KR102220780B1 - 유연소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유연소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 유연소자는 서로 마주보도록 배치되는 제 1 배리어 필름 및 제 2 배리어 필름, 상기 제 1 배리어 필름과 상기 제 2 배리어 필름 사이에 위치하며, 복수개의 단위 셀들을 포함하는 모듈부, 그리고 상기 모듈부의 측면을 둘러싸며, 수분 또는 산소와 반응할 수 있는 희생층을 포함한다.
상기 유연소자는 모듈의 측면 또는 접착면으로 침투하는 수분과 산소의 침투를 지연시키고 막아줌으로써 모듈의 수명을 늘릴 수 있다.
상기 유연소자는 모듈의 측면 또는 접착면으로 침투하는 수분과 산소의 침투를 지연시키고 막아줌으로써 모듈의 수명을 늘릴 수 있다.
Description
본 발명은 유연소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모듈의 측면 또는 접착면으로 침투하는 수분과 산소의 침투를 지연시키고 막아줌으로써 모듈의 수명을 늘릴 수 있는 유연소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
유연소자는 외부의 수분이나 산소의 침투에 의해 변성될 우려가 있는 바, 배리어(Barrier) 층에 의해 보호될 필요가 있다.
상기 배리어 층은 유연소자의 유연성을 손상시키지 않도록 연성의 필름 재질이어야 하고, 산소나 습기에 대한 저항성이 요구된다. 또한, 상기 배리어 층을 상기 유연소자에 부착하기 위해, 유연소자에 OCA/OCR 점착층을 배리어 필름에 부착하고 상기 배리어 층과 상기 유연소자를 라미네이팅 처리할 수 있다.
그러나, 상기 배리어 필름을 상기 유연소자의 일면 또는 양면에 라미네이팅할 경우, 점착층이 맞닿는 영역에서 산소나 수분의 침투가 발생할 우려가 있으며, 이에 대한 보완책으로써, 라미네이팅된 배리어 층의 양측단에 레진(Resin)을 도포하거나, 추가적인 보호 필름을 부착하여 실링 처리하고 있다. 그러나, 레진 도포나 보호 필름을 부착하여 배리어 층을 실링하는 방법은 상기 유연소자의 생산성을 떨어뜨리는 것은 물론, 공정 추가에 따른 비용상승을 유발하고 있다.
본 발명의 목적은 모듈의 측면 또는 접착면으로 침투하는 수분과 산소의 침투를 지연시키고 막아줌으로써 모듈의 수명을 늘릴 수 있는 유연소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 유연소자를 간단한 방법으로 제조할 수 있는 유연소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 마주보도록 배치되는 제 1 배리어 필름 및 제 2 배리어 필름, 상기 제 1 배리어 필름과 상기 제 2 배리어 필름 사이에 위치하며, 복수개의 단위 셀들을 포함하는 모듈부, 그리고 상기 모듈부의 측면을 둘러싸며, 수분 또는 산소와 반응할 수 있는 희생층을 포함하는 유연소자를 제공한다.
상기 희생층은 수분 반응성 물질과 배리어성 수지를 포함할 수 있다.
상기 수분 반응성 물질은 금속분말, 금속산화물, 금속염, 오산화인(P2O5) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 배리어성 수지는 스티렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리올레핀계 수지 또는 엘라스토머, 폴리옥시알킬렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리에스테르계 수지 또는 엘라스토머, 폴리염화비닐계 수지 또는 엘라스토머, 폴리카보네이트계 수지 또는 엘라스토머, 폴리페닐렌설파이드계 수지 또는 엘라스토머, 탄화수소의 혼합물, 폴리아미드계 수지 또는 엘라스토머, 아크릴레이트계 수지 또는 엘라스토머, 에폭시계 수지 또는 엘라스토머, 실리콘계 수지 또는 엘라스토머, 불소계 수지 또는 엘라스토머, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 희생층은 상기 수분 반응성 물질을, 상기 배리어성 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 95 중량부로 포함할 수 있다.
상기 유연소자는 기판을 더 포함하며, 상기 기판의 일면에는 상기 모듈부가 위치하고, 상기 기판의 일면은 상기 모듈부가 위치하는 중앙 영역과 상기 모듈부가 위치하지 않는 테두리 영역을 포함하고, 상기 희생층은 상기 기판의 테두리 영역에 위치할 수 있다.
상기 희생층은 상기 기판의 양면 모두에 위치할 수 있다.
상기 유연소자는 기판을 더 포함하며, 상기 기판의 일면에는 상기 모듈부가 위치하고, 상기 희생층은 상기 제 1 배리어 필름과 상기 제 2 배리어 필름 사이에 위치하고, 상기 기판의 측면에 위치할 수 있다.
상기 유연소자는 상기 제 1 배리어 필름과 상기 모듈부 사이에 위치하는 제 1 점착층, 및 상기 제 2 배리어 필름과 상기 모듈부 사이에 제 2 점착층을 더 포함하며, 상기 희생층은 상기 제 1 점착층 및 상기 제 2 점착층 사이에 위치할 수 있다.
상기 유연소자는 상기 제 1 배리어 필름과 상기 제 2 배리어 필름 사이에 위치하면서, 상기 모듈부의 측면에 위치하는 제 3 점착층을 더 포함하며, 상기 희생층은 상기 제 3 점착층으로 둘러싸인 영역 내부에 위치할 수 있다.
상기 희생층은 높이 방향으로 연장되어 상기 제 1 배리어 필름과 접촉되며, 상기 제 1 점착층은 상기 희생층에 의하여 둘러싸인 영역 내부에 위치하고, 상기 제 3 점착층은 상기 희생층에 의하여 둘러싸인 영역 외부에 위치할 수 있다.
상기 유연소자는 유기 태양 전지일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 모듈부를 제조하는 단계, 수분 또는 산소와 반응할 수 있는 희생층을 상기 모듈부의 측면을 둘러싸도록 형성하는 단계, 그리고 상기 모듈부 위에 제 1 배리어 필름을 형성하고, 상기 모듈부 아래에 제 2 배리어 필름을 형성하여 상기 모듈부를 밀봉시키는 단계를 포함하는 유연소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 유연소자는 모듈의 측면 또는 접착면으로 침투하는 수분과 산소의 침투를 지연시키고 막아줌으로써 모듈의 수명을 늘릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연소자를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2 내지 도 5는 상기 도 1에서 도시된 유연소자를 A-A'선으로 절단한 단면도로서, 각각 서로 다른 하나의 예시에 따른 단면도들이다.
도 2 내지 도 5는 상기 도 1에서 도시된 유연소자를 A-A'선으로 절단한 단면도로서, 각각 서로 다른 하나의 예시에 따른 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 첨부된 도면에서 각 구성의 크기나 외형은 이해와 설명의 편의를 위해 과장되거나 축소되어 표현될 수 있음에 유의하여야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유연소자는 서로 마주보도록 배치되는 제 1 배리어 필름 및 제 2 배리어 필름, 상기 제 1 배리어 필름과 상기 제 2 배리어 필름 사이에 위치하며, 복수개의 단위 셀들을 포함하는 모듈부, 그리고 상기 모듈부의 측면을 둘러싸며, 수분 또는 산소와 반응할 수 있는 희생층을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연소자를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 2 내지 도 5는 상기 도 1에서 도시된 유연소자를 A-A'선으로 절단한 단면도로서, 각각 서로 다른 하나의 예시에 따른 단면도들이다.
상기 도 1 내지 도 5에서는 상기 유연소자로서 유기 태양 전지를 예로 들어 구체적으로 설명하지만, 상기 유연소자가 상기 유기 태양 전지로 한정되는 것은 아니다.
상기 도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 유연소자(100)는 서로 마주보도록 배치되는 제 1 배리어 필름(121) 및 제 2 배리어 필름(122), 그리고 상기 제 1 배리어 필름(121)과 상기 제 2 배리어 필름(122) 사이에 위치하며, 복수개의 단위 셀들(111 내지 116)을 포함하는 모듈부(110)를 포함한다.
상기 제 1 배리어 필름(121) 및 상기 제 2 배리어 필름(122)은 상기 단위 셀들(111 내지 116)이 산소 또는 수분과 접촉하여 성능이 저하되지 않도록, 상기 단위 셀들(111 내지 116)을 산소 또는 수분의 접촉을 차단하기 위한 것이다.
상기 제 1 배리어 필름(121) 또는 상기 제 2 배리어 필름(122)은 통상 상기 유연소자(100)에서 상기 단위 셀들(111 내지 116)과 산소 또는 수분의 접촉을 방지하기 위한 필름으로 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 이용될 수 있다. 구체적으로는 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트릴, 알루미늄 옥사이드 등과 같은 금속산화물 또는 금속질화물; 또는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 스티렌 수지, 폴리올레핀 수지, 열가소성 엘라스토머, 폴리옥시알킬렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 폴리아미드 수지 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다.
상기 제 1 배리어 필름(121) 또는 상기 제 2 배리어 필름(122)은 사용 물질에 따른 통상의 필름 형성 방법에 따라 형성될 수 있다.
상기 모듈부(110)는 복수개의 단위 셀들(111 내지 116)을 포함할 수 있다.
상기 단위 셀들(111 내지 116)은 서로 대향 배치되는 제 1 전극층 및 제 2 전극층, 및 상기 제 1 전극층 및 제 2 전극층 사이에 위치하는 활성층을 포함한다.
상기 제 1 전극층은 빛이 상기 광활성층에 도달할 수 있도록 하는 경로가 되는 것으로, 높은 투명성과 함께 약 4.5 eV 이상의 높은 일함수 및 낮은 저항을 갖는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 구체적인 예로는 주석도핑 산화인듐(ITO: tin-doped indium oxide), 불소도핑 산화주석(FTO: fluorine-doped tin oxide), 갈륨도핑 산화아연(GZO: gallium doped ZnO, ZnO-Ga2O3), 알루미늄도핑 산화아연(aluminum doped ZnO: AZO, ZnO-Al2O3), 인듐도핑 산화아연(IZO: indium doped ZnO, In2O3-ZnO) 또는 SnO2-Sb2O3 등의 투명산화물, 또는 이들이 산화물-금속-산화물 형태로 적층된 복합층; PEDOT:PSS, 폴리피롤 및 폴리아닐린 등의 전도성 고분자, 또는 이들에 금속이 도핑된 유/무기 하이브리드; 금, 백금, 은, 크롬, 코발트 등의 금속, 이들 금속의 합금, 이들 금속의 나노와이어, 이들 금속의 메쉬(metal mesh or imbeded metal mesh) 또는 이들 금속의 그리드(grid); 그라펜(graphene) 박막, 그라펜 산화물(graphene oxide) 박막, 탄소나노튜브 박막과 같은 유기 투명전극, 금속이 결합된 탄소나노튜브 박막과 같은 유-무기 결합 투명전극일 수 있다.
상기 제 2 전극은 일함수가 낮은 물질을 포함하며, 구체적으로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납, 스테인레스 스틸, 구리, 텅스텐과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Fe, Al:Li, Al:BaF2, Al:BaF2:Ba와 같은 다층 구조의 물질 또는 실리콘 등일 수 있다.
상기 활성층은 정공수용체(p형 반도체)와 전자수용체(n형 반도체)가 별개의 층으로 이루어진 바이레이어 p-n 접합(bi-layer p-n junction) 구조와 상기 정공수용체와 상기 전자수용체가 혼합된 벌크 이종 접합(bulk heterojunction) 구조의 광활성층일 수 있다.
상기 정공수용체는 전기 전도성 고분자 또는 유기 저분자 반도체 물질 등과 같은 유기 반도체로서, 상기 전기 전도성 고분자는 폴리티오펜(polythiphene), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylenevinylene), 폴리플루오렌(polyfulorene), 폴리피롤(polypyrrole), 이들의 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 상기 유기 저분자 반도체 물질은 펜타센(pentacene), 안트라센(anthracene), 테트라센(tetracene), 퍼릴렌(perylene), 올리고티오펜(oligothiphene), 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 구체적으로, 상기 정공수용체는 폴리-3-헥실티오펜[poly-3-hexylthiophene, P3HT], 폴리-3-옥틸티오펜[poly-3-octylthiophene, P3OT], 폴리파라페닐렌비닐렌[poly-p-phenylenevinylene, PPV], 폴리(디옥틸플루오렌)[poly(9,9'-dioctylfluorene)], 폴리(2-메톡시,5-(2-에틸-헥실옥시)-1,4-페닐렌비닐렌)[poly(2-methoxy,5-(2-ethyle-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene, MEH-PPV], 폴리(2-메틸,5-(3',7'-디메틸옥틸옥시))-1,4-페닐렌비닐렌[poly(2-methyl,5-(3',7'-dimethyloctyloxy))-1,4-phenylene vinylene, MDMOPPV] 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 전자수용체는 전자 친화도가 큰 유기, 무기 또는 유무기 화합물일 수 있다. 구체적으로, 풀러렌(fullerene, C60) 또는 풀러렌 유도체, 프탈로시아닌 유도체, 붕소 함유 중합체, CdS, CdSe, CdTe 및 ZnSe 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 결정, ZnO, SiO2, TiO2, Al2O3 등의 산화물 반도체 결정, CuInSe2, CuInS 등의 화합물 반도체 결정 등일 수 있다. 구체적으로, 상기 전자수용체는 (6,6)-페닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르[(6,6)-phenyl-C61-butyric acid methyl ester; PCBM], (6,6)-페닐-C71-부티릭에시드 메틸에스테르[(6,6)-phenyl-C71-butyric acid methyl ester; C70-PCBM], (6,6)-티에닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르[(6,6)-thienyl-C61-butyric acid methyl ester; ThCBM], 탄소나노튜브 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 단위 셀들(111 내지 116)은 선택적으로 상기 제 1 전극층 또는 상기 제 2 전극과 상기 활성층 사이에 정공전달층 또는 전자전달층을 더 포함할 수 있다.
상기 정공전달층은 상기 활성층에서 발생된 정공을 전극으로 이동시키는 것을 도와주는 층으로서, 상기 정공전달층은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT), 폴리(스티렌설포네이트)(PSS), 폴리아닐린, 프탈로시아닌, 펜타센, 폴리디페닐 아세틸렌, 폴리(t-부틸)디페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)디페닐아세틸렌, 구리 프탈로시아닌(Cu-PC) 폴리(비스트리플루오로메틸)아세틸렌, 폴리비스(T-부틸디페닐)아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴) 디페닐아세틸렌, 폴리(카르바졸)디페닐아세틸렌, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐아세틸렌, 폴리피리딘아세틸렌, 폴리메톡시페닐아세틸렌, 폴리메틸페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)페닐아세틸렌, 폴리니트로페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)페닐아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴)페닐아세틸렌, 이들의 유도체; 몰리브데늄 산화물(MoOx); 바나듐 산화물(V2O5); 니켈 산화물(NiO); 및 텅스텐 산화물(WOx) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 정공전달물질을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 정공전달층(103)은 상기 PEDOT와 PSS의 혼합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 정공전달층은 Ni 같은 물질을 증착하여 열처리 하여 형성된 자기조립박막을 사용할 수 있다.
상기 전자전달층은 전자추출금속 산화물(electron-extracting metal oxides)을 포함할 수 있으며, 구체적으로 8-히드록시퀴놀린의 금속착물; 알루미늄 트리스(8-하이드록시퀴놀린)(aluminium tris(8-hydroxyquinoline), Alq3)를 포함한 착물; 리튬착체(8-hydroxy-quinolinato lithium, Liq)를 포함한 금속착물; 리튬플로라이드(LiF); Ca; 티타늄 산화물(TiOx); 아연 산화물(ZnO); 세슘 카보네이트(Cs2CO3); 비공액 고분자, 비공액 고분자 전해질, 공액 고분자 전해질, 또는 n-형 금속 산화물 등이 될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 n-형 금속 산화물은 일예로, TiOx, Li 또는 Al 등으로 도핑된 TiOx, ZnO 또는 Cs2CO3 일 수 있다. 또한, 상기 전자전달층으로 금속층의 자기조립 박막을 사용할 수 있고, 가역 에너지로 인한 산화상변화 등의 안정성 문제로 폴리머 기반 또는 유/무기 하이브리드 소재를 사용할 수도 있다.
상기 단위 셀들(111 내지 116)은 상기 제 1 전극층(양극), 상기 정공전달층, 상기 활성층, 상기 전자전달층 및 상기 제 2 전극층(음극)이 순차적으로 적층되는 구조로 형성될 수 있고, 또는 상기 기판(130)으로부터 상기 제 1 전극층(음극), 상기 전자전달층, 상기 활성층, 상기 정공전달층 및 상기 제 2 전극층(양극)이 순차적으로 적층되는 역구조(inverted)로 형성될 수도 있다.
상기 단위셀들(111 내지 116)은 서로 직렬 또는 병렬 연결되어 있을 수 있으며, 이를 위하여 상기 단위셀들(111 내지 116)을 전기적으로 연결시켜 주는 전극 연결선들이 형성될 수도 있다. 또한, 상기 모듈부(110)는 상기 단위셀들(111 내지 116)을 외부 기기와 전기적으로 연결하기 위한 전극 단자(161, 162)를 더 포함할 수 있다. 상기 전극 연결선들과 상기 전극 단자(161, 162)는 상기 제 2 전극과 같이 일함수가 낮은 물질을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 알루미늄, 은, 주석, 납, 스테인레스 스틸, 구리, 텅스텐 또는 실리콘 등일 수 있다.
한편, 상기 유연소자(100)는 상기 모듈부(110)의 측면을 둘러싸며, 수분 또는 산소와 반응할 수 있는 희생층(150)을 포함한다. 상기 희생층(150)은 상기 모듈부(110)의 측면 또는 상기 제 1 배리어 필름(121)과 제 2 배리어 필름(122) 사이의 접착면부터 수분과 산소의 침투를 지연시키고 막아줌으로써 상기 모듈부(110)의 수명을 늘릴 수 있다.
상기 희생층(150)은 수분 또는 산소와의 반응성이 큰 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 수분과 산소에 배리어 성능을 발현하는 배리어성 수지와 수분 반응성 물질을 혼합하여 제조되는 수분과 반응이 용이한 금속 페이스트류 및 그와 유사한 효과를 낼 수 있는 소재들을 사용할 수 있으며, 상기 수분 반응성 물질은 물리적 또는 화학적 반응 등을 통해, 외부로부터 유입되는 수분 또는 습기를 흡착 또는 제거할 수 있는 물질을 총칭하여 사용될 수 있다. 상기 수분 반응성 물질은 내부로 유입된 습기, 수분 또는 산소 등과 화학적으로 반응하여 수분 또는 습기를 흡착한다. 상기 수분 반응성 물질은 구체적으로 금속분말, 금속산화물, 금속염, 오산화인(P2O5) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 금속산화물의 구체적인 예로는, 산화리튬(Li2O), 산화나트륨(Na2O), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 등을 들 수 있고, 상기 금속염의 예로는, 황산리튬(Li2SO4), 황산나트륨(Na2SO4), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 황산코발트(CoSO4), 황산갈륨(Ga2(SO4)3), 황산티탄(Ti(SO4)2) 또는 황산니켈(NiSO4) 등과 같은 황산염, 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 염화스트론튬(SrCl2), 염화이트륨(YCl3), 염화구리(CuCl2), 불화세슘(CsF), 불화탄탈륨(TaF5), 불화니오븀(NbF5), 브롬화리튬(LiBr), 브롬화칼슘(CaBr2), 브롬화세슘(CeBr3), 브롬화셀레늄(SeBr4), 브롬화바나듐(VBr3), 브롬화마그네슘(MgBr2), 요오드화바륨(BaI2) 또는 요오드화마그네슘(MgI2) 등과 같은 금속할로겐화물; 또는 과염소산바륨(Ba(ClO4)2) 또는 과염소산마그네슘(Mg(ClO4)2) 등과 같은 금속염소산염 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 수분 반응성 물질과 혼합하여 사용되는 배리어 성능을 발현하는 배리어성 수지는 스티렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리올레핀계 수지 또는 엘라스토머, 폴리옥시알킬렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리에스테르계 수지 또는 엘라스토머, 폴리염화비닐계 수지 또는 엘라스토머, 폴리카보네이트계 수지 또는 엘라스토머, 폴리페닐렌설파이드계 수지 또는 엘라스토머, 탄화수소의 혼합물, 폴리아미드계 수지 또는 엘라스토머, 아크릴레이트계 수지 또는 엘라스토머, 에폭시계 수지 또는 엘라스토머, 실리콘계 수지 또는 엘라스토머, 불소계 수지 또는 엘라스토머, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 희생층(150)은 상기 수분 반응성 물질을, 상기 배리어성 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 95 중량부, 바람직하게는 5 내지 80 중량부로 포함할 수 있다. 상기 수분 반응성 물질의 함량을 1 중량부 이상으로 함량 제어함으로써, 상기 희생층(150)이 측면에서 침투하는 수분과 반응하여 우수한 수분 및 습기 차단성을 나타내도록 할 수 있다. 또한, 상기 수분 반응성 물질의 함량을 95 중량부 이하로 제어함으로써, 상기 수분 반응성 물질과 상기 배리어성 수지를 포함하는 희생층 형성용 조성물의 제조시 상기 배리어성 수지와 상기 수분 반응성 물질의 균일한 혼합이 되도록 하여 상기 희생층(150)의 인쇄 특성을 향상시켜, 우수한 수분 차단 특성을 나타내도록 할 수 있다.
한편, 상기 유연소자(100)는 기판(130)을 더 포함할 수 있다. 상기 기판(130)의 일면에는 상기 모듈부(110)가 위치할 수 있다.
상기 기판(130)은 유연하고 형상의 변형이 가능하여 통상 유연소자(100)에 적용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로는 상기 기판(130)은 알루미늄 등 금속 박막(Metal Foil); 석영 또는 유리 등을 포함하는 무기 박막; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌설포네이트(PES), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르설폰(PES) 또는 폴리에테르이미드(PEI), AS 수지(acrylonitrile styrene copolymer), ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer), TAC(Triacetyl cellulose) 및 PAR(polyarylate) 등의 고분자필름; 섬유 기재; 및 유리섬유와 고분자의 복합재 등을 포함할 수 있으며, 이중에서도 유연하고 높은 화학적 안정성, 기계적 강도 및 투명도를 가지며, 다양한 형태로의 변형이 용이한 고분자 필름, 혹은 PET 필름을 포함하는 것이 보다 바람직할 수 있다.
또한, 상기 유연소자(100)가 상기 기판(130)을 통한 빛의 투과가 이루어질 필요가 있는 경우, 상기 기판(130)은 투명성이 요구될 수도 있다. 이때 상기 기판(130)은 약 380 내지 780nm의 가시광 파장에서 적어도 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상의 투과율을 갖는 것이 좋다.
상기 기판(130)은 상기 모듈부(110)가 위치하는 중앙 영역(130a)과 상기 모듈부(110)가 위치하지 않는 테두리 영역(130b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 희생층(150)은 상기 기판(130)의 테두리 영역(130b)에 위치할 수 있다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(150)은 상기 모듈부(110)가 위치하는 중앙 영역(130a)을 둘러싸는 격벽의 형태로 형성되어 상기 침투한 수분 또는 산소가 상기 모듈부(110)의 측면에 도달하는 것을 차단하며, 상기 희생층(150) 자체가 상기 수분 또는 산소와 반응성이 높은 물질을 포함하기 때문에 상기 침투한 수분 또는 산소와 먼저 반응하여 상기 수분 또는 산소를 소모시킴으로써 상기 모듈부(110)가 상기 수분 또는 산소로부터 공격받는 것을 방지할 수 있다.
상기 도 2를 참고하면, 상기 희생층(150)은 상기 제 1 배리어 필름(121)과 상기 제 2 배리어 필름(122) 사이에 위치하면서, 상기 모듈부(110)와 상기 기판(130)의 측면에 위치할 수 있다.
또한, 상기 도 3을 참고하면, 상기 희생층(150)은 상기 제 1 배리어 필름(121)과 상기 제 2 배리어 필름(122) 사이에 위치하면서, 상기 모듈부(110)의 측면에 위치하지만, 상기 기판(130) 위에 위치할 수도 있다.
한편, 상기 기판(130) 자체가 배리어 특성을 가지는 경우에는 상기 제 2 배리어 필름(122)이 상기 기판(130)을 의미하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 희생층(150)은 상기 도 2에서 도시한 바와 같이 상기 제 2 배리어 필름(122)의 측면에 위치할 수도 있고, 상기 도 3에서 도시한 바와 같이 상기 제 2 배리어 필름(122)의 위에 위치할 수도 있다.
또한, 상기 도 4를 참고하면, 상기 희생층(150)은 상기 기판(130) 위에 위치하면서, 상기 기판(130)의 양면 모두에 위치할 수 있다.
한편, 상기 제 1 배리어 필름(121) 및 상기 제 2 배리어 필름(122)은 상기 모듈부(110)를 완전히 밀봉시키기 위하여, 그 폭이 상기 기판(130) 또는 상기 모듈부(110)의 폭 보다 더 넓을 수 있으며, 상기 제 1 배리어 필름(121) 및 상기 제 2 배리어 필름(122)이 서로 맞닿아 부착되어, 상기 모듈부(110)를 밀봉시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 배리어 필름(121)과 상기 제 2 배리어 필름(122)의 부착을 위하여, 상기 유연소자(100)는 상기 제 1 배리어 필름(121)과 상기 모듈부(110) 사이에 제 1 점착층(141)을 더 포함하고, 상기 제 2 배리어 필름(122)과 상기 모듈부(110) 사이에 제 2 점착층(142)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 희생층(150)은 상기 도 2 내지 도 4에서 도시된 바와 같이 상기 제 1 점착층(141) 및 상기 제 2 점착층(142) 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 유연소자(100)는 상기 제 1 배리어 필름(121)과 상기 제 2 배리어 필름(122) 사이에 위치하면서, 상기 모듈부(110)의 측면에 위치하는 제 3 점착층(143)을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이 상기 제 1 배리어 필름(121) 및 상기 제 2 배리어 필름(122)의 폭이 상기 기판(130) 또는 상기 모듈부(110) 폭 보다 더 넓은 경우, 상기 제 1 배리어 필름(121)과 상기 제 2 배리어 필름(122)이 서로 맞닿아 부착되는 영역에 상기 제 3 점착층(143)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 희생층(150)은 상기 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제 3 점착층(143)으로 둘러싸인 영역 내부에 위치할 수 있다.
한편, 상기 도 5를 참고하면, 상기 희생층(150)은 높이 방향으로 연장되어 상기 제 1 배리어 필름(121)과 접촉되며, 이때 상기 희생층(150)은 상기 점착층들을 분할하여, 상기 제 1 점착층(141)은 상기 희생층(150)에 의하여 둘러싸인 영역 내부에 위치하고, 상기 제 3 점착층(143)은 상기 희생층(150)에 의하여 둘러싸인 영역 외부에 위치할 수 있다. 또한, 상기 희생층(150)이 상기 기판(130)의 반대면에도 형성되는 경우, 상기 희생층(150)은 높이 방향으로 연장되어 상기 제 2 배리어 필름(122)과 접촉되며, 상기 제 2 점착층(142)은 상기 희생층(150)에 의하여 둘러싸인 영역 내부에 위치하고, 상기 제 3 점착층(143)은 상기 희생층(150)에 의하여 둘러싸인 영역 외부에 위치할 수 있다.
상기 제 1 점착층(141), 상기 제 2 점착층(142) 및 상기 제 3 점착층(143)의 재질은 본 발명에서 특별히 한정되지 않으며, 상기 제 1 배리어 필름(121) 또는 상기 제 2 배리어 필름(122)을 고정시킬 수 있는 것이면 어느 것이나 사용 가능하다. 구체적으로 예를 들면, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 페놀계 수지, 비닐 수지, 폴리이미드, 폴리벤즈이미다졸, 실리콘계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민 요소 수지 등의 접착제 또는 점착제 등일 수 있고, 바람직하게 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optical Clear Resin) 점착층일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유연소자(100) 제조 방법은 상기 모듈부(110)를 제조하는 단계, 상기 희생층(150)을 상기 모듈부(110)의 측면을 둘러싸도록 형성하는 단계, 그리고 상기 모듈부(110) 위에 상기 제 1 배리어 필름(121)을 형성하고, 상기 모듈부(110) 아래에 상기 제 2 배리어 필름(122)을 형성하여 상기 모듈부(110)를 밀봉시키는 단계를 포함한다.
이하, 상기 유연소자(100) 제조 방법을 단계별로 구체적으로 설명한다.
우선, 상기 기판(130) 위에 상기 모듈부(110)를 제조한다. 다만, 상기한 바와 같이 상기 기판(130) 자체가 배리어 특성을 가지는 경우에는 상기 제 2 배리어 필름(122)이 상기 기판(130)을 의미하는 것일 수 있다. 이에 따라, 상기 모듈부(110)는 상기 제 2 배리어 필름(122) 위에 제조될 수도 있다.
상기 제 1 전극층은 상기 기판(130) 위에 상기 제 1 전극층을 이루는 물질을 스크린 프린팅, 그라비어 프린팅, 그라비어 오프셋(Gravure-offset) 프린팅, 열 기상 증착, 전자 빔 증착, RF 또는 마그네트론 스퍼터링, 화학적 증착 또는 이와 유사한 방법을 통하여 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 제 1 전극층이 형성된 상기 기판(130)을 이송시키면서 상기 제 1 전극층 위에 박막층 형성용 조성물을 도포하여 상기 활성층, 및 선택적으로 상기 정공전달층 또는 전자전달층과 같은 박막층들을 형성한다.
상기 박막층 형성용 조성물은 박막층 형성용 물질 및 용매를 포함할 수 있다. 상기 박막층 형성용 물질은 상기 유연소자(100)를 구성하는 각 박막에 포함되는 유기 또는 무기 물질일 수 있다. 상기 박막층 형성용 물질은 구체적으로 광활성층 형성용 물질, 정공전달층 형성용 물질 또는 전자전달층 형성용 물질 등으로 구분할 수 있으며, 그 종류에 대해서는 상기에서 설명하였는 바 반복적인 설명은 생략한다.
상기 박막층 형성용 물질은 형성하고자 하는 박막의 용도에 따라 그 함량이 적절히 결정될 수 있는데, 구체적으로는 박막층 형성용 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 99 중량%로 포함될 수 있다.
상기 용매로는 상기 박막층 형성용 물질을 용해시키거나 또는 분산시킬 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로는 상기 용매는 물; 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 부탄올 등의 알코올; 또는 아세톤, 펜탄, 톨루엔, 벤젠, 디에틸에테르, 메틸부틸에테르, N-메틸피롤리돈(NMP), 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸아세트아마이드(DMAC), 디메틸술폭사이드(DMSO), 카본테트라클로라이드, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 사이클로헥산, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 디옥산, 터피네올, 메틸에텔케톤 등의 유기 용매, 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 상기 박막층 형성용 조성물 제조시 상기 박막층 형성용 물질의 종류에 따라 상기한 용매 물질들 중에서 적절히 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용매는 상기 박막층 형성용 조성물 중 잔부의 양으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 상기 박막층 형성용 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용매의 함량이 95 중량%를 초과할 경우 원하는 박막층의 기능을 얻기 어렵고, 상기 용매의 함량이 1 중량% 미만일 경우 균일한 두께의 박막층 형성이 어려울 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 박막층 형성용 조성물은 상기 박막층 형성용 물질을 용매 중에 분산시키거나 용해시킴으로써 제조할 수 있다.
한편, 상기 기판(130)을 이송시키는 방법으로 롤투롤 방식을 이용하면 상기 유연소자(100)를 연속 공정으로 제조할 수 있다. 이때 기판(130)의 이송속도는 롤투롤 장비를 이용한 상기 박막층의 코팅 및 건조속도에 따라 최적화하여 사용할 수 있다.
상기 이송된 기판(130)에 대한 상기 박막층 형성용 조성물의 도포는 슬롯-다이(slot-die) 코팅, 스프레잉, 스핀 코팅, 딥핑, 프린팅, 또는 닥터블레이딩 등의 방법으로 실시될 수 있으며, 슬롯-다이 코팅법에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 상기 박막층 형성용 조성물의 도포 후, 상기 기판(130)에 대해 선택적으로 건조 또는 열처리하는 후처리 공정을 실시할 수 있다. 상기 건조는 50 내지 400 ℃, 바람직하게는 70 내지 200 ℃에서 1 내지 30분 동안 열풍 건조, NIR 건조, 또는 UV 건조를 통하여 실시될 수 있다.
일례로, 상기 광활성층의 경우 코팅 공정 후 25 내지 150 ℃에서 5 내지 145 분 동안 건조 및 열처리하는 후처리 공정을 실시할 수 있다. 상기 건조 공정과 열처리 공정의 적절한 조절에 의하여 상기 전자수용체와 상기 정공수용체 사이에 적절한 상분리를 유도할 수 있고, 상기 전자수용체의 배향을 유도할 수 있다. 상기 열처리 공정의 경우, 온도가 25 ℃ 미만인 경우 상기 전자수용체 및 상기 정공수용체의 이동도가 낮아서 열처리 효과가 미미할 수 있고, 상기 열처리 온도가 150 ℃를 초과하는 경우 상기 전자수용체의 열화로 인하여 성능이 저하될 수 있다. 또한, 상기 열처리 시간이 5분 미만인 경우 상기 전자수용체 및 상기 정공수용체의 이동도가 낮아서 열처리 효과가 미미할 수 있고, 상기 열처리 시간이 145 분을 초과하는 경우 상기 전자수용체의 열화로 인하여 성능이 저하될 수 있다.
상기와 같은 방법에 따라 형성되는 박막층의 두께는 그 용도에 따라 적절히 결정될 수 있으며, 바람직하게는 10 nm 내지 10 ㎛, 보다 바람직하게 20 nm 내지 1 ㎛ 일 수 있다. 상기 박막층의 두께가 상기 범위 내인 경우 제조된 유연소자의 효율이 가장 우수할 수 있다.
다음으로, 상기 형성된 박막층위에 금속 전극을 형성한다. 상기 금속 전극은 상기 박막층 위에 금속 전극 형성 물질을 스크린 프린팅, 그라비어 프린팅, 그라비어 오프셋(Gravure-offset) 프린팅, 열 기상 증착, 전자 빔 증착, RF 또는 마그네트론 스퍼터링, 화학적 증착 또는 이와 유사한 방법을 통하여 형성할 수도 있다.
상기와 같이 모듈부(110) 제조가 완료되면, 상기 희생층(150)을 상기 모듈부(110)의 측면을 둘러싸도록 형성한다. 상기 희생층(150)은 상기 희생층 형성용 조성물을 상기 기판(130) 또는 상기 제 2 배리어(122) 위에 도포하여 제조할 수 있다. 이때, 상기 희생층 형성용 조성물은 상기 기판(130) 또는 상기 제 2 배리어(122)의 테두리에 상기 모듈부(110)의 측면을 둘러싸도록 도포될 수 있다.
상기 희생층 형성용 조성물은 상기한 희생층 형성용 물질 및 용매를 포함할 수 있다. 상기 희생층 형성용 물질의 종류에 대해서는 상기에서 설명하였는 바 반복적인 설명은 생략한다. 상기 희생층 형성용 물질은 상기 희생층 형성용 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 99 중량%로 포함될 수 있다.
상기 용매로는 상기 희생층 형성용 물질을 용해시키거나 또는 분산시킬 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로는 상기 용매는 물; 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 부탄올 등의 알코올; 또는 아세톤, 펜탄, 톨루엔, 벤젠, 디에틸에테르, 메틸부틸에테르, N-메틸피롤리돈(NMP), 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸아세트아마이드(DMAC), 디메틸술폭사이드(DMSO), 카본테트라클로라이드, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 사이클로헥산, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 디옥산, 터피네올, 메틸에텔케톤 등의 유기 용매, 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 코팅액 제조시 코팅 물질의 종류에 따라 상기한 용매 물질들 중에서 적절히 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용매는 상기 희생층 형성용 조성물 중 잔부의 양으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 상기 희생층 형성용 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용매의 함량이 95 중량%를 초과할 경우 원하는 희생층의 기능을 얻기 어려울 수 있고, 상기 용매의 함량이 1 중량% 미만일 경우 균일한 두께의 희생층 형성이 어려울 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 희생층 형성용 조성물은 상기 희생층 형성용 물질을 상기 용매 중에 분산시키거나 용해시킴으로써 제조할 수 있다.
상기 희생층 형성용 조성물은 슬롯-다이(slot-die) 코팅, 스프레잉, 스핀 코팅, 딥핑, 프린팅, 또는 닥터블레이딩, 스크린 프린팅 등의 방법으로 도포할 수 있으며, 상기 희생층 형성용 조성물 도포 후, 선택적으로 건조 또는 열처리하는 후처리 공정을 실시할 수도 있다. 상기 건조는 50 내지 400 ℃, 바람직하게는 70 내지 200 ℃에서 1 내지 30 분 동안 열풍 건조, NIR 건조, 또는 UV 건조를 통하여 실시될 수 있다.
상기와 같은 방법에 따라 형성되는 희생층(150)의 두께는 상기 모듈부(110)의 두께에 따라 적절히 조절될 수 있으며, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 10㎛, 보다 바람직하게 0.5㎛ 내지 8㎛ 일 수 있다. 상기 희생층(150)의 두께가 상기 범위 내인 경우 상기 모듈부(110)의 측면으로 수분 또는 산소가 침투하는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
한편, 상기 유연소자(100) 제조 방법은 상기 모듈부(110) 위에 상기 제 1 배리어 필름(121)을 형성하고, 상기 모듈부(110) 아래에 상기 제 2 배리어 필름(122)을 형성하여 상기 유연소자(100)를 밀봉시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 배리어 필름(121)과 상기 제 2 배리어 필름(122)의 부착을 위하여, 상기 모듈부(110) 위에 상기 제 1 점착층(141)을 형성한 후 상기 제 1 배리어 필름(121)을 부착할 수 있고, 상기 모듈부(110) 아래에 상기 제 2 점착층(142)을 형성한 후 상기 제 2 배리어 필름(122)을 부착할 수 있다.
또한, 상기 제 1 배리어 필름(121)의 배면에 먼저 상기 제 1 점착층(141)이 형성된 필름을 상기 모듈부(110) 위에 부착할 수 있고, 상기 모듈부(110) 아래에 상기 제 2 배리어 필름(122)의 배면에 먼저 상기 제 2 점착층(142)이 형성된 필름을 부착할 수 있다. 이때, 상기 제 1 또는 제 2 배리어 필름(121, 122)의 배면에 상기 제 1 또는 제 2 점착층(141, 142)을 형성하는 방법은 배면에 슬롯-다이(slot-die) 코팅, 마이크로그라비어, 콤마, 립(Lip) 코팅등 일련의 코팅 방법으로 형성할 수도 있고, 접착 필름을 상기 제 1 또는 제 2 배리어 필름(121, 122)과 합지하여 제작할 수도 있다.
한편, 상기 제 1 점착층(141) 또는 상기 제 2 점착층(142)은 미리 형성된 상기 희생층(150)을 덮도록 상기 모듈부(110)에 도포될 수도 있고, 상기 제 1 점착층(141) 또는 상기 제 2 점착층(142)을 상기 희생층(150)에 의하여 둘러싸인 영역 내부에 도포하고 상기 제 3 점착층(143)을 상기 희생층(150)에 의하여 둘러싸인 영역 외부에 도포하여 상기 도 5에서와 같이 상기 희생층(150)이 상기 제 1 배리어 필름(121) 또는 상기 제 2 배리어 필름(122)과 접촉되도록 형성할 수도 있다.
또한, 상기 제 1 점착층(141) 또는 상기 제 2 점착층(142)을 상기 희생층(150)을 형성하기 전에 먼저 도포하고, 상기 1 점착층(141) 또는 상기 제 2 점착층(142) 중 상기 모듈부(110)를 둘러싸는 테두리 부분을 파내어 홈을 형성한 후, 상기 홈에 상기 희생층 형성용 조성물을 도포하여 상기 희생층(150)을 형성할 수도 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예: 유기 태양 전지의 제조]
(실시예 1)
ITO층이 형성된 기재 필름을 롤투롤 방식으로 이송시키면서 상기 ITO층 위에 ZnO 함유 코팅액(Zn(OAC)2·2H2O 247mg, KOH 126mg 및 1-부탄올(1-Butanol) 1ml를 혼합하여 제조함)을 스트라이프 형태로 슬롯-다이 코팅한 후 120℃에서 건조하여 ZnO의 금속산화물 박막층을 형성하였다.
이어서 상기 ZnO 금속산화물 박막층 위에 광활성층 형성용 코팅용액(lisicon® SP001(머크사제) 15mg, lisicon® A-600(머크사제) 12mg 및 1,2-디클로로벤젠(Dichlorobenzene) 1ml를 혼합하여 제조함)을 슬롯-다이 코팅하고 120℃에서 건조하여 광활성층을 제조하였다.
상기 광활성층 위에 PEDOT:PSS(Orgacon® EL-P 5010, agfa사제)를 포함하는 정공전달층 형성용 조성물을 슬롯-다이 코팅하고, 120℃에서 건조하여 정공전달층을 형성하였다.
마지막으로 스크린 프린터를 이용하여 상기 정공전달층 위에 Ag 전극을 프린팅하였다.
한편, 폴리 에폭시 수지(Maxive® M-100, Mitsubishi Gas Chemical사제) 100g에 수분 반응성 물질로 MgO를 50g을 메틸에틸케톤(MEK)에 혼합하여 희생층 형성용 조성물을 제조하였고, 이를 상기 희생층 형성용 조성물을 상기 기재 필름 위에 스크린 프린터 방법으로 도포한 후 열풍 건조 방법으로 건조하여 희생층을 형성하였다. 이때, 상기 희생층 형성용 조성물은 상기 기판의 테두리에 상기 형성된 모듈부의 측면을 둘러싸도록 도포하였다. 상기 형성된 희생층의 두께는 5㎛ 이었다.
상기 희생층이 형성된 기재 필름의 양면에 접착필름(CS966S, 니또덴코사제)을 합지한 배리어 필름(Glastic®, 아이컴포넌트사제)을 이용하여 밀봉하였다.
(비교예 1)
상기 실시예 1에서 상기 희생층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 유기 태양 전지를 제조하였다.
[시험예 1: 유기 태양 전지의 성능 평가]
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 유기 태양 전지의 초기 성능과 85 ℃, 85 % RH 환경에서 1000 시간 처리 후 성능을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| Voc(V) | Isc(mA) | Jsc(mA/cm2) | FF(%) | Eff.(%) | ||
| 실시예 1 | 초기성능 | 7.98 | 82.35 | 1.131 | 52.44 | 4.73 |
| 처리후 성능 | 7.88 | 80.25 | 1.102 | 52.16 | 4.53 | |
| 비교예 1 | 초기성능 | 7.78 | 81.86 | 1.124 | 51.77 | 4.59 |
| 처리후 성능 | 7.61 | 60.07 | 0.825 | 45.45 | 2.85 |
- Voc : open-circuit voltage, 개방전압
- Isc, Jsc : short-circuit photocurrent density, 단락전류밀도
- FF : fill factor, 필팩터
- Eff.: Efficiency, 효율
상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 희생층을 형성한 경우 측면으로 산소 및 수분의 침투를 지연시키고 막아 줌으로써 유기 소자의 수명을 늘릴 수 있는 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 유연소자
110: 모듈부
111, 112, 113, 114, 115, 116: 단위 셀들
130: 기판
130a: 중앙 영역 130b: 테두리 영역
121: 제 1 배리어 필름 122: 제 2 배리어 필름
141: 제 1 점착층 142: 제 2 점착층
143: 제 3 점착층
150: 희생층
161, 162: 전극 단자
110: 모듈부
111, 112, 113, 114, 115, 116: 단위 셀들
130: 기판
130a: 중앙 영역 130b: 테두리 영역
121: 제 1 배리어 필름 122: 제 2 배리어 필름
141: 제 1 점착층 142: 제 2 점착층
143: 제 3 점착층
150: 희생층
161, 162: 전극 단자
Claims (13)
- 서로 마주보도록 배치되는 제 1 배리어 필름 및 제 2 배리어 필름,
상기 제 1 배리어 필름과 상기 제 2 배리어 필름 사이에 위치하며, 복수개의 단위 셀들을 포함하는 모듈부, 그리고
상기 모듈부의 측면을 둘러싸며, 수분 또는 산소와 반응할 수 있는 희생층
을 포함하는 유연소자로서,
기판을 더 포함하며,
상기 기판의 일면에는 상기 모듈부가 위치하고,
상기 기판의 일면은 상기 모듈부가 위치하는 중앙 영역과 상기 모듈부가 위치하지 않는 테두리 영역을 포함하고,
상기 희생층은 상기 기판의 테두리 영역에 위치하며,
상기 희생층은 상기 기판의 양면 모두에 위치하는 것인 유연소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 희생층은 수분 반응성 물질과 배리어성 수지를 포함하는 것인 유연소자. - 삭제
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 희생층은 상기 수분 반응성 물질을, 상기 배리어성 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 95 중량부로 포함하는 것인 유연소자. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 유연소자는 기판을 더 포함하며,
상기 기판의 일면에는 상기 모듈부가 위치하고,
상기 희생층은 상기 제 1 배리어 필름과 상기 제 2 배리어 필름 사이에 위치하고, 상기 기판의 측면에 위치하는 것인 유연소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 유연소자는
상기 제 1 배리어 필름과 상기 모듈부 사이에 위치하는 제 1 점착층, 및
상기 제 2 배리어 필름과 상기 모듈부 사이에 제 2 점착층을 더 포함하며,
상기 희생층은 상기 제 1 점착층 및 상기 제 2 점착층 사이에 위치하는 것인 유연소자. - 제 9 항에 있어서,
상기 유연소자는
상기 제 1 배리어 필름과 상기 제 2 배리어 필름 사이에 위치하면서, 상기 모듈부의 측면에 위치하는 제 3 점착층을 더 포함하며,
상기 희생층은 상기 제 3 점착층으로 둘러싸인 영역 내부에 위치하는 것인 유연소자. - 제 10 항에 있어서,
상기 희생층은 높이 방향으로 연장되어 상기 제 1 배리어 필름과 접촉되며,
상기 제 1 점착층은 상기 희생층에 의하여 둘러싸인 영역 내부에 위치하고,
상기 제 3 점착층은 상기 희생층에 의하여 둘러싸인 영역 외부에 위치하는 것인 유연소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 유연소자는 유기 태양 전지인 것인 유연소자. - 모듈부를 제조하는 단계,
수분 또는 산소와 반응할 수 있는 희생층을 상기 모듈부의 측면을 둘러싸도록 형성하는 단계, 그리고
상기 모듈부 위에 제 1 배리어 필름을 형성하고, 상기 모듈부 아래에 제 2 배리어 필름을 형성하여 상기 모듈부를 밀봉시키는 단계
를 포함하는 제1항에 기재된 유연소자의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150190273A KR102220780B1 (ko) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 유연소자 및 이의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020150190273A KR102220780B1 (ko) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 유연소자 및 이의 제조 방법 |
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|---|---|
| KR20170079562A KR20170079562A (ko) | 2017-07-10 |
| KR102220780B1 true KR102220780B1 (ko) | 2021-02-25 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150190273A KR102220780B1 (ko) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 유연소자 및 이의 제조 방법 |
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| KR102326221B1 (ko) * | 2017-07-31 | 2021-11-12 | 엘지디스플레이 주식회사 | 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 |
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| JP2013016358A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Sony Corp | 光電変換素子モジュール |
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-
2015
- 2015-12-30 KR KR1020150190273A patent/KR102220780B1/ko active IP Right Grant
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