KR20060124055A - Dye-sensitized solar cell having a long service life time - Google Patents

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Abstract

A dye-sensitized solar cell having a long lifetime is provided to prevent the lifetime of a dye-sensitized solar cell from being decreased by UV rays by including an oxide layer in the surface layer of the solar cell such that the oxide layer is capable of blocking UV rays having a wavelength not higher than 400 nanometers. A transparent substrate(1) is positioned under an oxide layer(7) having a thickness of 0.05~1.0 micrometer wherein the opposite side of the transparent substrate to the oxide layer is coated with ITO or FTO. A TiO2 layer(2) is positioned under the transparent substrate. A dye layer(3) is positioned under the TiO2 layer wherein a part of the dye layer is deposited on the TiO2 layer. An electrolyte layer(4) is positioned under the dye layer. An electrode(5) is positioned under the electrolyte layer. A substrate is disposed under the electrode.

Description

장수명 염료감응 태양전지{DYE-SENSITIZED SOLAR CELL HAVING A LONG SERVICE LIFE TIME}Long life dye-sensitized solar cell {DYE-SENSITIZED SOLAR CELL HAVING A LONG SERVICE LIFE TIME}

도 1은 종래의 태양전지의 구조를 나타내는 개략도, 그리고1 is a schematic view showing the structure of a conventional solar cell, and

도 2는 본 발명에 따라 자외선 차단용 산화물층을 가지는 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.2 is a schematic view showing the structure of a solar cell having an oxide layer for blocking ultraviolet rays according to the present invention.

본 발명은 장수명 염료감응 태양전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 중 일부 파장의 자외선을 차단하는 차단막을 태양전지 표면에 형성하여 내구성을 향상시킨 장수명 염료감응 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to a long-life dye-sensitized solar cell, and more particularly, to a long-life dye-sensitized solar cell that improves durability by forming a blocking film on the surface of the solar cell to block ultraviolet rays of some wavelengths of sunlight.

태양전지는 내부의 반도체가 빛을 흡수하여 전자와 정공이 발생되는 광기전 효과를 이용하여 전류를 흐르게 하는 전지를 말한다. 종래, 상기와 같은 태양전지의 반도체로는 실리콘이나 갈륨 아세나이드(GaAs)와 같은 무기물을 n-p 접합하여 다이오드 형태로 한 반도체가 주로 사용되었다. 상기의 무기물 반도체는 에너지변환효율이 높은 반면 제조 비용이 높아 태양전지분야에서 그 활용 실적이 충분하지 못하였다.A solar cell refers to a battery in which an internal semiconductor absorbs light and flows current using a photovoltaic effect in which electrons and holes are generated. Conventionally, as the semiconductor of the solar cell as described above, a semiconductor in the form of a diode by n-p junction of an inorganic material such as silicon or gallium arsenide (GaAs) has been mainly used. The inorganic semiconductor has high energy conversion efficiency but high manufacturing cost, and thus, the utilization of the inorganic semiconductor was not sufficient.

상기와 같은 무기물 반도체의 문제점을 극복하기 위하여 상기 무기물 반도체를 유기염료로 대체하는 기술이 제안되었다. 통상적으로, 염료는 주로 가시광선대역의 빛을 잘 흡수함으로써 색을 갖는 것인데, 이를 이용한 태양전지는 상기 유기 염료가 빛을 흡수할 때, 전자와 정공으로 분리 된 후 다시 결합하는 소위 redox 반응을 통하여 전류를 생성시키는 것이다. 이러한 유형의 태양전지를 염료감응형 태양전지(Dye-sensitized solar cell)라 한다.In order to overcome the problems of the inorganic semiconductor as described above, a technique for replacing the inorganic semiconductor with an organic dye has been proposed. In general, dyes have a color mainly by absorbing light in the visible light band, and the solar cell using the same has a so-called redox reaction in which the organic dye is separated into electrons and holes and then recombined when the organic dye absorbs light. To generate a current. This type of solar cell is called a dye-sensitized solar cell.

도 1에 상기의 염료감응형 태양전지를 나타내었다. 상기 종래의 태양전지는 도 1에서 볼 수 있듯이, 빛이 공급되는 쪽을 상부로 하였을 때 상부에서부터 투명기판(1), 이산화 티타늄 층(2), 염료층(3), 전해질층(4), 전극층(5) 및 기판(6)으로 형성되어 있다. 상기 투명기판은 빛이 잘 투과되도록 하부에 ITO(In-doped SnO2) 또는 FTO(F-doped SnO2)와 같은 투명전극이 전면(全面)에 코팅된 유리와 같은 투명재질로 이루어진 기판이며, 그 하부에 형성되는 이산화 티타늄은 빛의 투과성을 높이고 염료가 용이하게 착색되도록 다공질 층을 형성하고 있다. 이산화 티타늄 층은 염료의 전자, 정공 분리반응에 의해 생성된 전자의 전도 통로가 되는 전극의 역할도 수행한다. 또한, 상기 염료층은 이산화 티타늄의 일측면, 즉 투명기판의 반대쪽에 위치한 이산화티타늄의 측면에서 부터 침착되어 있으며, 그 결과 이산화티타늄과 실질적으로 같은 층을 이루고 있다. 1 shows the dye-sensitized solar cell. In the conventional solar cell, as shown in FIG. 1, the transparent substrate 1, the titanium dioxide layer 2, the dye layer 3, the electrolyte layer 4, It is formed of the electrode layer 5 and the substrate 6. The transparent substrate is a substrate made of a transparent material such as glass coated with a transparent electrode such as ITO (In-doped SnO2) or FTO (F-doped SnO2) on the entire surface, so that light is transmitted well, Titanium dioxide formed in the porous layer is formed so that light transmittance is increased and the dye is easily colored. The titanium dioxide layer also serves as an electrode that serves as a conductive path for electrons generated by the electron and hole separation reaction of the dye. In addition, the dye layer is deposited from one side of titanium dioxide, that is, from the side of titanium dioxide located on the opposite side of the transparent substrate, resulting in a layer substantially the same as titanium dioxide.

상기 염료층 하부에는 전해질 층이 위치하는데, 태양전지 제조에 용이한 특성을 위하여 액체 상태로 존재한다. 상기 전해질 층은 상기 염료층에서 일어난 전자,정공 분리반응에 의해 생성된 정공이 회로를 경유하여 돌아온 전자와 반응하여 소멸되는 장소를 제공한다. An electrolyte layer is positioned below the dye layer, and exists in a liquid state for easy characteristics in manufacturing a solar cell. The electrolyte layer provides a place where holes generated by the electron and hole separation reaction generated in the dye layer react with the electrons returned through the circuit to disappear.

그런데, 상기에서 설명하였듯이 가시 광선대역에서 주로 반응하는 유기 염료들의 특성상 파장이 짧은(특히, 400nm 이하의 파장) 자외선 대역의 빛에는 상기의 전자, 정공 분리 반응을 일으키지 않는다. 또한, 상기 자외선은 태양전지 셀 내부로 흡수될 경우에는 태양전지에 치명적인 악영향을 미치게 된다. 즉, 상기 자외선이 태양전지 셀 내부로 흡수될 경우에는 이산화 티타늄의 광촉매 반응에 의해 상기 염료 및 아주 얇은 상기 염료 층을 사이에 두고 상기 이산화 티타늄과 접촉하는 액체 전해질이 변질될 우려가 있다. 또한, 액체 전해질을 사용하는 태양전지의 특성상 전해질의 주위를 밀봉(도시하지는 않았음)하게 되는데, 상기 전해질이 자외선에 노출될 경우 자외선의 높은 에너지로 인하여 전해질 및 염료로부터 가스를 발생시키고 그 가스에 의해 태양전지의 밀봉이 파손될 우려가 있다.However, as described above, the electron and hole separation reactions do not occur in light having a short wavelength (particularly, a wavelength of 400 nm or less) in the ultraviolet band due to the characteristics of the organic dyes mainly reacting in the visible light band. In addition, when the ultraviolet light is absorbed into the solar cell, it has a fatal adverse effect on the solar cell. That is, when the ultraviolet light is absorbed into the solar cell, there is a possibility that the liquid electrolyte contacting the titanium dioxide with the dye and the very thin dye layer interposed therebetween by the photocatalytic reaction of titanium dioxide. In addition, due to the nature of the solar cell using a liquid electrolyte is sealed (not shown) around the electrolyte, when the electrolyte is exposed to ultraviolet light due to the high energy of the ultraviolet light to generate a gas from the electrolyte and the dye to the gas The sealing of the solar cell may be broken by this.

그 결과, 태양전지의 수명은 저하되며 상기의 수명저하는 태양전지의 활용도를 낮추는 원인으로 작용한다.As a result, the life of the solar cell is reduced and the above lifespan acts as a cause of lowering the utilization of the solar cell.

따라서, 본 발명의 목적은 자외선으로 인한 수명감소를 방지할 수 있는 염료감응형 태양전지를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a dye-sensitized solar cell capable of preventing a decrease in life due to ultraviolet rays.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양전지는, 산화물층; 상기 산화물층 하부에 위치하고 상기 산화물층 반대쪽에 ITO 또는 FTO가 코팅된 투명기판; 상기 투명기판 하부에 위치하는 이산화티타늄(TiO2)층; 상기 이산화티타늄 층의 하부에 위치하고 일부가 이산화티타늄 층에 침착된 염료층; 상기 염료층 하부에 위치하는 전해질 층; 상기 전해질 층 하부에 위치하는 전극; 및 상기 전극 하부에 위치하는 기판;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The solar cell of the present invention for achieving the above object, the oxide layer; A transparent substrate disposed under the oxide layer and coated with ITO or FTO on an opposite side of the oxide layer; A titanium dioxide (TiO 2) layer positioned below the transparent substrate; A dye layer disposed under the titanium dioxide layer and partially deposited on the titanium dioxide layer; An electrolyte layer positioned below the dye layer; An electrode located under the electrolyte layer; And a substrate positioned below the electrode.

이때, 상기 산화물 층은 3.0 ~ 3.2eV 범위의 밴드 갭을 가지는 것이 바람직하다.At this time, the oxide layer preferably has a band gap in the range of 3.0 ~ 3.2eV.

또한, 상기 산화물 층은 TiO2, CeO2, ZnO 및 SrTiO3 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.In addition, the oxide layer is preferably one or two or more selected from the group consisting of TiO 2 , CeO 2 , ZnO, SrTiO 3 , and the like.

그리고, 상기 산화물 층의 두께는 0.05 ~ 1.0㎛인 것이 바람직하다.In addition, the oxide layer preferably has a thickness of 0.05 μm to 1.0 μm.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

본 발명의 발명자들은 상기와 같이 유해 자외선을 가능한한 차단하면서 가시광선으로 인한 전력 생산에는 문제가 없도록 하기 위한 태양전지의 구성에 대하여 깊이 연구한 결과, 상기 태양전지의 광투과측 면을 자외선만 선택적으로 차단하면 자외선이 셀 내부로 침투하지 않으면서 가시광선은 용이하게 침투할 수 있을 것이라는 것을 알 수 있었다.The inventors of the present invention have studied in depth the configuration of a solar cell to block harmful ultraviolet rays as much as possible, so that there is no problem in the power production due to visible light, as a result, only the ultraviolet light is selected on the light transmission side of the solar cell It was found that visible light could easily penetrate without blocking UV rays into the cell.

그 결과 도출된 본 발명의 태양전지는, 도 2에 기재되어 있듯이 상부에서부터 볼때 표면에 산화물층(7), 상기 산화물층 하부에 위치하고 상기 산화물층 반대쪽에 ITO 또는 FTO가 코팅된 투명기판(1)과 상기 투명기판(1) 하부에 위치한 이산화 티타늄 층(2), 상기 이산화티타늄 내에 침착된 염료층(3), 상기 염료층 하부에 위치한 전해질 층(4), 상기 전해질 층 하부에 위치한 전극층(5) 및 상기 전극층 하부에 위치한 기판(6)의 순서로 이루어져 있다.As a result, the solar cell of the present invention, as shown in FIG. 2, has an oxide layer 7 on the surface thereof and a transparent substrate 1 coated with ITO or FTO on the opposite side of the oxide layer when viewed from the top. And a titanium dioxide layer (2) located below the transparent substrate (1), a dye layer (3) deposited in the titanium dioxide, an electrolyte layer (4) located below the dye layer, and an electrode layer (5) located below the electrolyte layer (5). ) And the substrate 6 positioned below the electrode layer.

여기서 상기 산화물층(7)은 본 발명의 핵심을 이루는 구성요소로서 파장이 400nm 이하인 자외선 광을 차단할 수 있음과 동시에 전력을 생산하는데 필요한 가시광선 영역의 광은 통과할 수 있도록 하여야 할 필요가 있다. 상기와 같은 자외선광을 차단할 수 있기 위해서는 일정 범위의 밴드갭을 가지는 산화물을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 대상으로 하는 자외선 광은 400nm 이상의 자외선 대역의 광선이기 때문에 상기 산화물 층의 밴드갭은 3.0~3.2eV 범위인 것이 바람직하다. Here, the oxide layer 7 is a constituent element of the present invention. The oxide layer 7 needs to be able to block ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less and to transmit light in the visible light region required for power generation. In order to block the ultraviolet light as described above, it is preferable to use an oxide having a band gap in a predetermined range. Since the ultraviolet light targeted by the present invention is light in the ultraviolet band of 400 nm or more, the band gap of the oxide layer is preferably in the range of 3.0 to 3.2 eV.

또한, 본 발명의 발명자들의 연구결과에 따르면 상기 산화물 층은 TiO2, CeO2, ZnO 또는 SrTiO3 등과 같은 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기와 같은 산화물 층은 본 발명에서 목적으로 하는 3.0~3.2eV 범위의 밴드 갭을 가지기 때문에, 400nm 이하의 파장을 가지는 빛에 접하면 가전자 밴드에서 전도 밴드로 전자가 여기되면서 상기 빛을 흡수하게 된다. 따라서, 400nm 이하의 파장을 가지는 빛은 상기 산화물층을 통과하지 못하고 산화물층에 흡수하게 된다. 그러나, 가시광선은 상기 가전자 밴드에서 전도 밴드로 전자를 여기시킬만큼 주파수가 크지 않기 때문에(파장이 작지 않기 때문에) 상기 산화물 층에 흡수되지 않고 태양전지 내부로 전파되어 염료의 전자,정공 분리반응을 일으키며 전력을 생산하게 된다.In addition, according to the results of the inventors of the present invention, the oxide layer is preferably made of an oxide such as TiO 2 , CeO 2 , ZnO or SrTiO 3 . Since the oxide layer has a band gap in the range of 3.0 to 3.2 eV, which is the object of the present invention, when it comes into contact with light having a wavelength of 400 nm or less, electrons are excited from the valence band to the conduction band to absorb the light. do. Therefore, light having a wavelength of 400 nm or less does not pass through the oxide layer and is absorbed in the oxide layer. However, since visible light is not large enough to excite electrons from the valence band to the conduction band (the wavelength is not small), the visible light is not absorbed by the oxide layer and propagates into the solar cell, thereby separating electrons and holes from the dye. To generate power.

이때, 상기의 산화물 층은 0.05~1㎛ 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 만일 상기 산화물 층의 두께가 0.05㎛ 미만일 경우에는 자외선이 산화물층에 완전히 흡수되지 않고 그 일부가 태양전지 내부로 침투할 우려가 있으며, 상기 산화물 층의 두께가 1㎛를 초과할 경우에는 가시광선이 상기 산화물층을 통과하지 못하고 반사 또는 산란되어 버릴 수 있기 때문이다. 따라서, 산화물층의 두께는 0.05~1㎛ 사이인 것이 바람직하다.At this time, the oxide layer preferably has a thickness of 0.05 ~ 1㎛ range. If the thickness of the oxide layer is less than 0.05 μm, ultraviolet rays may not be completely absorbed by the oxide layer, and a part of the oxide layer may penetrate into the solar cell. If the thickness of the oxide layer exceeds 1 μm, visible light may be lost. This is because it may be reflected or scattered without passing through the oxide layer. Therefore, it is preferable that the thickness of an oxide layer is between 0.05-1 micrometer.

상기 산화물 층(7)의 하부에 형성된 투명기판(1)은 태양전지 자체를 투명 유리창으로 사용할 경우 빛의 투과를 방해하지 않고 태양전지를 물리적으로 지지하기 위한 것이기 때문에 투명도만 확보되면 사용가능하다. 투명 유리창으로 사용하지 않을 경우 불투명 기판을 사용해도 상관없다. 다만, 재료의 확보와 취급의 용이성을 고려하면 유리기판인 것이 바람직하다.The transparent substrate 1 formed under the oxide layer 7 may be used if only the transparency is secured because the transparent substrate 1 is used to physically support the solar cell without disturbing the transmission of light when the solar cell itself is used as a transparent glass window. If not used as a transparent glass window, an opaque substrate may be used. However, the glass substrate is preferable in consideration of securing the material and ease of handling.

상기 유리기판 하부에 형성되고 염료가 침착되는 이산화티타늄 층(2)은 다공질인 것이 바람직하다. 이는 상기 다공질의 공극사이로 염료가 용이하게 침착될 수 있도록 함과 동시에 광선이 용이하게 염료에 도달할 수 있도록 하기 위함이다. 이때, 상기 이산화티타늄 층은 5~40%의 공극률을 가지는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 공극률이 5% 미만일 경우에는 가시광선이 염료에 도달하는 비율이 너무 낮기 때문이고, 상기 공극률이 40%를 초과하는 경우에는 이산화 티타늄의 공극이 너무 많아 염료가 이산화 티타늄에 균일하게 착색되기 어렵기 때문이다.The titanium dioxide layer 2 formed below the glass substrate and onto which the dye is deposited is preferably porous. This is to allow the dye to be easily deposited between the porous pores and to allow the light to easily reach the dye. At this time, the titanium dioxide layer preferably has a porosity of 5 to 40%. The reason is that when the porosity is less than 5%, the rate of visible light reaching the dye is too low, and when the porosity is more than 40%, the amount of titanium dioxide is too large so that the dye is uniformly colored on titanium dioxide. Because it is difficult to be.

그리고, 상기 염료는 가시광선 대역에서 전자, 정공 분리가 일어나는 것이면 모두 가능하며 기존의 염료감응 태양전지에 사용되는 염료는 모두 사용가능하다. 상기와 같은 염료로는 polypyridyle ruthenium 착물 계열을 그 예로 들 수 있다.The dye may be used as long as electron and hole separation occur in the visible light band, and all dyes used in conventional dye-sensitized solar cells may be used. Examples of such dyes include polypyridyle ruthenium complexes.

또한, 상기 전해질층(4)은 액체전해질인 것이 바람직하며, 구체적으로는 I- /I3- 전해질 계열인 것이 바람직하다. 만일 전기전도도가 높은 고체전해질이 상기의 액체전해질과 같은 동일한 기능을 수행하면 적용해도 무방하다.In addition, the electrolyte layer 4 is preferably a liquid electrolyte, and specifically, I / I 3- electrolyte type. If a solid electrolyte having a high electrical conductivity performs the same function as the liquid electrolyte described above, it may be applied.

상기 전해질 층 하부에 위치한 전극(5)은 전류가 용이하게 흐를 수 있는 금속성 또는 산화물 재질이면 되고 그 재질의 특별한 제한은 없다. 또한 하부 기판(6)도 투명하거나 불투명하거나 관계없이 태양전지를 구조적으로 지지할 수 있는 구조이면 사용가능하다.The electrode 5 positioned below the electrolyte layer may be a metallic or oxide material through which current can easily flow, and there is no particular limitation on the material. In addition, the lower substrate 6 may also be used as long as it is transparent or opaque, as long as it can structurally support the solar cell.

(실시예)(Example)

이하, 첨부하는 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 방식을 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것이지 본 발명의 권리범위를 하기 실시예로 한정하기 위한 것은 아니라는 것에 주목할 필요가 있다. 본 발명의 권리 범위는 오로지 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 적법하게 확장되는 모든 사항에 미치는 것이기 때문이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that the following examples are provided to aid the understanding of the present invention, and not to limit the scope of the present invention to the following examples. This is because the scope of the present invention extends only to the matters described in the claims and all matters legally expanded therefrom.

1. 광투과도 시험1. Light transmittance test

투명 유리기판에 자외선 차단을 위한 산화물 층으로 이산화티타늄층을 형성한 다음 태양광선을 조사한 후 흡수 스펙트럼으로부터 가시광선과 파장 400nm 이하의 자외선의 흡수도를 측정하였다. 이산화티타늄층은 스핀코팅의 방법에 의해 유 리 기판 표면에 형성되도록 하였다. 이산화티타늄 층의 두께에 따른 효과를 관찰하기 위하여 반복코팅에 의해 이산화티타늄 층의 두께를 0, 0.2, 0.8, 1.5㎛ 로 변화시켰다. 상기 실험에 의해 광 흡수도를 측정한 결과, 층의 두께가 0㎛인 경우에는 가시광선과 자외선 모두 5% 미만의 광흡수도를 나타내었다. 층의 두께가 0.2㎛ 인 경우에는 가시광선의 광흡수도는 0.1%로 거의 흡수되지 않는 반면, 자외선의 광흡수도는 8%(400nm), 98%(300nm)로 대부분의 자외선이 산화물층에 흡수되는 것을 확인할 수 있었다. After forming a titanium dioxide layer as an oxide layer for blocking UV rays on the transparent glass substrate, and then irradiated with sunlight, the absorption of visible light and ultraviolet light of wavelength 400nm or less was measured from the absorption spectrum. The titanium dioxide layer was formed on the surface of the glass substrate by spin coating. In order to observe the effect of the thickness of the titanium dioxide layer, the thickness of the titanium dioxide layer was changed to 0, 0.2, 0.8, 1.5 μm by repeated coating. As a result of measuring the light absorbency by the above experiment, when the thickness of the layer was 0 μm, both the visible light and the ultraviolet light showed less than 5%. When the thickness of the layer is 0.2 μm, the absorbance of visible light is hardly absorbed by 0.1%, while the absorbance of ultraviolet light is 8% (400 nm) and 98% (300 nm), and most of the ultraviolet light is absorbed by the oxide layer. It could be confirmed.

이러한 경향은 층의 두께가 0.8㎛ 인 경우에도 마찬가지로, 가시광선의 광흡수도 0.3%, 자외선 광흡수도 28 ~ 99%를 나타내어 가시광선과 자외선의 광흡수도 모두 0.2㎛ 인 경우보다 높았으나 양호한 결과를 나타내었다. 그러나, 층의 두께가 1.5㎛인 경우에는 가시광선의 광흡수도가 현저히 감소하여 태양전지의 역할을 수행하기 어려운 정도의 결과를 나타내었다.(가시광선 0.3%, 자외선 46 ~ 100%) 따라서, 적절한 산화물 층의 두께는 0.05~1.0㎛ 사이인 것임을 알 수 있었다.Similarly, even when the layer thickness was 0.8 μm, the absorbance of visible light was 0.3% and the ultraviolet light absorption was 28-99%, respectively, which was higher than that of 0.2 μm. Indicated. However, when the thickness of the layer is 1.5 µm, the absorbance of visible light is remarkably reduced, which makes it difficult to perform the role of a solar cell (0.3% visible light, 46-100% ultraviolet light). It was found that the thickness of the oxide layer was between 0.05 and 1.0 µm.

2. 태양전지 수명시험2. Solar Cell Life Test

본 발명에 따라 유리기판 표면에 이산화티타늄 층 0.5㎛을 형성한 태양전지와 산화물층을 전혀 형성하지 않은 종래의 태양전지의 수명 시험을 실시하였다. 수명은 에너지 변환효율이 초기의 50% 이하로 감소할 때를 기준으로 하였다. 상기 시험결과 본 발명에 따른 태양전지는 기존 태양전지 대비 50%이상 수명이 연장되었 다.According to the present invention, a life test of a solar cell having a titanium dioxide layer of 0.5 µm on a glass substrate surface and a conventional solar cell having no oxide layer at all was carried out. Life was based on the reduction in energy conversion efficiency to less than 50% of the initial stage. As a result of the test, the solar cell according to the present invention has a 50% longer life span than the conventional solar cell.

상술한 바와 같이 표층에 400nm 이하의 파장을 가진 자외선을 차단할 수 있는 산화물층이 형성된 본 발명의 염료감응형 태양전지는 자외선에 의한 수명감소가 방지되어 종래의 염료감응형 태양전지보다 월등히 긴 수명을 가질 수 있다.As described above, the dye-sensitized solar cell of the present invention in which an oxide layer capable of blocking ultraviolet rays having a wavelength of 400 nm or less on the surface layer is prevented from reducing the lifespan due to ultraviolet rays, thereby providing a much longer life than conventional dye-sensitized solar cells. Can have

Claims (4)

산화물층;Oxide layer; 상기 산화물층 하부에 위치하고 상기 산화물층 반대쪽에 ITO 또는 FTO가 코팅된 투명기판;A transparent substrate disposed under the oxide layer and coated with ITO or FTO on an opposite side of the oxide layer; 상기 투명기판 하부에 위치하는 이산화티타늄(TiO2)층;A titanium dioxide (TiO 2) layer positioned below the transparent substrate; 상기 이산화티타늄 층의 하부에 위치하고 일부가 이산화티타늄 층에 침착된 염료층;A dye layer disposed under the titanium dioxide layer and partially deposited on the titanium dioxide layer; 상기 염료층 하부에 위치하는 전해질 층;An electrolyte layer positioned below the dye layer; 상기 전해질 층 하부에 위치하는 전극; 및An electrode located under the electrolyte layer; And 상기 전극 하부에 위치하는 기판;A substrate under the electrode; 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 장수명 염료감응형 태양전지.Long life dye-sensitized solar cell, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 산화물 층은 3.0 ~ 3.2eV 범위의 밴드 갭을 가지는 것을 특징으로 하는 장수명 염료감응형 태양전지.The long life dye-sensitized solar cell of claim 1, wherein the oxide layer has a band gap in a range of 3.0 to 3.2 eV. 제 2 항에 있어서, 상기 산화물 층은 TiO2, CeO2, ZnO 및 SrTiO3 등으로 이루 어진 그룹 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 장수명 염료감응형 태양전지.The long life dye-sensitized solar cell of claim 2, wherein the oxide layer is one or two or more selected from the group consisting of TiO 2 , CeO 2 , ZnO, SrTiO 3 , and the like. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화물 층의 두께는 0.05 ~ 1.0㎛인 것을 특징으로 하는 장수명 염료감응형 태양전지.The long life dye-sensitized solar cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the oxide layer has a thickness of 0.05 to 1.0 mu m.
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