KR102231326B1 - 태양전지-배터리 일체형 디바이스 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
휴대가 용이하고 구조가 간단한 태양전지-배터리 일체형 디바이스 및 그의 제조방법이 제안된다. 본 발명에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스는 기판; 기판 상의 제1전극; 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극; 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층; 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극; 및 제2전극을 포함한다.
Description
본 발명은 태양전지-배터리 일체형 디바이스 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 휴대가 용이하고 구조가 간단한 태양전지-배터리 일체형 디바이스 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
웨어러블 장비(스마트 워치, 고글 등)에서 전기적 기능(디스플레이, 센서 등)을 구현하기 위해서는 에너지원이 필요하다. 이를 위하여, 충전이 가능한 배터리가 사용되고 있다. 최근 4차 산업혁명시대가 도래하면서, 보다 진보된 유연화 가능한 소재 및 소자 기술이 요구되고 있다.
최근 태양광모듈과 배터리를 융합하여 일체형화하고자 하는 시도가 있다. 그러나, 대부분 태양전지와 배터리를 단순 연결시킨 4전극 시스템 혹은 태양전지의 중 전극하나와 배터리의 전극하나를 서로 공유하는 공유 전극을 통해 태양전지와 배터리를 쌓아올린 3전극 시스템이 제안되었다. 이러한 4전극 시스템 및 3전극 시스템은 각각의 소자를 단순 연결시킨 구조로서 소자의 박막화 및 경량화 요구에는 부족한 특성을 보여준다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 휴대가 용이하고 구조가 간단한 태양전지-배터리 일체형 디바이스 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스는 기판; 기판 상의 제1전극; 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극; 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층; 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극; 및 제2전극을 포함한다.
광전극은, 페로브스카이트 소재를 포함할 수 있다.
페로브스카이트 소재는 ABC3로 나타낼 수 있고, A는 메틸암모늄, 포르마미디늄, 페닐아민, 페닐에틸아민 및 세슘 중 적어도 하나이고, B는 Pb 및 Sn 중 어느 하나이고, C는 I, Br 및 Cl 중 어느 하나일 수 있다.
광전극은, 층상구조이고, 충전극으로부터 분리층을 통해 이동한 이온은 광전극의 층간에서 흡장 방출되는 것일 수 있다.
광전극은, 층상구조 내부에 이온과 정전기적 인력결합 가능한 관능기를 포함할 수 있다.
광전극은, 카본 및 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
광전극은, 전체 중량을 기준으로 하여 페로브스카이트 소재는 60 내지 100wt%, 카본은 0 내지 20wt%, 및 폴리비닐리덴 플로라이드는 0 내지 20wt%를 포함할 수 있다.
충전극은, 리튬 또는 리튬산화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1전극은 FTO 및 ITO 중 어느 하나를 포함하고, 제2전극은 구리 및 알루미늄 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계; 제1전극 상에, 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극을 형성하는 단계; 제2전극 상에, 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극을 형성하는 단계; 광전극 및 충전극 사이에, 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층을 형성하는 단계; 및 전해질을 주입하는 단계;를 포함하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 수분침투방지층; 기판; 기판 상의 제1전극; 전자수송을 위한 중간층; 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극; 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층; 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극; 및 제2전극을 포함하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판; 기판 상의 제1전극; 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극; 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층; 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극; 및 제2전극을 포함하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스를 전원으로 포함하는 웨어러블 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예들에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스는 배터리의 한쪽 전극이 광조사시 전력 생산이 가능한 태양전지 특성을 갖고 있기 때문에 별도의 충전장치가 없더라도 광이 있는 상황이면 휴대기기 배터리의 충전이 가능하기 때문에 배터리의 사용시간을 최대화할 수 있고, 태양전지와 배터리가 일체화 구조로 되어 있기 때문에 충전에 필요한 배선과 부가 시스템(인버터, 컨버터, 제어부 등)이 불필요하여 경량화되어 휴대가 용이한 장치 제조가 가능한 효과가 있다.
본 디바이스는 태양전지로서의 기능도 갖고 있기 때문에 태양광 발전이 필요한 디바이스, 장비, 시설 등에 전력 공급이 가능하고, 전력을 저장할 수 있는 배터리 특성이 있기 때문에 낮 시간동안 태양광 발전 및 전력 저장이 가능하여, 저장한 전력은 필요한 시간(예, 전력 피크 타임)에 사용할 수 있게 하여 전력사용의 효율화가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 단면도이고, 도 2는 태양전지-배터리 일체형 디바이스에 광조사시 이온의 이동과 전자의 이동을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 충전에 따른 이온의 이동과 전자의 이동을 나타내는 도면이고, 도 4는 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 방전에 따른 이온의 이동과 전자의 이동을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 충전에 따른 이온의 이동과 전자의 이동을 나타내는 도면이고, 도 4는 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 방전에 따른 이온의 이동과 전자의 이동을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 단면도이고, 도 2는 태양전지-배터리 일체형 디바이스에 광조사시 이온의 이동과 전자의 이동을 나타내는 모식도이다. 본 실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스(100)는 기판(110); 기판(110) 상의 제1전극(120); 광을 흡수하여 충전극(150)을 충전시키는 광전극(130); 광전극(130) 및 충전극(150)을 전기적으로 분리하는 분리층(140); 광전극(130)으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극(150); 및 제2전극(160)을 포함한다.
본 발명에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스(100)는 태양전지의 역할을 수행하는 광전극(130) 및 배터리의 역할을 수행하는 충전극(150)을 모두 포함한다. 특히, 본 발명에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스(100)는 광조사시 광전극(130)에서 정공 및 전자가 분리되어 전자가 충전극(150)으로 이동하고, 전달된 전자에 의해 충전극(150)에서 충전이 발생한다. 이에 따라 태양전지-배터리 일체형 디바이스(100)는 하나의 디바이스 내에서 발전 및 충전이 발생하여 보다 간단한 구조로 자체 충전이 가능한 전원의 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스(100)에서 기판(110)은 디바이스 전체를 지지하는 기판으로서, 기판(110) 측으로 광이 조사되기 때문에 투명한 것이 바람직하다. 기판(110)은 빛을 투과시킬 수 있는 소재를 포함할 수 있으며, 유리 또는 투명한 플라스틱 필름을 사용할 수 있다.
최근 다양한 플렉서블 장치가 사용되고 있는데, 이러한 플렉서블 장치에 사용되는 소자들 모두 유연성을 가질 것이 요구된다. 따라서, 유리기판의 경우 유연성이 낮고 취성을 나타내어, 유리기판 대신 유연성 높은 플라스틱 기판이 사용되고 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 플라스틱 기판으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌설포네이트(PES), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르설폰(PES) 또는 폴리에테르이미드(PEI) 기판이 있다. 이들 플라스틱 기판 중에서도 유연성을 나타내면서도 높은 화학적 안정성, 기계적 강도 및 투명도를 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
제1전극(120)은 기판(110)에 형성되어 광전극(130)의 전자이동에 관여한다. 제1전극(120)은 광전극에 광이 전달되어야 하므로, 투명한 전도성 소재를 포함하는 것이 바람직하다. 제1전극(120)은 투명한 전도성 금속산화물을 포함할 수 있는데, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(F-doped SnO2) 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광전극(130)은 광을 흡수하여 충전극(150)을 충전시킨다. 광전극(130)은 광을 흡수하여 홀과 전자 쌍이 생성되어, 전자를 충전극(150)으로 전달하여 충전극(150)은 충전된다.
본 발명에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스(100)에서 광전극(130)은 광을 흡수하여 홀/전자 쌍을 생성하는 소재로서, 유무기 재료가 혼합된 페로브 스카이트 구조를 갖는 소재를 포함할 수 있다.
페로브스카이트 소재는 ABC3로 나타낼 때, A는 메틸암모늄(Methylammonium), 포르마미디늄(Formamidinium), 페닐아민(Phenylamine, PA), 페닐메틸아민(Phenylmethylamine, PMA), 페닐에틸아민(Phenylethylamine, PEA) 및 세슘(Cesium, Cs) 중 적어도 하나이고, B는 Pb 및 Sn 중 어느 하나이고, C는 I, Br 및 Cl 중 어느 하나일 수 있다.
광전극은, 카본 및 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 카본은 페로브스카이트 소재의 전도성을 보완하기 위하여 추가할 수 있고, 폴리비닐리덴 플로라이드는 광전극에 접착성을 부여할 수 있다.
광전극은, 전체 중량을 기준으로 하여 페로브스카이트 소재는 60 내지 100wt%, 카본은 0 내지 20wt%, 및 폴리비닐리덴 플로라이드는 0 내지 20wt%를 포함할 수 있다.
분리층(140)은 광전극(130) 및 충전극(150)을 전기적으로 분리한다. 분리층은 이온은 통과시킬 수 있고, 전자의 이동은 차단하는 소재를 사용할 수 있다.
충전극(150)은 광전극(130)으로부터 전자를 전달받아 충전된다. 충전극(150)은 충전가능한 이차전지의 양극 또는 음극일 수 있다. 충전극(150)은 양극인 경우, 리튬금속이나 리튬을 포함한 산화물(LiCoO2, LiNiCoMnO2, LiMnO2, LiFeO4)을 포함할 수 있고, 음극일 경우 흑연(graphite)을 포함할 수 있다.
충전극(150) 상의 제2전극(160)은 전류가 흐를 수 있는 알루미늄 포일이나 구리 포일을 포함할 수 있다. 광이 기판(110) 및 제1전극(120) 측으로 조사되므로, 기판(110) 및 제1전극(120)은 투명한 것이 바람직하나, 제2전극(160)의 경우 충전극(150) 측에 위치하므로 투명할 필요가 없고 전도성이 높은 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 광이 제1전극(120)을 통해 조사되면, 광전극(130)에서는 광이 홀(134)과 전자(133)로 분리된다. 전자(133)는 배선을 통해 제2전극(160)-충전극(150)으로 이동하게 되어 충전극(150)을 충전한다. 충전극(150)에서는 이온(151)이 분리층(140)을 통해 광전극(130)측으로 이동한다.
이 때, 광전극(130)이 도 2에서와 같이 층상구조인 경우, 이동한 이온(151)은 광전극(130)의 층간에서 흡장/방출될 수 있다. 광전극(130)이 3차원 구조인 페로브스카이트 소재를 포함하는 경우, 페로브스카이트 소재를 제1전극(120)에 층상구조로 배열하여 다시 2차원 구조를 중첩하여 형성할 수 있다. 아울러, 본 실시예와 같이 광전극(130)의 층상구조 내부에 이온(151)과 정전기적 인력결합 가능한 관능기(135)가 포함되면, 광전극(130)의 이온저장효율을 추가적으로 더 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 충전에 따른 이온의 이동과 전자의 이동을 나타내는 도면이고, 도 4는 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 방전에 따른 이온의 이동과 전자의 이동을 나타내는 도면이다. 본 실시예에서 충전극(150)은 리튬을 포함한다.
태양전지-배터리 일체형 디바이스의 충전은 도 3을 참조하여 설명한다. 광전극(130)에 광이 조사되면, 태양광발전에 의한 홀/전자쌍이 발생하고, 발생된 전자는 배선을 통해 충전극(150)으로 이동하고, 광전극(130)의 리튬이온은 분리층(140)을 통해 충전극(150)으로 이동하여 다음과 같이 리튬금속으로 전환된다.
Li+ + e- -> Li
이후, 태양전지-배터리 일체형 디바이스(100)가 방전되면, 도 4와 같이, 전위차로 인하여 충전극(150)에서 리튬이온이 분리층(140)을 통해 광전극(130)측으로 이동하고, 전자는 배선을 통해 광전극(130)으로 이동한다.
Li -> Li+ + e-
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스의 단면도이다. 본 실시예에서 태양전지-배터리 일체형 디바이스(100)는 수분침투방지층(180); 기판(110); 기판(110) 상의 제1전극(120); 전자수송을 위한 중간층(170); 광을 흡수하여 충전극(150)을 충전시키는 광전극(130); 광전극(130) 및 충전극(150)을 전기적으로 분리하는 분리층(140); 광전극(130)으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극(150); 및 제2전극(160)을 포함한다.
본 실시예의 태양전지-배터리 일체형 디바이스(100)는 기판(110) 및 광전극(130) 사이에 중간층(170)을 포함한다. 중간층(170)은 광전극(130)에 광이 조사되어 생성된 홀/전자 쌍에서 홀과 전자를 효과적으로 분리시킨다. 중간층(170)은 투명한 전도성 물질인 SnO2, TiO2, ZnO 및 PCBM([6,6]-페닐-C61-부티르산 메틸 에스테르) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 중간층(170)은 광전극(130)에서 발생한 전자를 효과적으로 분리시켜 충전극(150)으로 이동시킬 수 있다.
수분침투방지층(180)은 기판(110) 상에 위치하는데, 태양전지의 구성성분인 광전극(130)은 특히 외부의 수분이나 산소에 취약하여 수분방지막을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계; 제1전극 상에, 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극을 형성하는 단계; 제2전극 상에, 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극을 형성하는 단계; 광전극 및 충전극 사이에, 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층을 형성하는 단계; 및 전해질을 주입하는 단계;를 포함하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스를 제조하기 위하여, 먼저 기판 상에 제1전극 및 광전극을 형성하고, 이와 별도로 제2전극 상에 충전극을 형성한 후, 분리층을 위치시키고, 이온이동을 위해 전해질을 충전한다. 추가로, 외부의 수분이나 산소유입을 차단하기 위하여 실링 및 인캡슐레이션 단계를 수행할 수 있다.
광전극을 형성하는 단계는 광전극이 페로브스카이트 소재를 포함하는 경우, 페로브스카이트 전구체 및 유기 용매를 포함하는 페로브스카이트 전구체 혼합 용액을 기판에 코팅하는 단계; 코팅된 기판은 70 내지 250℃ 사이에서 5 내지 120분 사이로 열처리하는 단계; 25 내지 100℃의 진공오븐에서 코팅 층에 존재하는 유기 용매를 증발시키는 단계;를 포함한다. 페로브스카이트 전구체 혼합 용액을 기판에 코팅하는 단계는 슬롯다이나 바코팅 또는 스핀코팅을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판; 기판 상의 제1전극; 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극; 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층; 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극; 및 제2전극을 포함하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스를 전원으로 포함하는 웨어러블 장치가 제공된다.
본 발명의 태양전지-배터리 일체형 디바이스는 배터리의 한쪽 전극에 태양광 발전이 가능한 소재를 적용하여 태양광발전 및 배터리의 한쪽 전극으로서의 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 태양전지 및 배터리를 단순히 연결시킨 일체형 디바이스가 아니라 디바이스 내에서 태양광 발전 및 태양광 발전으로 상대전극의 충전이 가능하고, 충전된 상대전극 즉, 충전극을 이용하여 전원으로서 기능을 수행할 수 있어 최소한의 구성으로 발전 및 충전이 가능한 전원의 기능을 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 태양전지-배터리 일체형 디바이스는 인체에 부착하여 이동할 필요가 있는 초박형 초경량화가 필요한 웨어러블 장치에 특히 유용하고, 이외에도 모바일 디바이스, IoT 디바이스, 건물형 태양광발전장치, 태양광 발전모듈 등 다양한 분야에 적용가능하다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 태양전지-배터리 일체형 디바이스
110: 기판
120: 제1전극
130: 광전극
140: 분리층
150: 충전극
160: 제2전극
170: 중간층
180: 수분침투방지층
110: 기판
120: 제1전극
130: 광전극
140: 분리층
150: 충전극
160: 제2전극
170: 중간층
180: 수분침투방지층
Claims (12)
- 기판; 기판 상의 제1전극; 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극; 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층; 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극; 및 제2전극을 포함하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스로서,
광전극은, 3차원 구조인 페로브스카이트 소재를 포함하고,
광전극은, 층상구조이고, 충전극으로부터 분리층을 통해 이동한 이온은 광전극의 층간에서 흡장 방출되며,
광전극은, 3차원 구조의 페로브스카이트 소재를 제1전극에 층상구조로 배열하여 다시 2차원 구조로 중첩하여 형성되되, 층상구조 내부에 이온과 정전기적 인력결합 가능한 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
페로브스카이트 소재는 ABC3로 나타낼 수 있고,
A는 메틸암모늄, 포르마미디늄, 페닐아민, 페닐메틸아민, 페닐에틸아민 및 세슘 중 적어도 하나이고,
B는 Pb 및 Sn 중 어느 하나이고,
C는 I, Br 및 Cl 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
광전극은, 카본 및 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
광전극은, 전체 중량을 기준으로 하여 페로브스카이트 소재는 60 내지 100wt%, 카본은 0 내지 20wt%, 및 폴리비닐리덴 플로라이드는 0 내지 20wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
충전극은, 리튬 또는 리튬산화물 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
제1전극은 FTO 및 ITO 중 어느 하나를 포함하고,
제2전극은 구리 및 알루미늄 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스. - 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계;
제1전극 상에, 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극을 형성하는 단계;
제2전극 상에, 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극을 형성하는 단계;
광전극 및 충전극 사이에, 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층을 형성하는 단계; 및
전해질을 주입하는 단계;를 포함하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스 제조방법으로서,
광전극은, 3차원 구조인 페로브스카이트 소재를 포함하고,
광전극은, 층상구조이고, 충전극으로부터 분리층을 통해 이동한 이온은 광전극의 층간에서 흡장 방출되며,
광전극은, 3차원 구조의 페로브스카이트 소재를 제1전극에 층상구조로 배열하여 다시 2차원 구조로 중첩하여 형성되되, 층상구조 내부에 이온과 정전기적 인력결합 가능한 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스 제조방법. - 수분침투방지층; 기판; 기판 상의 제1전극; 전자수송을 위한 중간층; 광을 흡수하여 충전극을 충전시키는 광전극; 광전극 및 충전극을 전기적으로 분리하는 분리층; 광전극으로부터 전자를 전달받아 충전되는 충전극; 및 제2전극을 포함하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스로서,
광전극은, 3차원 구조인 페로브스카이트 소재를 포함하고,
광전극은, 층상구조이고, 충전극으로부터 분리층을 통해 이동한 이온은 광전극의 층간에서 흡장 방출되며,
광전극은, 3차원 구조의 페로브스카이트 소재를 제1전극에 층상구조로 배열하여 다시 2차원 구조로 중첩하여 형성되되, 층상구조 내부에 이온과 정전기적 인력결합 가능한 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지-배터리 일체형 디바이스. - 청구항 1항에 따른 태양전지-배터리 일체형 디바이스를 전원으로 포함하는 웨어러블 장치.
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| GRNT | Written decision to grant |