KR20030063469A - 태양전지 - Google Patents

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KR20030063469A
KR20030063469A KR10-2003-7008629A KR20037008629A KR20030063469A KR 20030063469 A KR20030063469 A KR 20030063469A KR 20037008629 A KR20037008629 A KR 20037008629A KR 20030063469 A KR20030063469 A KR 20030063469A
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KR
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solar cell
transparent conductive
conductive film
film layer
substrate
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KR10-2003-7008629A
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마츠이후미오
고야마토시키
다니구치요시오
미테쿠라히로후미
야노켄타로
오타카히데오
Original Assignee
(주)하야시바라 생물화학연구소
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

공업적 가공적성이 뛰어나고 저렴한 비용으로 용이하게 제조할 수 있는 태양전지와 그 용도를 제공하는 것을 과제로 하며, 한 쌍의 기판위에 각각 적어도 2개의 구획으로 절연구분된 투명도전막층 구획을 배치하고, 동일기판위에 위치하는 적어도 1구획의 투명도전막층 구획상에 반도체층을 부분적으로 적층배치하고, 일방의 기판위에 배치한 동일한 투명도전막층 구획위에 위치하는 투명도전막층과 반도체층이, 타방의 기판위에 배치한 투명도전막층 구획위에 위치하는 반도체층과, 이 타방의 반도체층이 위치하는 기판위에 배치한 상기 투명도전막층 구획과는 상이한 다른 투명도전막층 구획위에 위치하는 투명도전막층과 각각 대향하도록 배치하여 이루어지는 태양전지와 그 용도를 확립함으로써, 상기의 과제를 해결한다.

Description

태양전지{Solar Cell}
근년, 태양전지의 개발은 광에너지의 변환효율, 내구성, 동작안정성의 향상을 목표로하여 다양한 각도에서 정력적으로 연구가 진행되고 있다. 구체적으로는 유니트셀을 직렬 내지 병렬접속하여, 태양전지의 전압, 전류를 향상시키는 연구나, 광을 유효하게 활용하기 위하여, 쌍을 이루는 어느 한쪽의 기판위에 반사층을 배치하는 등의 연구가 진행되고 있다. 그러나, 이와 같은 연구는 태양전지를 실용화하는데 있어서 문제가 되는 제조의 용이성과 제조비용의 문제는 도외시하고 있었다. 따라서, 가령 광에너지의 변환효율, 내구성, 동작안정성이 우수한 태양전지가 개발되었다 하여도 그 제조의 용이성, 제조비용의 측면에서 그 실용화가 어려운 경우가 많다.
이와 같은 상황에 있어서, 광에너지의 변환효율, 내구성, 동작안정성을 유지하면서 제조하기가 보다 쉽고, 저가의 비용으로 공업적으로 제조할 수 있는 태양전지의 실현을 고대하고 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 광에너지의 변환효율, 내구성, 동작안정성을 유지하면서 공업적으로 용이하고, 저가의 비용으로 제조할 수 있는 태양전지를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 신규의 태양전지 및 그 용도에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공업적 가공적성이 뛰어나고, 저렴하고 용이하게 제조할 수 있는 태양전지 및 그 용도에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 태양전지의 한 예를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 태양전지의 다른 한 예를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 태양전지의 다른 한 예를 나타내는 도면.
도 4는 종래의 태양전지의 한 예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 태양전지의 다른 한 예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 태양전지의 다른 한 예를 나타내는 도면.
(부호의 설명)
1, 1' ; 기판2 ; 투명도전막층
3, 3a, 3b, 3c ; 반도체층4 ; 전극층
5 ; 전해층6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g ; 절연성격리벽
7, 7' ; 스페이서8 ; 도전성재료
a, a1∼a14, b1∼b18 ; 투명도전막층절제부위
A(b), A(c), B(c) ; 전극층A(d), B(d), B(e) ; 반도체층
f1∼f4 ; 전해액주입홀
본 발명자들은 상기와 같은 과제를 해결하는 것을 목적으로 하여, 한 쌍의 기판위에 각각 적어도 2개의 구획으로 절연구분된 투명도전막층 구획을 배치하고, 동일 기판위에 위치하는 적어도 1구획의 투명도전막층 구획위에 반도체층을 부분적으로 적층배치하고, 일방의 기판위에 배치한 동일한 투명도전막층 구획위에 위치하는 투명도전막층과 반도체층이, 타방의 기판위에 배치한 투명도전막층 구획위에 위치하는 반도체층과, 이 타방의 반도체층이 위치하는 기판위에 배치한 상기 투명도전막층 구획과는 상이한 다른 투명도전막층 구획위에 위치하는 투명도전막층과 각각 대향하도록 배치하여 이루어지는 태양전지에 의해 상기 과제를 해결하였다.
본 발명의 태양전지에 있어서 태양전지에 사용하는 기판으로서는 업계에서 통상적으로 사용되는 유리, 플라스틱, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 등의 적당한 강도를 가지며, 또한 전해층을 안정적으로 유지할 수 있는 재료로 이루어지는 기판이라면 어느 것이라도 사용할 수가 있다. 그 가운데서도 광을 효율적으로 투과할 수 있는 재료로 이루어지는 투명성기판이 바람직하게 사용된다.
본 발명에서 사용되는 투명도전막으로서는 산화주석, 불소를 도프한 산화주석, 산화인듐, 산화구리를 도프한 산화인듐, 안티몬을 도프한 산화주석, 알루미늄을 도프한 산화아연 등, 모든 광선투과율이 70%이상, 바람직하게는 90% 이상으로서 표면저항이 비교적 낮은 것이 바람직하게 사용된다. 본 발명에서 사용하는 반도체층으로서는 반도체입자를 사용하여 제조할 수 있는 반도체층이라면, 그 재료 및 제조방법은 특별히 한정되지 않고, TiO2, Nb2O3, ZnO, ZrO2, Ta2O5, SnO2, WO3, CuAlO2,CuGaO2, In2O3, CdS, GaAs, InP, AlGaAs, CdTe, Cu2S, CuInSe2및 CuInS2등으로부터 선택되는 1종 또는 2종이상의 재료로 이루어지는 반도체입자로 이루어지는 반도체층을 바람직하게 사용할 수가 있다. 상기 반도체층을 제조하는데 있어서는, 광에너지의 변환효율을 높이는 목적으로 광증감색소를 담지시킨 반도체층이 바람직하게 사용된다. 상기 광증감색소로서는 가시광영역, 적외광영역, 및/또는 자외광영역의 광을 흡수하여 반도체를 여기시키는 것이라면 어느 것이라도 사용할 수 있으며, 유기색소나 금속착체 등을 예시할 수가 있다. 유기색소의 구체적인 예로서는 NK1194, NK2071, NK2426, NK2501, NK3422 등의 시아닌계색소(모두 (주)하야시바라생물화학연구소 제품), 구리푸타로시아닌, 티타닐푸타로시아닌, 폴리클로로구리푸타로시아닌, 모노크로로구리푸타로시아닌, 폴리브로모구리푸타로시아닌, 코발트푸타로시아닌, 니켈푸타로시아닌, 철푸타로시아닌, 주석푸타로시아닌, C.I. 피그멘트블루(pigment blue)16, 및 본 출원인과 동일한 출원인에 의한 국제특허출원PCT/JP00/02349호 명세서에 개시한 시아닌계색소, 푸타로시아닌계색소, 메로시아닌계색소, 및 나프타로시아닌계색소 등의 폴리메틴계색소 및 이들의 유도체를 예시할 수가 있다. 또한, 우라닌, 에오신, 로즈벤갈, 로다민B, 로다민123, 로다민6G, 에리스로신B, 디클로로플루오레세인, 플루오레신, 아미노피로가롤, 우라닌, 4,5,6,7-테트라클로로플루오레세인, 플루오레세인아민Ⅰ, 플루오레세인아민Ⅱ, 및 디브로모플루오레세인 등의 크산텐계색소, 말라카이트그린 및 크리스탈바이올렛 등의 트리페닐메탄계색소 및 그들의 유도체, 그리고, 피렌, 메틸렌블루, 티오닌, 쿠마린343, 4-트피플루오로메틸-7-디메틸아미노쿠마린 등의 쿠마린 또는 쿠마린골격을 갖는 화합물 및 그들의 유도체, 모던트블루29, 에리오크롬시아닌R, 아우린트리카르본산(Aurintricarboxylic acid), 나프토크롬그린, 및 이들의 유도체를 예시할 수가 있다. 또한, 상기 유기색소에 추가하여, 카본블랙 등의 무기색소, C.I,디스파스이에로7, C.I.솔벤트레드23, C.I.피그멘트블루25, C.I.피그멘트레드41, C.I.에시드레드(Acid red)52, C.I.베이직레드3, 디스파스디아조블랙D, 퍼머넌트레드4R, 디니트로아닐린오렌지, 퍼머넌트레드GY, 퍼머넌트카민BS, 디스아조에로 및 디스아조오렌지 등의 아조계화합물, 페리논오렌지 등의 페리논계 화합물, 페리렌스카렛트 및 페리렌마룬 등의 페리렌계화합물, 퀴나크리돈레드 및 퀴나크리돈바이올렛 등의 퀴나크리돈계 화합물, 이소인도리논에로 등의 이소인도린계 화합물, 디옥사딘바이올렛 등의 디옥사딘계화합물, 퀴노푸타론에로 등의 퀴노푸타론계 화합물, 그리고, 퀴논계 화합물, 퀴논이민계 화합물, 스쿠와리륨계 화합물, 메노시아닌계 화합물, 크산텐계 화합물, 포르필린계 화합물, C.I.배트브라운5 및 C.I.배드다이 등의 인디고계 화합물, 아르고스카렛트B 인단스렌스카렛트R 등의 페리렌계 화합물, 옥사딘계 화합물, 디케토피로롤계 화합물, 및 안트라퀴논계 화합물 및 이들의 유도체를 예시할 수가 있다. 그 밖에, 금속착체 유기색소로서 클로로필 및 그 유도체, 루테늄-트리스(2,2'-비스피리딜-4,4'-디카르복시레이트), 루네튬-시스-디티오시아노-비스(2,2'-비피리딜-4,4'-디카르복시레이트), 루테늄-시스-디아쿠아-비스(2,2'-비피리딜-4,4'-디카르복시레이트), 루테늄-시아노-트리스(2,2'-비피리딜-4,4'-디카르복시레이트),시스-(SCN-)-비스(2,2'-비피리딜-4,4'-디카르복시레이트)루테늄, 및 루테늄-시스-디시아노-비스(2,2'-비피디릴-4,4'-디카르복시레이트), 및 루테늄(Ⅱ)(4,4'-디카르복시-2,2'-비피리딜)2(SCN)2등의 루테늄비피리딜착체, 1,2-비스(벤조옥사졸릴)에틸렌유도체 및 4-메톡시-N-메틸나프탈산 이미드 등의 형광증백화합물, 3-에틸-5-[4-(3-에틸-2-벤조티아졸리덴)-2-헥세닐리덴]로다닌 등의 로다닌유도체, 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스틸릴)-4H-피란, 그리고, 아연-테트라(4-카르복시페닐)포르필린, 철-헥사시아니드착체 및 헤민 등의 철, 또는 아연 등을 포함하는 착체를 예시할 수가 있다. 이들 광증감색소의 2종이상을 적절히 조합하여 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에서 사용하는 전극층은 카본, 그라파이트, 카본나노튜브, 백금, 금, 은, 티탄, 바나듐, 크롬, 지르코늄, 니오브, 몰리브덴, 파라듐, 탄탈, 텅스텐, 및 이들의 합금, 도전성플라스틱 등을 재료로 하여 형성된다.
본 발명에서 사용하는 전해층으로서는 업계에 있어서, 통상 일반적으로 사용되는 전해액, 고체전해질재료 중 어느 것이라도 사용할 수가 있다. 전해액으로서는 구체적으로 예를 들면, 1종 또는 2종이상의 전기화학적으로 활성인 염과, 1종 또는 2종이상의 산화환원계를 형성하는 화합물과의 혼합물을, 이들 화합물이 용해하는 용매, 예를 들면, 아세트니트릴, 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 용매에 용해한 용액이 사용된다. 전기화학적으로 활성인 염으로서는 테트라-n-프로필암모늄아이오다이드 등의 4급암모늄염 등을 예시할 수가 있다. 또, 산화환원계를 형성하는 화합물로서는 퀴논, 히드로퀴논, 요오드, 요오드화칼륨, 브롬, 및 브롬화칼륨 등을 예시할 수가 있다. 또, 고체전해질재료로는 지르코니아계 고체전해질, 하프늄계 고체전해질, 겔전해질 등 외에, 폴리에틸렌옥사이드나 폴리에틸렌 등의 고분자측쇄에 술폰이미드염이나 알킬이미다졸륨염, 테트라시아노퀴노디메탄염, 디시아노퀴노디이민염 등의 염을 갖는 고체전해질 등을 예시할 수 있다.
또, 본 발명에서 사용하는 결착제로서는 업계에 있어서, 통상 일반적으로 사용되는 것을 사용할 수가 있다. 구체적으로는 히드록시프로필셀룰로스 등의 셀룰로스계 접착제, 알킬드계 접착제, 아크릴에스텔, 폴리아크릴산, 폴리아미드, 폴리스틸렌, 합성고무, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 요소수지, 멜라민수지, 페놀수지, 레졸시놀수지, 푸란수지, 에폭시수지, 불포화폴리에스테르수지, 음이온계면활성제, 양이온계면활성제, 비이온성계면활성제, 및 양성계면활성제로부터 선택되는 1종 또는 2종이상의 화합물을 적절히 사용할 수가 있다. 결착제로는 반도체입자현탁액(코로이드액)의 점도를 높이고, 건조후의 반도체층의 균질화, 연결화 및 치밀화를 가능하게 하는 것이다. 이들 결착제의 사용농도는 그 종류에 따르지만, 통상, 반도체입자 전중량에 대하여 1내지 99중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 40중량%범위로 한다. 상기 결착제중, 폴리에틸렌글리콜이 특히 바람직하고, 통상적으로 분자량 100 내지 100,000의 것이 사용되며, 바람직하게는 분자량 500 내지 50,000, 보다 바람직하게는 분자량 10,000 내지 30,000인 것을 사용한다.
이어서, 상기의 재료를 사용하여 본 발명의 태양전지를 제조하는 방법에 대하여 도 1을 참조하면서 구체적으로 기술한다. 먼저, 적절한 기판(1, 1')위에 투명도전막층(2)을 스프레이-피롤리시스(pyrolysis)법, 스퍼터링법, 진공증착법, 화학증착법(CVD법) 등의 공지의 방법에 의해 배치한다. 형성된 투명도전막층(2)을 도1의 투명도전막층의 절제부위(a)에 나타내는 바와 같이, 기계적 또는 화학적으로 부분절제/제거하고, 기판(1,1')위에 복수의 구획으로 절연구분된 투명도전막층(2)을 형성시킨다. 복수의 구획으로 절연구분된 인접하는 투명도전막층(2)끼리 서로 전기적으로 절연된 상태에 있다. 또, 기판(1,1')위에 복수의 구획으로 구분된 투명도전막층(2)을 배치할 때에, 기판(1, 1')위에 형성할 소망하는 복수의 구획으로 절연구분하는 부분에 투명도전막층(2)이 형성되지 않도록 사전에, 형틀을 기판(1, 1')위에 밀착배치하거나, 마스킹처리한 후, 상기의 방법에 의해 투명도전막층(2)을 형성하는 것에 의하여, 기판(1,1')위에 복수의 구획으로 절연구분된 투명도전막층(2)을 보다 쉽고 저렴한 비용으로 배치할 수가 있다. 이어서, 상기 복수의 구획으로 절연구분된 투명도전막층(2) 위에, 도1에 도시하는 바와 같이, 반도체층(3), 전극층(4)을 다음과 같은 방법으로 형성한다.
즉, 전극층(4)을 형성하는 방법으로서는 투명도전막층(2)위의 소정의 위치에, 금속염이나 유기금속화합물을 포함하는 용액을 도포하여 건조하고, 소성하는 등의 가열처리나 활성화광선 등의 전자파를 조사하거나, 스프레이 피롤리시스법, 스퍼터링법, 진공증착법, 화학증착법(CVD법)등의 공지의 방법을 채용할 수가 있다. 전극층(4)의 두께는, 통상 1㎛이하, 바람직하게는 100nm이하, 보다 바람직하게는 10nm이하, 더욱 바람직하게는 10∼0.1nm의 범위로 한다. 또한, 전극층(4)은 본 발명에 있어서는 필수사항은 아니지만, 도전성, 반사성, 내부식성, 전자의 이동성을높이는 목적으로 형성하는 것이 바람직하다.
반도체층(3)을 형성하는 방법으로서는 예를 들면, 먼저 반도체입자를 함유하는 현탁액을 투명도전막층(2)을 부여한 기판(1, 1')위에 습막두께로 0.1내지 1,000㎛, 바람직하게는 1 내지 500㎛, 보다 바람직하게는 1 내지 300㎛, 더욱 바람직하게는 1 내지 100㎛가 되도록 코팅한다. 코팅할 때에는 디핑법, 스피너법, 스프레이법, 롤러코터법, 스크린인쇄, 플렉소인쇄, 그라비아인쇄, 브레이드코트, 바코트 및 CVD법 등의 종래공지의 방법을 적절히 채용할 수가 있다. 그 다음에 코팅층을 건조시키고 통상의 방법에 따라서 소성(박막다공화)하고, 실온까지 냉각하여 반도체층(3)을 얻는다. 이와 같이 하여 얻어지는 반도체층(3)의 두께는 통상, 0.01 내지 1,000㎛의 범위내에 있다. 이어서, 반도체층(3)위에 필요에 따라서 광에너지의 변환효율을 높이는 목적으로 광증감색소를 도프시킬 수가 있다. 광증감색소를 도프시키는 방법으로는 상기 코팅방법을 적절히 채용할 수가 있다. 이 때, 광증감색소는 사전에 적절한 용매에 용해한 상태, 또는 과포화의 상태에서 사용한다. 용매로서는 광증감색소가 용해할 수 있는 용매라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 이소프로판올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부틸알콜, 이소펜틸알코올, 및 벤질알코올 등의 알코올류, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 시클로헥사놀, 아세톤, 아세트니트릴, 아니솔, 피리딘, 페놀, 벤젠, 니트로벤젠, 클로로벤젠, 톨루엔, 나프탈렌, 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, 헥사메틸포스포아미드, 디메틸술폭시드, 술포란, 크레졸, 에테르, 디에틸에테르,디페닐에테르, 1,2-디메톡시에탄, 클로로포름, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 1,4-디옥산, N-메틸피롤리돈, 테트라히드로푸란, 헥산, 시클로헥산, 4염화탄소, 포름, 아세트산, 무수아세트산, 트리클로로아세트산, 트리플루오로아세트산, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 포름아미드, 니트릴, 니트로화합물, 아민, 및 황화합물 등의 유기화합물, 그리고, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 등의 글리콜류 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종이상의 용매, 또는 이들의 혼합액을 사용한다. 이들 용매와 혼합액은 사용전, 탈수처리하여 사용하는 것이 바람직하다. 광증감색소는 반도체층의 비표면적 1㎠당, 10㎍이상, 바람직하게는 50㎍이상, 보다 바람직하게는 70㎍이 되도록 코팅 등에 의해 형성한다. 광증감색소의 사용량에 상한은 없으나, 경제성의 관점에서 고려하여야 할 것이다. 또, 필요에 따라서 반도체층(3)중의 반도체입자끼리의 접점접촉부분의 내부저항을 저감할 목적으로 예를 들면, 반도체층(3)이 TiO2입자로 구성되는 경우에는 TiCl4를 냉수 또는 온수속에 적하하여 TiOH로 한 후, 이에 반도체층(3)을 침지하여 네킹처리를 실시할 수도 있다. 이 네킹처리는 사용하는 반도체입자의 종류에 따라서 적절히 실시한다. 이어서, 이와 같이 하여 얻어지는 반도체층(3)을 부도체화한다. 이 처리는 전해층(5)이 전해액인 경우, 전해액이 반도체층(3)을 투과하여 기판(1, 1')위에 형성된 투명도전막층(2)과 직접 접촉하는 것을 방지하기 위한 처리로서, 이 목적을 달성할 수 있는 것이라면, 그 처리방법은 특별히 한정되지 않으며, 통상, 부도체화제를 반도체층(3)위에 적하, 분무, 도프, 흡착 또는 도포하는 방법으로 실시한다. 부도체화제로서는 예를 들면, 4-테트라-부틸피리딘 등의 피리딘화합물, 카르복실기를 갖던가, 티탄원자에 결합하는 관능기를 갖는 색소를 예시할 수가 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 일방의 기판(1)위에 위치하는 반도체층(3)과, 타방의 기판(1')위에 위치하는 투명도전막층(2) 또는 전극층(4)과의 간격은, 통상, 약 10 내지 1,000㎛, 바람직하게는 약 50 내지 500㎛의 범위로 설정한다. 도 1에 있어서서는 반도체층(3)과 전극층(4)과는 3조(3세트의 태양전지셀)로 되어 있으나, 본 발명에 있어서는 2조이상이라면 몇 조라도 좋다. 쌍을 이루는 반도체층(3)과 전극층(4)의 조의 수를 증감시키는 것에 의하여, 본 발명의 태양전지의 전압, 전류를 적절히 설정할 수가 있다. 또, 광에너지의 변환효율, 기전력을 높이기 위하여 상기한 개개의 태양전지셀을 상이한 파장영역에 흡수피크를 갖는 복수의 광증감색소 중 어느 하나를 도프시킨 반도체층을 갖는 복수의 파장분할(波長分割)셀을 병렬 내지 직렬접속한 태양전지셀로 할 수도 있다.
상기와 같이 하여 얻어진 전극층(4)을 갖는 것도 있는, 투명도전막층(2) 및 반도체층(3)을 형성한 기판 2매를 도 1에 도시하는 바와 같이, 반도체층(3)과, 전극층(4)을 갖는 것도 있는 투명도전막층(2)이 서로 대향하도록 일정간격을 두고 배치하고, 기판(1, 1')의 양단을 스페이서(7, 7')에 의해 밀봉하여, 전해층(5)을 유지하기 위한 간극(공간)을 형성시킨다. 스페이서(7, 7')는 비도전성 재료로서, 적당한 강도와 전해층을 유지할 수 있는 재료라면 어느 것이라도 좋다. 바람직하게는 태양전지의 광에너지 변환효율을 높이기 위하여 투명성재료로 이루어지는 스페이서(7, 7')가 바람직하다. 이어서, 기판(1) 또는 기판(1')의 적당한 곳에 관통홀을 천공(도 1에는 도시하지 않음)하고, 상기의 간극에 통상적인 방법으로 전해층(5)으로서 전해액 또는 고체전해질을 사용할 수가 있다. 예를 들면, 본 실시예에 있어서, 전해층(5)으로서 전해액을 사용하는 경우에는 스페이서(7)를 형성한 후, 혹은 스페이서(7')를 형성하기 전에 스페이서(7')를 형성하기 위하여 적의하게 설치한 개구부로부터 전해액을 주입하는 방법도 있다. 이 때, 스페이서(7')를 형성하기 위한 개구부를 전해액으로 침지하여, 전해액을 모세관현상을 이용하여 간극내에 침투주입시키고, 이어서 개구부를 스페이서(7')에 의해 밀봉하는 것도 가능하다. 또, 스페이서(7, 7')를 부분적으로 절제하여 개구하게 하고, 그 어느 한 쪽의 개구부를 전해액으로 침지하고, 타방의 개구부로부터 강제적으로 흡인하여 전해층(5)을 채우게 한 후, 상기 개구부를 밀봉하는 방법도 가능하다. 이 방법은 전해층(5)에 충전하는 물질의 점성이 높은 경우에 유효하다. 또, 도 1에 도시하는 절연성격리벽(6, 6a)은 필수사항은 아니나, 절연성격리벽(6, 6a)을 설치하는 경우에는 대향하는 한 쌍의 투명도전막층(2)과 반도체층(3)으로 이루어지는 간극이 구성되며, 이에 의하여 전해층중의 바람직하지 않은 전하이동을 제한하고, 태양전지의 발전효율을 보다 높일 수가 있다.
또, 도 1에 도시하는 본 발명의 태양전지의 광에너지변환효율과 기전력을 안정화 또는 높이기 위하여 도 1의 태양전지에 있어서의 3개의 태양전지셀의 각각을 도 2에 도시하는 바와 같이, 청색파장영역, 녹색파장영역, 또는 적색파장영역에 주된 흡수피크를 갖는 광증감색소를 도프시킨 3종류의 반도체층(3a, 3b, 3c)을 갖는 3개의 파장분할셀로 나누고, 이들 3개의 파장분할셀을 도 2에 도시하는 바와 같이병렬접속하여 전체적으로 합계 9개의 파장분할셀로 구성되는 태양전지로 할 수도 있다. 이 도 2의 태양전지는 도 1의 태야전지의 제조방법에 준하여 제조할 수가 있다. 도 2의 태양전지에 있어서는 1세트 3개의 파장분할셀을 병렬접속하는 것에 의하여, 각 파장분할셀을 흐르는 전류의 편차로 인해서 발생하는 동작불안정성의 문제를 해소하는 연구가 이루어지고 있다. 도 2의 태양전지에 있어서, 전해층(5)으로서는 전해액, 고체전해질재료 중 어느 것이라도 사용할 수가 있다. 또, 상기 파장분할셀 개개의 최대기전력(개방전압 Voc)은 통상, ±0.1V정도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 도 2에 있어서의 파장분할셀에 있어서 필요에 따라서 청색파장영역, 녹색파장영역, 또는 적색파장영역에 주된 흡수피크를 갖는 광증감색소를 도프시킨 3종류의 반도체층(3a, 3b, 3c)중 어느 2종류의 반도체층만을 사용하거나, 상기 청색파장영역, 녹색파장영역, 또는 적색파장영역 이외의 파장영역에 주된 흡수피크를 갖는 다른 광증감색소를 도프한 1종 이상의 반도체층을 임의의 순서로 조합하여 사용할 수도 있다.
또, 도 1에 도시하는 본 발명의 태양전지의 광에너지의 변환효율이나 기전력을 보다 안정화하거나 높이기 위하여, 도 3에 도시하는 바와 같이, 청색파장영역, 녹색파장영역, 또는 적색파장영역에 흡수피크를 갖는 광증감색소를 도프시킨 3종류의 반도체층(3a, 3b, 3c)을 갖는 3개의 파장분할셀(1세트)을, 도 3에 도시하는 바와 같이 직렬접속하여, 복수개의 파장분할셀로 구성된 태양전지로 할 수도 있다. 또, 도 3에 도시하는 태양전지도 도 1의 태양전지의 제조방법에 준하여 제조할 수가 있다. 구체적으로, 도 1의 태양전지의 제조방법에 있어서, 전해층으로서 고체전해질재료를 사용하고, 기판(1, 1')위에 투명도전막층(2), 반도체층(3a, 3b, 3c), 전극층(4) 및 전해층(5)을 도 3에 도시하는 순서로 배치하고, 기판(1, 1')사이에 형성되는 공간을 스페이서(7, 7')로 밀봉하는 것에 의하여 제조할 수가 있다. 도 3의 태양전지는 3종류의 파장분할셀을 3연(連)으로 직렬접속함과 동시에, 이들 3종류의 파장분할셀을 1세트로 하여, 복수의 셋트를 직렬접속하여 전체적으로 9세트로 이루어지는 태양전지이다. 도 3의 태양전지에 있어서 전해층(5)은 전해액을 사용하여 구성할 수도 있으나, 고체전해질재료로 구성할 때에는 도 3에 도시하는 1세트 3개의 파장분할셀을 수직방향으로 적층하여, 이들의 패킹밀도를 높이고, 태양전지의 컴팩트화와 동작안정성을 높일 수가 있으며, 공지의 인쇄법을 적용하여 대량, 저렴한 비용으로 용이하게 제조할 수가 있다는 이점이 있다. 또, 상기 파장분할셀 개개의 최대 기전력은 통상 ±0.1V 정도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도 2 및 도 3에 나타내는 절연성격리벽(6, 6a∼6g)은 구성상 필수사항은 아니나, 전해층중의 바람직하지 않은 하전이동을 제한하여 태양전지의 발전효율을 높일 수 있는 이점이 있다. 본 발명의 태양전지에 있어서의 전자(e)의 흐름도는 도 1 , 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같다.
또, 본 발명의 태양전지가 나타내는 작용효과에 대해서 기술하는 바, 종래의 태양전지에 있어서는 태양전지를 직렬접속할 때에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 기판(1, 1'), 투명도전막층(2), 반도체층(3), 전극층(4), 전해액(5), 스페이서(7, 7')로 이루어지는 복수개의 태양전지셀을 개별적으로 제조하고, 이들을 도전성재료(8)에 의해 직렬접속하는 공정이 필수적이었다. 이와 같은 조작은 극히번잡한 작업을 필요로 하며, 이와 같은 작업에 요하는 비용은 태양전지 제조비용의 약 20%를 차지하고 있었다.
이에 대하여, 상기와 같이 본 발명의 태양전지는 공업적 대량생산에 적합한 구조이기 때문에, 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 뛰어난 이점을 가지고 있으며, 종래의 태양전지의 제조비용을 약 20%정도 삭감할 수 있는 뛰어난 작용효과를 나타내는 것이다. 또한, 본 발명의 태양전지는 단순히 제조비용의 저감 뿐만 아니라, 광에너지의 변환효율, 내구성, 동작안정성의 점에서도 뛰어난 태양전지이다.
따라서, 본 발명에 의하면, 태양전지를 사용하는 장치 및 전력을 필요로 하는 각종 장치의 제조비용을 절감할 수가 있게 되는 것이다. 본 발명의 태양전지를 적용할 수 있는 장치, 기구, 물품의 구체적인 예로서는, 지붕기와, 창유리, 블라인드, 정원용조명, 및 외벽 등의 각종건축자재 및 전력을 필요로 하는 전자탁상계산기, 문방구, 시계, 휴대전화를 포함하는 전화기, 팩스, 복사기, 라디오, CD플레이어, MD플레이어, DVD플레이어, 텔레비젼, 비디오, PC, PC주변기기, 비디오/오디오기기, 게임기기, 전자체온계, 전자만보계, 전자체중계, 손전등, 세탁기, 전자레인지, 청소기, 가습기, 밥솥, 전기스탠드, 에어컨·환기장치류, 및 실내외조명장치 등의 전기제품류, 휴대전화, 통신기기, 악기, 정밀기기·기계, 가로등, 완구류, 그리고, 광고탑·패널·게시판, 도로표지, 유도등, 부표 및 등대 등의 표시·표지류, 목공·미장공용품, 전동의자, 자전거, 자동차, 중기, 선박, 비행기, 인공위성, 우주선 혹은 우주정거장 등의 전동기기·기계류 및 동력기기·기계류, 그리고, 태양발전기를 포함하는 발전기기류, 전력공급장치류, 및 태양열이용시스템 등의 대단히폭넓은 분야에서 응용할 수가 있다. 또한, 본 발명의 태양전지는 전기2중층콘덴서, 납축전지, 니켈-카드뮴축전지, 니켈수소축전지, 리튬이온축전지, 리튬축전지, 산화은·아연축전지, 니켈·아연축전지, 폴리마축전지, 및 초전도플라이호일 축전지 등일반적으로 사용되는 축전수단, 교류/직류변환수단, 전압제어수단, 및 전류제어수단 등과 적절히 조합하여 발전한 전력을 연속적 또는 간헐적으로 전력을 필요로 하는 상술한 장치, 기기, 기자재, 기계 등에 효율적으로 공급할 수가 있다. 또, 본 발명의 태양전지에 의한 태양광의 이용효율을 높이기 위해서 낮동안의 태양광의 움직임을 추적하는 수단을 적절히 설치할 수도 있다. 또,본 발명의 태양전지는 태양광 이외에, 실내/실외의 조명 등 인공광을 활용할 수도 있다.
이하,본 실험예 및 실시예에 의해서 본 발명의 태양전지에 대하여 상세하게 설명한다.
(실험예 : 태양전지)
기판으로서의 유리판위에 투명도전막층을 형성시킨 기판(1; 『TCO』아사히그라스(주) 제품, 불소도프 SnO2, 두께 1.1mm, 해이즈율 10%)을 사용하고, 미니루터를 사용하여 도 5의 A에 있어서의 기판(1)의 a의 부분의 이산화주석막층을 삭제하고, 중성세제, 알코올계 중성세제, 순2-프로판올중에서 1분간 초음파세정하였다. 이어서, 박리가능한 접착테이프로 전극층으로서의 백금스퍼터링면 이외부분을 마스킹하고, 스퍼터링법에 의해 백금을 5mm 두께가 되도록 기판(1)위에 부분적으로 성막(도 5의 A에 있어서의 A(b), A(c))하였다. 그 후, 접착테이프를 떼어내고, 아나타아제형 TiO2페이스트(입자지름 24㎛ : 12㎛ = 4 : 1)에 대하여 루틸형 TiO2(평균입자지름 100㎛)를 5%(w/w) 및 폴리에틸렌글리콜을 20%(w/w)첨가한 조성물을 닥터블레이드법으로 기판(1)위에 성막하고, 450℃에서 30분간 소결하여, 막두께 약 10㎛의 반도체층(도 5의 A에 있어서의 A(d))을 형성시켰다. 얻어진 소결기판을 80℃까지 냉각한 후, 광증감색소(상품명 『NK-2071』, (주)하야시바라생물화학연구소 제품)를 3.0 ×10-4M 함유하는 증류에탄올용액에 12시간 침지하여 반도체층에 광증감색소를 담지시켰다. 그 후, 기판(1)위에 잔존하는 과잉량의 광증감색소를 건조에탄올을 사용하여 씻어내고, 질소가스기류 중에서 건조시키고, 4-t-부틸피리딘중에 15분간 침지처리하여 도 5의 A에 나타내는 반도체층(A(d)), 전극층(A(d), A(c))을 형성한 기판 A를 제조하였다. 상기 도 5의 A와 동일하게 하여 도 5의 B에 있어서의 반도체층B(d), B(e), 전극층B(c)를 형성한 기판 B를 조제하고, 그들 기판 A, B를 이들 기판위의 반도체층과 전극층, 즉, A(d)와 B(c), A(b)와 B(d), A(c)와 B(e)가 각각 서로 대향하도록, 기판 A, B를 안정적으로 유지하기 위한 스페이서(7)로서의 『하이미란』(두께 0.05mm, 듀퐁사 제품 폴리에스테르필름)을 기판 A, B의 사이에 끼우고, 이들 기판 A, B를 W클립으로 임시로 고정하여 130℃에서 10분간 가열하여, 『하이미란』을 기판 A, B에 융착시켜서 전해층으로서의 간극을 형성시켰다. 그 후, 형성된 간극에 전해액(I2를 30mM 및 Lil를 300mM 함유하는 CH3CN/3-메틸-2-옥사졸리디논(= 1 : 1(체적비)) 용액을 기판A위에 사전에 천공해 놓은 복수의 전해액주입홀(도 5의 A에 있어서의 f1, f2, f3, f4)로부터 주입하고, 이들 전해액 주입홀을테프론제 테이프로 밀봉하여, 기판의 양면으로부터의 광의 입사가 가능한 본 발명의 태양전지를 제조하였다. 또한, 도 1에서와 같이, 절연성격리벽(6, 6a; 도 5의 사선부)을 설치하는 경우에는 도 5에 도시하는 전해액주입홀(f1∼f4)을 설치하는 대신에 스페이서(7)에 미리 부분적으로 복수의 개구부를 형성하여, 그 어느 한 쪽의 개구부를 전해액에 침지하고, 다른 개구부에서 강제적으로 흡인하여 전해층에 전해액을 기판 A,B사이에 형성된 간극(전해층)에 주입할 수가 있다.
이어서, 150W 퀴세논램프(우시오덴키가부시기가이샤 제품)을 약 30mmΦ로 집광하고, 쇼트 KG-5필터를 사용하여 얻어지는 에어·매스(AM)1.5(100mW/㎠)에 상당하는 인공태양광을 본 실험예에서 제작한 태양전지에 조사한 결과, 상기 태양전지는 약 2.1V, 80 내지 100mA의 전기출력으로서 안정적으로서 동작하였다.
(실시예 : 태양전지)
도 6에 도시하는 본 발명의 태양전지를 하기의 순서에 의해 제조하였다. 즉, 반도체층을 구성하는 반도체입자로서 평균입자지름 15nm의 아나타아제형 이산화티탄을 20%(w/w)포함하는 염산수용액(pH1)에 콜로이드상태로 현탁하고, 이 현탁액에 미리 염산수용액(pH 1)에 용해한 결착제로서의 폴리에틸렌글리콜(분자량 20,000)을 반도체입자에 대하여 10%(w/w)가 되도록 첨가하여 현탁하였다. 얻어진 현탁액을 기판으로서의 유리판위에 투명도전막층을 형성시킨 기판1(『ASAHI-TCO』, 아사히그라스(주) 제품, 불소도프 SnO2, 두께 1.1mm, 해이즈율 10%)의 ■부에 스크린인쇄하였다. 바람으로 건조후, 진공소성로(덴켄사 제품『KDF-75』)를 사용하여, 통상의 압력조건과, 승온속도 20.5℃/분으로 실온으로부터 450℃까지 승온한 후, 다시 450℃에서 30분간 소성하여, 노내의 온도가 실온이 될 때까지 자연방냉하여 막두께 약 5nm의 반도체층(■의 부분)을 형성시켰다. 이어서, 광증감색소로서 루테늄(Ⅱ)(4, 4'-디카르복시-2,2'-비피리딜)2(SCN)2를 시약특급 메탄올에 과잉첨가하여 과포화용액으로 하고, 이 과포화용액을 사용하여 디핑법에 의해 상기 소성이 끝난 기판위에 형성한 반도체층에 광증감색소를 담지시켰다. 잔존하는 메탄올을 바람으로 건조시켜 제거한 후, 4-테트라-부틸피리딘을 반도체층위에 적하하고, 반도체층표면을 부도체화하여, 복수의 반도체층과, 반도체층을 형성하고 있지 않은 복수의 투명도전막층(□의 부분)을 배치한 기판을 얻었다. 또한, 도전성, 반사성 및 내부식성을 부여하는 것을 목적으로, 도 6 중, 반도체층을 형성하고 있지 않은 투명도전막층에 백금, 금, 은 또는 투명전도성플라스틱 등의 적당한 전극층을 적층배치하는 것도 적절히 실시할 수 있다. 이어서, 도 6중 투명도전막층을 부분적으로 절연하기 위한 투명도전층절제부위 a1∼a14 및 b1∼b18을 아연분말을 사용한 화학적에칭법으로 제거하고, 가로방향으로 인접하는 □와 □와의 사이 및 ■와 ■와의 사이에, 다시 세로방향으로 □■의 순서로 인접배치되어 있는 □와 ■와의 사이를 절연시켰다. 또한, 도 6 중, 투명도전막층절제부위 b1∼b14는 형성하거나 형성하지 않아도 좋다.
이와 같이 하여 얻어지는 투명도전막층, 반도체층을 형성한 기판 2매를 이들 기판위의 반도체층(■)과 투명도전막층(□)이 서로 대향하도록 배치하고, 스페이서(7)로서 『하이미란』을 2매의 기판사이에 끼워서 W클립으로 이들을 임시고정하고, 130℃에서 10분간 가열하여 『하이미란』을 이들 기판에 융착시켰다. 그 후, 전해액( I2를 30mM 및 Lil를 300mM 함유하는 CH3CN/3-메틸-2-옥사졸리디논(= 1 : 1(체적비)) 용액을 기판A위의 적당한 곳에 천공해놓은 복수의 전해액주입홀(도시하지 않음)로부터 주입하고, 그 후, 이들 전해액주입홀을 테프론제 테이프로 밀봉하여, 기판의 양면으로부터의 광의 입사가 가능한 본 발명의 태양전지를 얻었다.
본 실시예의 태양전지의 기전력은 기판위에 형성하는 반도체층(■)과 투명도전체층(□)의 수를 적절히 증감시킴으로써, 쉽게 증감시킬 수가 있다. 또, 본 발명의 태양전지는 동작성, 안정성이 양호한 태양전지로서 종래의 태양전지와 비교하여 공업적으로 저렴한 비용으로 용이하게 제조할 수 있다는 뛰어난 이점을 갖고 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 태양전지는 종래의 태양전지와 비교하여, 공업적 가공적성이 현저하게 뛰어나고, 저렴한 비용으로 쉽게 제조할 수 있는 태양전지이다. 또, 본 발명의 태양전지는 광에너지의 변환효율, 내구성, 동작안정성도 뛰어나기 때문에, 이와 같은 태양전지를 전력발생장치로서 설치하여 이루어지는 장치, 전력을 필요로 하는 고품질의 품종장치를 저렴한 가격으로 제공하는 것을 가능하게 하는 것이다. 이와 같이, 본 발명은 관계 업계에 끼치는 영향이 대단히 크다고 말할 수 있다.

Claims (15)

  1. 한쌍의 기판위에 각각 적어도 2개의 구획으로 절연구분된 투명도전막층 구획을 배치하고, 동일기판위에 위치하는 적어도 1구획의 투명도전막층 구획위에 반도체층을 부분적으로 적층배치하고, 일방의 기판위에 배치한 동일한 투명도전막층 구획위에 위치하는 투명도전막층과 반도체층이 타방의 기판위에 배치한 투명도전막층 구획상에 위치하는 반도체층과, 이 타방의 반도체층이 위치하는기판위에 배치한 투명도전막층 구획과는 상이한 다른 투명도전막층 구획위에 위치하는 투명도전막층과, 각각 대향하도록 배치하여 이루어지는 태양전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판이 투명기판인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판의 양면으로부터 광의 입사가 가능한 것을 특징으로 하는 태양전지.
  4. 제1항, 2항 또는 제3항에 있어서, 상기 반도체층과 상기 대향하는 투명도전막층위에 전극층을 적층한 것을 특징으로 하는 태양전지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전극층이 카본, 그라파이트, 카본나노튜브, 백금, 금, 은, 티탄, 바나듐, 크롬, 지르코늄, 니오브, 몰리브덴, 파라듐, 탄탈, 텅스텐, 및이들의 합금, 도전성 플라스틱으로부터 선택되는 1종 또는 2종이상의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  6. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 반도체층이 광증감색소 및/또는 결착제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  7. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 대향배치한 한 쌍의 기판의 사이에 형성되는 간극이 칸막이 되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 태양전지.
  8. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 대향배치한 한 쌍의 기판의 사이에 형성되는 간극이 대향하여 쌍을 이루는 투명도전막층과 반도체층마다 칸막이 되는 것에 의하여 1이상의 태양전지셀을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  9. 제8항에 있어서, 2개이상의 태양전지셀이 직렬 또는 병렬접속되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  10. 제9항에 있어서, 상기 태양전지셀이 2개이상의 직렬 또는 병렬접속된 파장분할셀로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  11. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 전해층으로서 전해액 및/또는 고체전해질재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  12. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 투명도전막층위에 반도체층을 부분적으로 적층배치한 투명도전막층 구획을 직선상으로 배치하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  13. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항 또는 제12항에 있어서, 축전수단 및/또는 직류/교류변환수단을 다시 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  14. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항, 제12항 또는 제13항에 있어서, 낮동안의 태양의 움직임을 추적하는 수단을 다시 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  15. 전력발생수단으로서 상기 청구항 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항, 제12항, 제13항 또는 제14항에 기재된 태양전지를 사용하는 전력공급장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100880891B1 (ko) * 2006-11-03 2009-01-30 한국전자통신연구원 플렉시블 태양전지를 이용한 차양 장치

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4982641B2 (ja) * 2000-04-12 2012-07-25 株式会社林原 半導体層、これを用いる太陽電池、及びそれらの製造方法並びに用途
KR100384893B1 (ko) * 2001-04-09 2003-05-23 한국전자통신연구원 나노입자 산화물 태양전지 및 그 제조 방법과 그를 이용한태양전지 모듈 및 투명 전기창
NL1020750C2 (nl) * 2002-06-04 2003-12-08 Stichting Energie Werkwijze en inrichting voor het vullen van een halfproduct voor een vloeistofhoudend fotovoltaïsch element.
JP3717506B2 (ja) * 2004-01-20 2005-11-16 シャープ株式会社 色素増感型太陽電池モジュール
KR100995073B1 (ko) * 2004-04-23 2010-11-18 삼성에스디아이 주식회사 염료감응 태양전지의 모듈 및 그 제조방법
CA2570718C (en) * 2004-06-15 2010-10-19 Dyesol Ltd. Photovoltaic module with full utilization of surface area
JP4606799B2 (ja) * 2004-07-22 2011-01-05 株式会社フジクラ 光電変換素子
US20080223429A1 (en) * 2004-08-09 2008-09-18 The Australian National University Solar Cell (Sliver) Sub-Module Formation
JP4937560B2 (ja) 2004-12-22 2012-05-23 株式会社フジクラ 光電変換素子用の対極及び光電変換素子
KR101001744B1 (ko) * 2004-12-27 2010-12-15 삼성전자주식회사 탄소 나노 튜브를 이용한 광전 변환 전극 및 이를 구비한태양 전지
JP4759286B2 (ja) * 2005-02-23 2011-08-31 シャープ株式会社 有機太陽電池モジュール及びその製造方法
JP4897226B2 (ja) * 2005-03-02 2012-03-14 シャープ株式会社 色素増感型太陽電池および色素増感型太陽電池モジュール
US20070017566A1 (en) * 2005-06-13 2007-01-25 Russell Gaudiana Flexible photovoltaic modules
JP4863662B2 (ja) * 2005-07-06 2012-01-25 シャープ株式会社 色素増感型太陽電池モジュールおよびその製造方法
US20070113882A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-24 System Planning Corporation System and method for rechargeable power system for a cargo container monitoring and security system
GB2432718A (en) * 2005-11-25 2007-05-30 Seiko Epson Corp Multicolour metal oxide electrochemical cell
JP2008015102A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Sony Corp 電子装置
JP4966602B2 (ja) * 2006-07-28 2012-07-04 シャープ株式会社 色素増感型光電変換素子および色素増感型光電変換素子モジュール
DE102007021843A1 (de) * 2007-05-07 2008-11-13 Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg Photovoltaisches Modul
CN101779290B (zh) * 2007-09-25 2013-02-27 第一太阳能有限公司 包括界面层的光伏器件
CN101562204B (zh) * 2008-04-18 2011-03-23 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 太阳能电池
CN101552295A (zh) * 2008-04-03 2009-10-07 清华大学 太阳能电池
CN101562203B (zh) * 2008-04-18 2014-07-09 清华大学 太阳能电池
CN101527327B (zh) * 2008-03-07 2012-09-19 清华大学 太阳能电池
CN101552297B (zh) * 2008-04-03 2012-11-21 清华大学 太阳能电池
CN101552296B (zh) * 2008-04-03 2011-06-08 清华大学 太阳能电池
TWI473312B (zh) * 2008-06-06 2015-02-11 Dc Solar Corp 大面積染料敏化太陽能電池及其電化學製造方法
KR101432022B1 (ko) 2008-07-11 2014-09-23 주식회사 동진쎄미켐 염료감응 태양전지 서브모듈
PT104869A (pt) * 2009-12-10 2011-06-14 Univ Aveiro Módulos fotovoltaicos e respectivo processo de fabrico - interligação de células solares activadas por corante
KR101108186B1 (ko) * 2010-01-08 2012-01-31 삼성에스디아이 주식회사 광전변환모듈
GB201008697D0 (en) * 2010-05-25 2010-07-07 Solar Press Uk The Ltd Photovoltaic modules
KR20110133717A (ko) * 2010-06-07 2011-12-14 삼성전자주식회사 유기 태양 전지 및 그 제조 방법
JP4844685B1 (ja) * 2010-06-23 2011-12-28 大日本印刷株式会社 有機薄膜太陽電池モジュール
DE102010056338B4 (de) * 2010-12-16 2014-09-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Anordnung mit mindestens einer Farbstoffsolarzelle
JPWO2012161332A1 (ja) * 2011-05-24 2014-07-31 日本電気株式会社 集光型太陽光発電装置
JP2021118291A (ja) * 2020-01-28 2021-08-10 シャープ株式会社 有機／無機ハイブリッド光電変換素子及びこれを用いた太陽電池モジュール並びに有機／無機ハイブリッド光電変換素子の製造方法
WO2023228698A1 (ja) * 2022-05-25 2023-11-30 京セラ株式会社 太陽電池モジュール

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3994012A (en) * 1975-05-07 1976-11-23 The Regents Of The University Of Minnesota Photovoltaic semi-conductor devices
US4037029A (en) * 1975-07-06 1977-07-19 John Harland Anderson Photoelectrogenerative cell
US5059786A (en) * 1990-05-04 1991-10-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multi-color coincident infrared detector
JPH0521824A (ja) * 1991-07-12 1993-01-29 Mitsubishi Paper Mills Ltd 光電変換素子
US5428249A (en) * 1992-07-15 1995-06-27 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic device with improved collector electrode
JPH06112514A (ja) * 1993-02-04 1994-04-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換半導体装置作製方法
JPH07122776A (ja) * 1993-08-31 1995-05-12 Seiko Instr Inc 光・放射線電気変換半導体装置およびその応用
JPH07302927A (ja) * 1994-04-28 1995-11-14 Kyocera Corp 太陽電池装置
DE19514156A1 (de) * 1995-04-15 1996-10-24 Heidelberger Druckmasch Ag Photochemische Zelle
DE69513203T2 (de) * 1995-10-31 2000-07-20 Ecole Polytech Batterie-anordnung von fotovoltaischen zellen und herstellungsverfahren
JPH11273753A (ja) * 1998-03-25 1999-10-08 Sekisui Chem Co Ltd 色素増感型光電池
JP2000031509A (ja) * 1998-07-16 2000-01-28 Dainippon Printing Co Ltd 太陽電池モジュール
JP4024942B2 (ja) * 1998-09-16 2007-12-19 株式会社東芝 色素増感型光化学電池
JP2000156518A (ja) * 1998-09-17 2000-06-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 太陽光発電システム
JP2000100483A (ja) * 1998-09-22 2000-04-07 Sharp Corp 光電変換素子及びその製造方法及びこれを用いた太陽電池
SE518454C2 (sv) * 1999-01-15 2002-10-08 Forskarpatent I Uppsala Ab Metod för framställning av en elektrokemisk cell samt elektrokemisk cell
JP3966638B2 (ja) * 1999-03-19 2007-08-29 株式会社東芝 多色色素増感透明半導体電極部材とその製造方法、多色色素増感型太陽電池、及び表示素子
JP4043135B2 (ja) * 1999-03-29 2008-02-06 株式会社東芝 機能素子および多成分多相系高分子成形体
JP4439619B2 (ja) * 1999-07-09 2010-03-24 富士フイルム株式会社 半導体微粒子、光電変換材料および光電変換素子
JP4414036B2 (ja) * 1999-12-27 2010-02-10 シャープ株式会社 色素増感型太陽電池の作製方法
US6706963B2 (en) * 2002-01-25 2004-03-16 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cell interconnection
JP2001319698A (ja) * 2000-05-11 2001-11-16 Fuji Photo Film Co Ltd 光電変換素子および光電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100880891B1 (ko) * 2006-11-03 2009-01-30 한국전자통신연구원 플렉시블 태양전지를 이용한 차양 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP1357607A1 (en) 2003-10-29
TW558842B (en) 2003-10-21
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JP4263911B2 (ja) 2009-05-13
JPWO2002052654A1 (ja) 2004-04-30
US20040074531A1 (en) 2004-04-22

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US20090266417A1 (en) Dye sensitized solar cell
GB2474346A (en) Bis-bipyridyl ruthenium complexes and photoelectric components using the same
WO2012121264A1 (ja) 光電変換装置およびその製造方法ならびに電子機器
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