdTPBP/BPEA의 증감제/수용체 형광쌍에서 적외선 내지 적색 파장 영역의 빛을 흡수한 후 녹색 파장 영역의 빛을 방출하는 과정을 나타내고 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the second wavelength conversion material may include a fluorescent pair consisting of a receptor and a sensitizer. Specifically, the sensitizer absorbs light in the infrared wavelength region and is converted into a triplet state through intersystem crossing (ISC), and further, the energy in the triplet state of the sensitizer is triplet-3 triplet energy transfer ( It is transferred to adjacent receptors through a triple-triple energy transfer (TTET) process. Thereafter, triplet-triplet annihilation (TTA) occurs between the two receptors in the triplet state, forming a singlet-state receptor, and emitting light in a shorter visible wavelength range than the absorbed light. . Specifically, FIG. 6 shows a process of absorbing light in the infrared to red wavelength region by the sensitizer/receptor fluorescent pair of PdTPBP/BPEA in the second wavelength conversion layer and then emitting light in the green wavelength region.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 수용체는 안트라센 또는 이의 유도체, 쿠마린 또는 이의 유도체, 플루오레세인 또는 이의 유도체, 로다민, 에오신, 페릴렌 또는 이의 유도체, 플루오렌 또는 이의 유도체, 및 스틸벤 또는 이의 유도체, 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 수용체는 9,10-비스(페닐에티닐)안트라센(9,10-bis(phenylethynyl)anthracene), 페릴렌(perylene), 및 10-디페닐안트라센(10-diphenylanthracene), 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수용체는 9,10-비스(페닐에티닐)안트라센일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the receptor is anthracene or a derivative thereof, coumarin or a derivative thereof, fluorescein or a derivative thereof, rhodamine, eosin, perylene or a derivative thereof, fluorene or a derivative thereof, and stilbene or It may contain at least one of derivatives thereof. Specifically, the receptor is 9,10-bis (phenylethynyl) anthracene (9,10-bis (phenylethynyl) anthracene), perylene (perylene), and at least one of 10-diphenylanthracene (10-diphenylanthracene), It may contain species. More specifically, the receptor may be 9,10-bis(phenylethynyl)anthracene.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 증감제는 팔라듐-테트라페닐테트라벤조포르피린(palladium-tetraphenyltetrabenzoporphyrin), 팔라듐(II)옥타에틸포르피린(palladium(II) octaethylporphyrin), 및 플래티넘(II) 옥타에틸포르피린(platinum(II)octaethylporphyrin), 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 증감제는 팔라듐-테트라페닐테트라벤조포르피린(PdTPBP)일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the sensitizer is palladium-tetraphenyltetrabenzoporphyrin (palladium-tetraphenyltetrabenzoporphyrin), palladium (II) octaethylporphyrin (palladium (II) octaethylporphyrin), and platinum (II) octaethylporphyrin ( platinum(II)octaethylporphyrin), and at least one of. Specifically, the sensitizer may be palladium-tetraphenyltetrabenzoporphyrin (PdTPBP).

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 증감제의 함량은 상기 제2 파장변환층에 대하여 4 mM 이상 15 mM 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 증감제의 함량은 상기 제2 파장변환층에 대하여 6 mM 이상 12 mM 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the sensitizer may be 4 mM or more and 15 mM or less with respect to the second wavelength conversion layer. Specifically, the content of the sensitizer may be 6 mM or more and 12 mM or less with respect to the second wavelength conversion layer.

상기 증감제의 함량은 상기 제2 파장변환층을 형성하는 고분자 매트릭스에 대한 함량일 수 있다. 상기 증감제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 변환된 빛이 상기 제2 파장 변환층에서 추출되는 발광 강도가 매우 높게 구현될 수 있다. 나아가, 상기 증감제의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 증감제의 농도가 너무 높아져, 수용체로부터 증감제로의 역 에너지 전달 과정이 일어날 수 있으며, 이에 따라 발광 강도의 저하가 발생될 수 있다. The content of the sensitizer may be the content of the polymer matrix forming the second wavelength conversion layer. When the content of the sensitizer is within the above range, the light emission intensity of the converted light extracted from the second wavelength conversion layer may be very high. Further, when the content of the sensitizer exceeds the above range, the concentration of the sensitizer is too high, and a reverse energy transfer process from the receptor to the sensitizer may occur, and thus, a decrease in luminous intensity may occur.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 증감제와 수용체의 몰비는 1:10 내지 1:1000 일 수 있다. 구체적으로, 상기 증감제와 수용체의 몰비는 1:20 내지 1:700, 또는 1:50 내지 1:600 일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the molar ratio of the sensitizer and the receptor may be 1:10 to 1:1000. Specifically, the molar ratio between the sensitizer and the receptor may be 1:20 to 1:700, or 1:50 to 1:600.

상기 증감제와 수용체의 몰비가 상기 범위 내인 경우, 상기 제2 파장변환층은 증감제에서의 3중항-3중항 소멸이 효과적으로 발생하여 높은 발광 강도를 구현할 수 있다. When the molar ratio between the sensitizer and the receptor is within the above range, the second wavelength conversion layer effectively causes the triplet to triplet disappearance in the sensitizer to realize high luminous intensity.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 파장변환층 및 상기 제2 파장변환층 중 적어도 하나는 광산란 입자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 파장변환층은 상기 광산란 입자를 포함할 수 있다. 상기 제2 파장변환층은 상대적으로 낮은 양자효율을 나타낼 수 있으므로, 상기 광산란 입자를 포함함으로써, 변환된 빛을 광활성층으로 최대한 추출할 수 있다. 상기 제1 파장변환층도 마찬가지로, 상기 광산란 입자를 포함함으로써, 광활성층으로 보다 많은 양의 빛을 추출할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, at least one of the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer may include light scattering particles. Specifically, the second wavelength conversion layer may include the light scattering particles. Since the second wavelength conversion layer may exhibit relatively low quantum efficiency, by including the light scattering particles, the converted light may be extracted as much as possible into the photoactive layer. Likewise, the first wavelength conversion layer includes the light-scattering particles, so that a larger amount of light can be extracted into the photoactive layer.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광산란 입자는 광산란을 위하여 당업계에서 사용되는 입자는 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 광산란 입자는 TiO2, Cds, ZnO, ZnS, ZrO2, SnO2 및 PbS 등의 입자를 사용할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the light scattering particles may be used without limitation, particles used in the art for light scattering. For example, the light scattering particles may be TiO 2 , Cds, ZnO, ZnS, ZrO 2 , SnO 2 and PbS particles.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광산란 입자의 평균 직경은 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 또는 10 ㎚ 이상 50 ㎚ 이하일 수 있다. 상기 광산란 입자의 평균 직경은 광산란 입자의 종류에 따라 상기 범위 내에서 적절하게 조절될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the average diameter of the light scattering particles may be 10 nm or more and 100 nm or less, or 10 nm or more and 50 nm or less. The average diameter of the light-scattering particles may be appropriately adjusted within the above range according to the type of the light-scattering particles.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광산란 입자의 함량은 상기 제1 파장변환층 또는 상기 제2 파장변환층에 대하여 0.01 wt% 이상 0.15 wt% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 광산란 입자의 함량은 상기 제1 파장변환층 또는 상기 제2 파장변환층에 대하여 0.06 wt% 이상 0.15 wt% 이하, 0.07 wt% 이상 0.12 wt% 이하, 또는 0.08 wt% 이상 0.11 wt% 이하 일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the light scattering particles may be 0.01 wt% or more and 0.15 wt% or less with respect to the first wavelength conversion layer or the second wavelength conversion layer. Specifically, the content of the light scattering particles is 0.06 wt% or more and 0.15 wt% or less, 0.07 wt% or more and 0.12 wt% or less, or 0.08 wt% or more and 0.11 wt% with respect to the first wavelength conversion layer or the second wavelength conversion layer. It may be below.

상기 광산란 입자의 함량이 상기 범위 내인 경우, 상기 제1 파장변환층 또는 상기 제2 파장변환층의 광투과율의 저하를 최소화하며 높은 발광 강도을 구현시킬 수 있다. 상기 광산란 입자의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 상기 제1 파장변환층 또는 상기 제2 파장변환층의 발광 강도의 상승은 매우 미미한 반면, 상기 제1 파장변환층 또는 상기 제2 파장변환층의 광투과도의 저하되는 문제가 있을 수 있다. When the content of the light scattering particles is within the above range, a decrease in light transmittance of the first wavelength conversion layer or the second wavelength conversion layer may be minimized, and high emission intensity may be realized. When the content of the light scattering particles exceeds the above range, the increase in the light emission intensity of the first wavelength conversion layer or the second wavelength conversion layer is very slight, while the first wavelength conversion layer or the second wavelength conversion layer There may be a problem of lowering the light transmittance.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극은 각각 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 안티몬틴 옥사이드(ATO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3 및 SnO2-Sb2O3로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 투명 전극 및/또는 상기 제2 투명 전극으로서 산화주석(SnO2)을 사용할 경우, 전도성, 투명성, 및 내열성이 우수하고, 상기 제1 투명 전극 및/또는 상기 제2 투명 전극으로서 ITO를 사용할 경우, 비용 절감의 효과가 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the first transparent electrode and the second transparent electrode are respectively indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), antimony oxide (ATO), zinc oxide (ZnO), Tin oxide (SnO 2 ), ZnO-Ga 2 O 3 , ZnO-Al 2 O 3 and SnO 2 -Sb 2 O 3 It may include at least one material selected from the group consisting of. For example, when using tin oxide (SnO 2 ) as the first transparent electrode and/or the second transparent electrode, it has excellent conductivity, transparency, and heat resistance, and the first transparent electrode and/or the second transparent When ITO is used as an electrode, there is an effect of cost reduction.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 감광성 염료는 루테늄계 유기금속 화합물 염료, 유기 화합물 염료, 양자점 무기화합물 염료 중 적어도 1종을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 염료감응형 유기태양전지의 용도로 사용되는 염료라면 적용될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the photosensitive dye may include at least one of a ruthenium-based organometallic compound dye, an organic compound dye, and a quantum dot inorganic compound dye, but is not limited thereto, and the dye-sensitized organic solar system Any dye used for battery applications can be applied.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 감광성 염료는 반도체 나노입자 상에 구비될 수 있다. 상기 반도체 나노입자는 TiO2 나노입자를 사용할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the photosensitive dye may be provided on the semiconductor nanoparticles. The semiconductor nanoparticles may be TiO 2 nanoparticles.

상기 루테늄계 유기금속 화합물 염료의 예로는 C106, N3, N719, N749, Z907, K19 등이 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 유기화합물 염료는 쿠마린(coumarin), 포피린(porphyrin), 키산틴(xanthene), 리보플라빈(riboflavin), 트리페닐메탄(triphenylmethan), 또는 이들의 유도체 등을 들 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 유기화합물 염료의 예로는 D205, NKX-2311, NKX-2677이 있다. 구체적인 양자점 무기화합물 염료의 예로는 InP, CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe 등이 있으며, 이에 제한되지 않는다.Examples of the ruthenium-based organometallic compound dye include C106, N3, N719, N749, Z907, and K19, but are not limited thereto. In addition, the organic compound dye may include coumarin, porphyrin, xanthene, riboflavin, triphenylmethan, or derivatives thereof, but is not limited thereto. Specifically, examples of organic compound dyes include D205, NKX-2311, and NKX-2677. Examples of specific quantum dot inorganic compound dyes include InP, CdSe, CdS, CdTe, PbS, PbSe, and the like, but are not limited thereto.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 투명 전극 및 상기 제 2 투명 전극 중 하나는 염료감응형 태양전지에서 산화된 염료를 환원시키는데 사용된 전해질을 환원시키는 촉매 역할을 하는 전극으로서 전도층을 포함할 수 있으며, 상기 전도층은 산화·환원 쌍(redox couple)을 활성화시키는 역할을 수행한다. 예를 들어, 상기 제1 투명 전극 및 상기 제 2 투명 전극 중 하나는 백금(Pt), 금(Au), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 탄소(C), 산화텅스텐(WO3), 이산화티타늄(TiO2), 전도성 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 물질을 포함하는 것일 수 있다. 특히, 상기 전도층은 반사율이 높을수록 효율이 우수하므로, 반사율이 높은 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제 2 전극으로서 Pt를 사용할 경우, 우수한 전도도 및 I3 -이온들의 환원에 대한 촉매 활성 효과를 달성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, one of the first transparent electrode and the second transparent electrode is an electrode that serves as a catalyst for reducing the electrolyte used to reduce the oxidized dye in the dye-sensitized solar cell. It may include, and the conductive layer serves to activate an oxidation-reduction pair. For example, one of the first transparent electrode and the second transparent electrode is platinum (Pt), gold (Au), ruthenium (Ru), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), and osmium ( Os), carbon (C), tungsten oxide (WO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), a conductive polymer, and a conductive material selected from the group consisting of combinations thereof may be included. Particularly, since the conductive layer has higher reflectivity, the higher the efficiency is, it is preferable to select a material with higher reflectivity. For example, when Pt is used as the second electrode, excellent conductivity and a catalytic activity effect on the reduction of I 3 − ions can be achieved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광활성층은 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 또는 겔형 고분자 전해질을 포함하며, 상기 제 1 투명 전극 및 상기 제 2 투명 전극 사이에 전해질을 배치하는 것일 수 있다. 상기 전해질은, 감광성 염료의 산화·환원 반응을 촉진하는 것으로서, 예를 들어, 요오드화물(iodide)을 포함하는 것일 수 있으며, 산화·환원에 의해 상기 전도층을 포함하는 전극으로부터 전자를 받아, 전자를 잃은 염료 분자에 받은 전자를 전달하는 역할을 수행할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the photoactive layer may include a liquid electrolyte, a solid polymer electrolyte, or a gel polymer electrolyte, and an electrolyte may be disposed between the first transparent electrode and the second transparent electrode. The electrolyte is one that promotes the oxidation/reduction reaction of the photosensitive dye, and may include, for example, iodide, and receives electrons from the electrode including the conductive layer by oxidation and reduction, and electrons It can play a role of transferring electrons received to dye molecules that have lost.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 염료감응형 태양전지에 포함되는 전해질의 누출을 방지하기 위해, 상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 투명 전극의 가장 자리에 형성된 밀봉부를 추가 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in order to prevent leakage of an electrolyte included in the dye-sensitized solar cell, a sealing portion formed at the edges of the first transparent electrode and the second transparent electrode may be further included.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to illustrate the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

[실시예 1][Example 1]

제1 파장변환층의 제조Preparation of the first wavelength conversion layer

안트라센을 1 M의 농도로 혼합한 폴리우레탄 조성물을 준비하고, 이를 유리 기판 상에 도포하고, 상온상습 (25 ℃ 및 50 RH%)의 분위기에서 12시간 동안 경화한 후 유리 기판에서 분리하여, 약 0.5 ㎜ 두께의 제1 파장변환층을 제조하였다. A polyurethane composition in which anthracene was mixed at a concentration of 1 M was prepared, applied on a glass substrate, cured for 12 hours in an atmosphere of room temperature and humidity (25° C. and 50 RH%), and separated from the glass substrate. A first wavelength conversion layer having a thickness of 0.5 mm was prepared.

제2 파장변환층의 제조Preparation of the second wavelength conversion layer

12 mM 농도의 PdTPBP (Chemodex) 및 6 M 농도의 BPEA (Sigma-Aldrich)가 혼합된 폴리우레탄 조성물을 준비하고, 이를 유리 기판 상에 도포하고, 상온상습(25 ℃ 및 50 RH%)의 분위기에서 12시간 동안 경화한 후 유기 기판에서 분리하여 약 0.5 ㎜ 두께의 제2 파장변환층을 제조하였다. A polyurethane composition in which a 12 mM concentration of PdTPBP (Chemodex) and a 6 M concentration of BPEA (Sigma-Aldrich) are mixed was prepared, applied on a glass substrate, and in an atmosphere of room temperature and humidity (25° C. and 50 RH%). After curing for 12 hours, it was separated from the organic substrate to prepare a second wavelength conversion layer having a thickness of about 0.5 mm.

염료감응형 태양전지의 제조Manufacturing of dye-sensitized solar cell

FTO (fluorinated tin oxide) 기재 상에 닥터 블레이드 코팅을 하여 TiO2 나노 입자 페이스트 (DSL 18NR-T, Dyesol)를 도포하고, 500 ℃에서 15분간 열처리하여 TiO2 광전극을 제조하였다. 상기 TiO2 광전극을 12시간 동안 상온에서 염료 용액 (D205, Mitsubishi Paper Mills Limited, 0.5 mM)에 침지시켜 TiO2 나노 입자를 염료로 감응시켰다. FTO (fluorinated tin oxide) 기재 상에 무수 에탄올중 0.5 mM H2PtCl6 용액을 코팅한 후, 450 ℃에서 30분 동안 열처리하여 Pt 상대 전극을 제조하였다. A TiO 2 nanoparticle paste (DSL 18NR-T, Dyesol) was applied by coating a doctor blade on a fluorinated tin oxide (FTO) substrate and heat-treated at 500° C. for 15 minutes to prepare a TiO 2 photoelectrode. The TiO 2 photoelectrode was immersed in a dye solution (D205, Mitsubishi Paper Mills Limited, 0.5 mM) at room temperature for 12 hours to sensitize the TiO 2 nanoparticles with a dye. A solution of 0.5 mM H 2 PtCl 6 in absolute ethanol was coated on a fluorinated tin oxide (FTO) substrate, followed by heat treatment at 450° C. for 30 minutes to prepare a Pt counter electrode.

상기 열처리하여 TiO2 광전극과 Pt 상대 전극 사이의 갭(gap)은 60 ㎛ 두께의 스페이서 필름(Surlyn, DuPont)을 이용하여 고정되었다.After the heat treatment, a gap between the TiO 2 photoelectrode and the Pt counter electrode was fixed using a spacer film (Surlyn, DuPont) having a thickness of 60 μm.

나아가, 아세토니트릴 (Sigma-Aldrich) 및 발레로니트릴 (Sigma-Aldrich) (85:15 v/v)를 함유하는 용액에 25 mM LiI (Sigma-Aldrich), 55 mM I2 (Yakuri), 0.6 M 디메틸-프로필 이미다졸 아이오다이드 (DMPII, TCI), 및 0.1 M 구아나이디니움 티오시아네이트 (GuSCN, Aldrich)를 혼합하여 제조된 전해액을 상기 갭 사이에 주입하여 광활성층을 제조하였다. Furthermore, 25 mM LiI (Sigma-Aldrich), 55 mM I 2 (Yakuri), 0.6 M in a solution containing acetonitrile (Sigma-Aldrich) and valeronitrile (Sigma-Aldrich) (85:15 v/v) A photoactive layer was prepared by injecting an electrolyte prepared by mixing dimethyl-propyl imidazole iodide (DMPII, TCI), and 0.1 M guanidinium thiocyanate (GuSCN, Aldrich) between the gaps.

마지막으로, 제조된 제1 파장변환층을 TiO2 광전극 상에 부착하고, 제조된 제2 파장변환층을 Pt 상대 전극 상에 부착하여 염료감응형 태양전지를 제조하였다. Finally, the prepared first wavelength conversion layer was attached on the TiO 2 photoelectrode, and the prepared second wavelength conversion layer was attached on the Pt counter electrode to prepare a dye-sensitized solar cell.

도 2는 실시예 1에 따른 염료감응형 태양전지의 제1 파장변환층, 제2 파장변환층 및 광활성층에서의 흡수 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 2에 따르면, 제1 파장변환층은 자외선 내지 자색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 흡수하고, 광활성층은 350 ㎚ 내지 500 ㎚의 가시광선 파장 영역의 빛을 흡수하며, 제2 파장변환층은 적외선 내지 적색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 흡수하는 것을 알 수 있다. FIG. 2 shows absorption spectra in a first wavelength conversion layer, a second wavelength conversion layer, and a photoactive layer of the dye-sensitized solar cell according to Example 1. FIG. According to FIG. 2, the first wavelength conversion layer absorbs light in a wavelength region selected from ultraviolet to violet wavelength regions, the photoactive layer absorbs light in the visible wavelength region of 350 nm to 500 nm, and the second wavelength conversion It can be seen that the layer absorbs light in a wavelength region selected from infrared to red wavelength regions.

도 3은 실시예 1에 따른 제1 파장변환층 및 제2 파장변환층에서의 PL 스펙트럼(Photoluminescence Spectrum)을 나타낸 것이다. 도 3에 따르면, 제1 파장변환층은 자외선 내지 자색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 흡수한 후 이보다 긴 파장 영역의 빛을 방출하고, 제2 파장변환층은 적외선 내지 적색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 흡수한 후 이보다 짧은 파장 영역의 빛을 방출하는 것을 알 수 있다. 3 shows a photoluminescence spectrum of the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer according to Example 1. According to FIG. 3, the first wavelength conversion layer absorbs light in a wavelength region selected from ultraviolet to purple wavelength regions, and then emits light in a longer wavelength region, and the second wavelength conversion layer is selected from infrared or red wavelength regions. It can be seen that light in a shorter wavelength range is emitted after absorbing the light in the wavelength range.

도 4는 실시예 1에 따른 제1 파장변환층에서의 여기 파장 및 방출 파장에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다. 도 4에 따르면, 제1 파장변환층의 제1 파장변환물질인 안트라센이 자외선 파장 영역의 빛을 흡수하여 여기된 후, 1중항 상태로 전환되며 빛을 방출하는 것을 나타내고 있으며, 약 300 ㎚ 내지 약 400 ㎚ 파장의 빛을 흡수하여 약 400 ㎚ 내지 약 500 ㎚ 파장의 빛을 방출하는 것을 알 수 있다. 4 shows emission intensity according to excitation wavelength and emission wavelength in the first wavelength conversion layer according to Example 1. FIG. 4 shows that anthracene, the first wavelength converting material of the first wavelength converting layer, absorbs light in the ultraviolet wavelength region, is excited, is converted to a singlet state, and emits light, from about 300 nm to about It can be seen that light having a wavelength of about 400 nm to about 500 nm is emitted by absorbing light having a wavelength of 400 nm.

도 6은 실시예 1에 따른 제2 파장변환층에서의 여기 파장 및 방출 파장에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다. 도 6에 따르면, 제2 파장변환층에서의 PdTPBP/BPEA의 증감제/수용체 형광쌍에서 적외선 파장 영역의 빛을 흡수한 후 가시광선 파장 영역의 빛을 방출하는 과정을 나타내고 있으며, 약 600 ㎚ 내지 약 650 ㎚ 파장의 빛을 흡수하여 약 500 ㎚ 내지 약 550 ㎚ 파장의 빛을 방출하는 것을 알 수 있다. 6 shows emission intensity according to excitation wavelength and emission wavelength in the second wavelength conversion layer according to Example 1. FIG. 6 shows a process of emitting light in the visible wavelength region after absorbing light in the infrared wavelength region from the sensitizer/receptor fluorescent pair of PdTPBP/BPEA in the second wavelength conversion layer, from about 600 nm to It can be seen that light having a wavelength of about 650 nm is absorbed and light having a wavelength of about 500 nm to about 550 nm is emitted.

본 명세서에 있어서, 흡수 스펙스럼는 UV-vis spectroscopy (SHIMADZU, UV-2550)를 사용하여 측정하였다. 본 명세서에 있어서, PL 스펙트럼의 측정은 spectrofluorophotometer (SHIMADZU, RF-6000)를 사용하여 측정하였다. 본 명세서에 있어서, 광 강도는 Si 기준 전지(BS-520, Bunko-Keiki)를 이용하여 100 mW/cm2로 조정되었다.In the present specification, the absorption spectrum was measured using UV-vis spectroscopy (SHIMADZU, UV-2550). In the present specification, the PL spectrum was measured using a spectrofluorophotometer (SHIMADZU, RF-6000). In the present specification, the light intensity was adjusted to 100 mW/cm 2 using a Si reference cell (BS-520, Bunko-Keiki).

[참고예 1] [Reference Example 1]

제1 파장변환층의 제1 파장변환물질인 안트라센의 농도를 0.3 M 내지 1.3 M로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 같은 방법으로 제1 파장변환층을 제조하였다. 나아가, 안트라센의 농도에 따른 제1 파장변환층의 광흡수에 따른 발광 강도를 측정하였다. A first wavelength conversion layer was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the concentration of anthracene, which is the first wavelength conversion material of the first wavelength conversion layer, was adjusted to 0.3 M to 1.3 M. Further, the light emission intensity according to the light absorption of the first wavelength conversion layer according to the concentration of anthracene was measured.

도 5는 참고예 1에 따른 제1 파장변환층에서의 제1 파장변환물질의 함량에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다. 도 5에 따르면, 안트라센의 농도가 1 M인 경우 가장 높은 발광 강도를 나타내고, 안트라센의 농도가 1 M을 초과하는 경우 발광 강도가 저하되는 것을 알 수 있다. 5 shows the light emission intensity according to the content of the first wavelength conversion material in the first wavelength conversion layer according to Reference Example 1. According to FIG. 5, it can be seen that when the concentration of anthracene is 1 M, the highest emission intensity is displayed, and when the concentration of anthracene exceeds 1 M, the emission intensity is decreased.

[참고예 2][Reference Example 2]

제2 파장변환층의 증감제인 PdTPBP의 농도를 3 mM 내지 25 mM로 조절한 것을 제외하고, 실시예 1과 같은 방법으로 제2 파장변환층을 제조하였다. 나아가, PdTPBP의 농도에 따른 제2 파장변환층의 광흡수에 따른 발광 강도를 측정하였다. A second wavelength conversion layer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the concentration of PdTPBP, a sensitizer of the second wavelength conversion layer, was adjusted to 3 mM to 25 mM. Furthermore, the light emission intensity according to the light absorption of the second wavelength conversion layer according to the concentration of PdTPBP was measured.

도 7은 참고예 2에 따른 제2 파장변환층에서의 증감제의 함량에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다. 도 7에 따르면, PdTPBP의 농도가 12 mM인 경우 가장 높은 발광 강도를 나타내고, PdTPBP의 농도가 12 mM를 초과하는 경우 발광 강도가 저하되는 것을 알 수 있다. 7 shows the emission intensity according to the content of the sensitizer in the second wavelength conversion layer according to Reference Example 2. According to FIG. 7, it can be seen that when the concentration of PdTPBP is 12 mM, the highest emission intensity is displayed, and when the concentration of PdTPBP exceeds 12 mM, the emission intensity decreases.

[참고예 3][Reference Example 3]

제2 파장변환층에 평균 입경이 약 20 ㎚인 TiO2 광산란 입자를 0 wt% 내지 0.11 wt%로 조절하여 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 같은 방법으로 제2 파장변환층을 제조하였다. A second wavelength conversion layer was prepared in the same manner as in Example 1, except that TiO 2 light-scattering particles having an average particle diameter of about 20 nm were added to the second wavelength conversion layer by adjusting to 0 wt% to 0.11 wt%.

도 8은 참고예 3에 따른 제2 파장변환층의 광산란 입자의 함량에 따른 발광 강도를 나타낸 것이다. 8 shows the light emission intensity according to the content of light scattering particles in the second wavelength conversion layer according to Reference Example 3.

도 9는 참고예 3에 따른 제2 파장변환층의 광산란 입자의 함량에 따른 광투과율을 나타낸 것이다. 9 shows the light transmittance according to the content of light scattering particles of the second wavelength conversion layer according to Reference Example 3.

도 8 및 도 9에 따르면, 광산란 입자의 함량이 증가할수록 제2 파장변환층의 광투과율이 저하되는 것을 알 수 있다. 나아가, 광산란 입자의 함량이 증가할수록 제2 파장변환층에서 추출되는 빛이 증가하여 발광 강도가 증가하는 것을 알 수 있다. 도 8에 따르면, 광산란 입자의 함량이 0.08 wt% 이상인 경우, 발광 강도의 증가량은 미미한 것을 알 수 있으며, 광산란 입자의 증가에 따른 광투과율의 저하가 예상될 수 있다. 그러므로, 광투과율의 저하를 최소화하며 발광 강도를 최대화하기 위한 최적의 광산란 입자의 함량은 0.08 wt%인 것으로 확인되었다. 8 and 9, it can be seen that the light transmittance of the second wavelength conversion layer decreases as the content of the light scattering particles increases. Furthermore, it can be seen that as the content of the light scattering particles increases, the light extracted from the second wavelength conversion layer increases, thereby increasing the light emission intensity. Referring to FIG. 8, when the content of the light-scattering particles is 0.08 wt% or more, it can be seen that the increase in light emission intensity is insignificant, and a decrease in light transmittance may be expected according to the increase of the light-scattering particles. Therefore, it was confirmed that the optimal content of light-scattering particles for minimizing the decrease in light transmittance and maximizing the light emission intensity was 0.08 wt%.

염료감응형 태양전지의 광투과율을 고려한 적용처를 고려하여, 제1 파장변환층 및 제2 파장변환층에 광산란 입자를 필요에 따라 추가로 포함할 수 있다. 즉, 염료감응형 태양전지가 높은 광투과율을 필요로 하는 경우에는 광산란 입자를 사용하지 않거나, 최소한으로 사용하여 염료감응형 태양전징의 효율을 조절할 수 있으며, 염료감응형 태양전지가 높은 광투과율을 필요로 하지 않는 경우에는 제1 및/또는 제2 파장변환층에 광산란 입자를 0.11 wt% 가량으로 포함시켜 염료감응형 태양전지의 효율을 극대화할 수 있다. In consideration of an application in consideration of the light transmittance of the dye-sensitized solar cell, light scattering particles may be additionally included in the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer, if necessary. In other words, if the dye-sensitized solar cell requires high light transmittance, the light-scattering particles are not used or used to a minimum to control the efficiency of the dye-sensitized solar cell, and the dye-sensitized solar cell has a high light transmittance. When not required, the efficiency of the dye-sensitized solar cell can be maximized by including the light scattering particles in an amount of about 0.11 wt% in the first and/or second wavelength conversion layers.

[비교예 1][Comparative Example 1]

제1 파장변환층 및 제2 파장변환층을 구비하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 염료감응형 태양전지를 제조하였다. A dye-sensitized solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer were not provided.

[비교예 2][Comparative Example 2]

제2 파장변환층을 구비하지 않고, 제1 파장변환층만 구비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 염료감응형 태양전지를 제조하였다. A dye-sensitized solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the second wavelength conversion layer was not provided and only the first wavelength conversion layer was provided.

도 10은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 염료감응형 유기태양전지의 J-V 커브를 나타낸 것이다. 도 11은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 염료감응형 유기태양전지의 파장에 따른 단락전류(Jsc)를 나타낸 것이다. 10 shows JV curves of dye-sensitized organic solar cells according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. 11 shows the short-circuit current (J sc ) according to the wavelength of the dye-sensitized organic solar cells according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.

실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 염료감응형 태양전지의 광전지 성능을 하기 표 1에 나타내었다. 구체적으로, 하기 표 1의 단락 전류 밀도(short-circuit current density, Jsc), 개방회로 전압(open-circuit voltage, Voc), 및 충전율(fill factor, FF)은 도 10의 J-V 프로파일로부터 추출되었다.The photovoltaic performance of the dye-sensitized solar cells according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 is shown in Table 1 below. Specifically, short-circuit current density (Jsc), open-circuit voltage (Voc), and fill factor (FF) of Table 1 below were extracted from the J-V profile of FIG. 10.

본 명세서에 있어서, 염료감응형 태양전지의 J-V 특성은 태양광 시뮬레이터(solar simulator, AM 1.5 G 필터를 구비한 1,000 W Xe 램프)에 의하여 제공된, 시뮬레이션된 태양광 하에서 소스 미터(Keithley Instruments)를 이용하여 측정되었다.In the present specification, the JV characteristics of the dye-sensitized solar cell are provided by a solar simulator (1,000 W Xe lamp equipped with an AM 1.5 G filter), using a source meter (Keithley Instruments) under simulated sunlight. Was measured.

J SC
[mA/cm2] J SC
[mA/cm 2 ] V OC
[V] V OC
[V] FFFF η
[%]η
[%] 비교예 1Comparative Example 1 14.4514.45 0.680.68 0.730.73 7.307.30 비교예 2Comparative Example 2 17.0517.05 0.680.68 0.720.72 8.388.38 실시예 1Example 1 18.2018.20 0.710.71 0.690.69 8.928.92

구체적으로, 실시예 1에 따른 염료감응형 태양전지는 비교예 1 및 비교예 2에 따른 염료감응형 태양전지에 비하여 높은 효율을 구현할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 실시예 1에 따른 염료감응형 태양전지의 단락전류(Jsc)는 비교예 1에 따른 염료감응형 태양전지에 비하여 약 26 % 가량 높은 것을 알 수 있고, 실시예 1에 따른 염료감응형 태양전지의 광전 변환 효율(η)은 약 22 % 가랑 높은 것을 알 수 있다. 나아가, 도 12는 실시예 1에 따른 염료감응형 유기태양전지의 파장에 따른 광투과율을 나타낸 것이다. 도 12에 따르면, 실시예 1에 따른 염료감응형 태양전지의 400 ㎚ 내지 800 ㎚ 파장에서의 평균 광투과율은 35 % 였다. 나아가, 실시예 1에 따른 염료감응형 유기태양전지를 육안으로 반대측의 사물이 잘 확인될 수 있는 것을 확인할 수 있다. 이를 통하여, 본 발명에 따른 염료감응형 태양전지는 높은 광투과도를 유지하며, 효율을 향상시킨 것을 알 수 있다.Specifically, it can be seen that the dye-sensitized solar cell according to Example 1 can achieve high efficiency compared to the dye-sensitized solar cells according to Comparative Examples 1 and 2. Specifically, it can be seen that the short-circuit current (J sc ) of the dye-sensitized solar cell according to Example 1 is about 26% higher than that of the dye-sensitized solar cell according to Comparative Example 1, and dye-sensitized according to Example 1 It can be seen that the photoelectric conversion efficiency (η) of the type solar cell is as high as about 22%. Further, FIG. 12 shows the light transmittance according to the wavelength of the dye-sensitized organic solar cell according to Example 1. 12, the average light transmittance at a wavelength of 400 nm to 800 nm of the dye-sensitized solar cell according to Example 1 was 35%. Furthermore, it can be seen that the object on the opposite side of the dye-sensitized organic solar cell according to Example 1 can be clearly seen with the naked eye. Through this, it can be seen that the dye-sensitized solar cell according to the present invention maintains high light transmittance and improves efficiency.

Claims (4)

제1 투명 전극;
상기 제1 투명 전극에 대향하여 구비되는 제2 투명 전극;
상기 제1 투명 전극 및 상기 제2 투명 전극 사이에 구비되고, 감광성 염료를 포함하는 전해질을 포함하는 광활성층;
상기 제1 투명 전극 상에 구비되고, 자외선 내지 자색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 이보다 긴 파장 영역의 빛으로 변환시키는 제1 파장변환물질을 포함하는 제1 파장변환층; 및
상기 제2 투명전극 상에 구비되고, 적외선 내지 적색 파장 영역 중 선택되는 파장 영역의 빛을 이보다 짧은 파장 영역의 빛으로 변환시키는 제2 파장변환물질을 포함하는 제2 파장변환층;을 포함하며,
상기 제1 파장변환층, 상기 제1 투명 전극, 상기 광활성층, 상기 제2 투명 전극 및 상기 제2 파장변환층이 순차적으로 구비되고,
상기 제1 파장변환물질의 함량은 상기 제1 파장변환층에 대하여 0.9 M 이상 1.0 M 이하이고,
상기 제2 파장변환물질은 수용체 및 증감제로 이루어진 형광쌍을 포함하고,
상기 증감제의 함량은 상기 제2 파장변환층에 대하여 6 mM 이상 12 mM 이하이며,
상기 증감제와 상기 수용체의 몰비는 1:500 내지 1:1000이고,
상기 제1 파장변환층 및 상기 제2 파장변환층 중 적어도 상기 제2 파장변환층은 광산란 입자를 포함하고,
상기 제2 파장변환층에 포함되는 상기 광산란 입자의 함량은 상기 제2 파장변환층에 대하여 0.04 wt% 이상 0.06 wt% 이하이며,
상기 제2 파장변환층의 400 ㎚ 내지 800 ㎚ 파장에서의 평균 광투과율은 50 % 이상 80 % 이하이고,
400 ㎚ 내지 800 ㎚ 파장에서의 평균 광투과율은 30 % 이상 60 % 이하인 것인 염료감응형 태양전지.
A first transparent electrode;
A second transparent electrode provided opposite to the first transparent electrode;
A photoactive layer provided between the first transparent electrode and the second transparent electrode and comprising an electrolyte including a photosensitive dye;
A first wavelength conversion layer provided on the first transparent electrode and including a first wavelength conversion material for converting light in a wavelength region selected from ultraviolet to violet wavelength regions into light in a longer wavelength region; And
A second wavelength conversion layer provided on the second transparent electrode and including a second wavelength conversion material for converting light in a wavelength region selected from infrared to red wavelength region into light in a shorter wavelength region; and
The first wavelength conversion layer, the first transparent electrode, the photoactive layer, the second transparent electrode, and the second wavelength conversion layer are sequentially provided,
The content of the first wavelength conversion material is 0.9 M or more and 1.0 M or less with respect to the first wavelength conversion layer,
The second wavelength conversion material includes a fluorescent pair consisting of a receptor and a sensitizer,
The content of the sensitizer is 6 mM or more and 12 mM or less with respect to the second wavelength conversion layer,
The molar ratio of the sensitizer and the receptor is 1:500 to 1:1000,
At least the second wavelength conversion layer of the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer includes light scattering particles,
The content of the light scattering particles included in the second wavelength conversion layer is 0.04 wt% or more and 0.06 wt% or less with respect to the second wavelength conversion layer,
The average light transmittance at a wavelength of 400 nm to 800 nm of the second wavelength conversion layer is 50% or more and 80% or less,
A dye-sensitized solar cell having an average light transmittance of 30% or more and 60% or less at a wavelength of 400 nm to 800 nm.
 청구항 1에 있어서,
상기 제1 파장변환물질은 안트라센 또는 이의 유도체; 쿠마린 또는 이의 유도체; 플루오레세인 또는 이의 유도체; 로다민; 에오신; 페릴렌 또는 이의 유도체; 플루오렌 또는 이의 유도체; 및 스틸벤 또는 이의 유도체; 중 적어도 1종을 포함하는 것인 염료감응형 태양전지.
The method according to claim 1,
The first wavelength conversion material is anthracene or a derivative thereof; Coumarin or derivatives thereof; Fluorescein or derivatives thereof; Rhodamine; Eosin; Perylene or derivatives thereof; Fluorene or derivatives thereof; And stilbene or a derivative thereof; The dye-sensitized solar cell comprising at least one of.
 청구항 1에 있어서,
상기 수용체는 안트라센 또는 이의 유도체, 쿠마린 또는 이의 유도체, 플루오레세인 또는 이의 유도체, 로다민, 에오신, 페릴렌 또는 이의 유도체, 플루오렌 또는 이의 유도체, 및 스틸벤 또는 이의 유도체, 중 적어도 1종을 포함하고;
상기 증감제는 팔라듐-테트라페닐테트라벤조포르피린, 팔라듐(II)옥타에틸포르피린, 및 플래티넘(II)옥타에틸포르피린, 중 적어도 1종을 포함하는 것인 염료감응형 태양전지.
The method according to claim 1,
The receptor includes at least one of anthracene or a derivative thereof, coumarin or a derivative thereof, fluorescein or a derivative thereof, rhodamine, eosin, perylene or a derivative thereof, fluorene or a derivative thereof, and stilbene or a derivative thereof. and;
The sensitizer is a dye-sensitized solar cell comprising at least one of palladium-tetraphenyltetrabenzoporphyrin, palladium (II) octaethylporphyrin, and platinum (II) octaethylporphyrin.
 청구항 1에 있어서,
상기 제1 파장변환층은 상기 광산란 입자를 포함하고,
상기 제1 파장변환층에 포함되는 상기 광산란 입자의 함량은 상기 제1 파장변환층에 대하여 0.04 wt% 이상 0.08 wt% 이하인 것인 염료감응형 태양전지.The method according to claim 1,
The first wavelength conversion layer includes the light scattering particles,
The dye-sensitized solar cell in which the content of the light scattering particles included in the first wavelength conversion layer is 0.04 wt% or more and 0.08 wt% or less with respect to the first wavelength conversion layer.
KR1020200030427A 2020-03-11 2020-03-11 Dye-sensitized solar cell KR102218317B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200030427A KR102218317B1 (en) 2020-03-11 2020-03-11 Dye-sensitized solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200030427A KR102218317B1 (en) 2020-03-11 2020-03-11 Dye-sensitized solar cell

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170176331A Division KR20190074753A (en) 2017-12-20 2017-12-20 Dye-sensitized solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200031586A KR20200031586A (en) 2020-03-24
KR102218317B1 true KR102218317B1 (en) 2021-02-22

Family

ID=70004598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200030427A KR102218317B1 (en) 2020-03-11 2020-03-11 Dye-sensitized solar cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102218317B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230146767A (en) 2022-04-13 2023-10-20 한국과학기술연구원 Solar Cells for Smart Farm

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090076410A (en) * 2008-01-08 2009-07-13 삼성에스디아이 주식회사 Gel type electrolyte for dye sensitized solar cell, preparing method for the same and solar cell employing the gel type electrolyte
KR20160134298A (en) * 2015-05-15 2016-11-23 서강대학교산학협력단 Dye-sensitized solar cell
KR101998608B1 (en) 2016-02-05 2019-07-10 서강대학교산학협력단 Dye-sensitized solar cell including polymer/graphene composite gel electrolyte and preparing methods thereof
KR102000772B1 (en) * 2016-05-04 2019-07-16 서강대학교산학협력단 Dye-sensitized solar cell including light collecting apparatus panel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230146767A (en) 2022-04-13 2023-10-20 한국과학기술연구원 Solar Cells for Smart Farm

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200031586A (en) 2020-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cao et al. Direct contact of selective charge extraction layers enables high-efficiency molecular photovoltaics
Zulkifili et al. The basic research on the dye-sensitized solar cells (DSSC)
KR100657949B1 (en) Flexible solar cells and process for preparing the same
EP1976051B1 (en) Dye sensitized solar cell and dye sensitized solar cell module
JP4287344B2 (en) Dye-sensitive solar cell
JP2006202762A (en) Light absorbing layer and solar cell equipped with it
KR101234239B1 (en) Dye sensitized solar cell, and manufacturing method thereof
CA2878406C (en) Photoelectrically convertible composition comprising an anionic polymer, a laminate, and processes therefor
KR101172361B1 (en) Manufacturing method of photo electrode for dye-sensitized solar cell
Arslan et al. Optimization of fabrication parameters for efficient dye-sensitized solar cells based on dyes containing benzothiadiazole, indoline, and their co-sensitization
KR101140784B1 (en) Preparation method of dye-sensitized solar cell module including scattering layers
KR102218317B1 (en) Dye-sensitized solar cell
US10270050B2 (en) Photoelectric conversion layer composition and photoelectric conversion element
KR101429759B1 (en) Electrolyte composition comprising energy relay dyes for dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell comprising said electrolyte composition
KR101088676B1 (en) Electrolyte for dye-sensitized solarcell comprising pyrrolidinium iodide based ionic liquid, dye-sensitized solarcell comprising the electrolyte and preparation method of the dye-sensitized solarcell
KR101054470B1 (en) Dye-sensitized solar cell electrolyte and dye-sensitized solar cell using same
JP2007073198A (en) Dye-sensitized solar battery
KR101088675B1 (en) Electrolyte for dye-sensitized solarcell comprising pyridinium iodide based ionic liquid, dye-sensitized solarcell comprising the electrolyte and preparation method of the dye-sensitized solarcell
KR101409067B1 (en) Dye sensitized solar cell and its manufacturing method
KR101417646B1 (en) Dye sensitized solar cell and its manufacturing method
KR20190074753A (en) Dye-sensitized solar cell
KR20190074754A (en) Window type photovoltaic apparatus
KR20110123102A (en) Dye sensitized solar cells with polymeric mirror film
KR101359440B1 (en) Dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same
KR20090076407A (en) Dye sensitized solar cell including phosphor layer

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant