KR20070062516A - 광전기화학 광전지 패널 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 개별 기판(1) 및 공유 기판(2)을 포함하며, 여기서 상기 기판들은 전기 전도체 또는 적어도 부분적으로 전기 전도체(3)로 코팅된 것이며, 적어도 하나의 기판은 광학적으로 투명하고, 공유 기판(2) 및 개별 기판(1) 사이에 각각이 감광 전극, 상대 전극 및 전해질을 포함하는 광전기화학 광전지가 있는 광전기화학 광전지 패널이 제공된다.
광전지, 투명 도전체, 스크린 인쇄, 산화 티타늄

Description

광전기화학 광전지 패널 및 그의 제조 방법{Photoelectrochemical Photovoltaic Panel and Method to Manufacture thereof}
본 발명은 광전기화학 광전지(photoelectrochemical photovoltaic cells, PPC)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 하나의 광전기원에 통합된 복수의 PEC를 포함하는 대형의 광전기화학 광전지 모듈(유연성 및 강성 모두)에 관한 것이다.
PEC의 예는 아래의 특허 명세서에 개시되어 있다:
US 4927721, Photoelectrochemical cell; Michael Graetzel, Paul Liska, 1990.
US 5350644, Photovoltaic cells; Michael Graetzel, Mohammad K Nazeeruddin, Brian O' Regan, 1994.
US 5525440, Method of manufacture of photo-electrochemical cell and a cell made by this method; Andreas Kay, Michael Graetzel, Brian 0' Regan, 1996.
US 5728487, Photoelectrochemical cell and electrolyte for this cell; Michael Graetzel, Yordan Athanassov, Pierre Bonhote, 1998.
WO 98/05084, Photoelectrochemical cell; S. Brodie et al.
US 6297900, Electrophotochromic Smart Windows and Methods; Gavin Tulloch, Igor Skryabin, 2000.
US 6555741, Methods to Implement Interconnects in Multi-cell Regenerative Photovoltaic Photoelectrochemical Devices; G.Phani, I.Skryabin, J.Hopkins, 2001.
US 6664623, Methods to Implement Sealing and Electrical Connections to Single Cell and Multi-cell Regenerative Photovoltaic Photoelectrochemical Devices; G.Phani, J.Hopkins, D.Vittorio, I.Skryabin, 2002.
상기 특허들에 개시된 유형과 같은 광전기화학 광전지(PPC)는 전형적으로 두 개의 기판 사이에 라미네이트 구성으로 만들어진다. 전형적인 구성에서, 적어도 하나의 기판은 가시광선에 대해 투과성이고 투명한 지지대(전형적으로 강성 모듈에는 유리, 유연성 모듈에는 플라스틱)를 포함하고, 그것에 투명 도전성(transparent electrically conductive, TEC) 코팅이 입혀진다. 다른 기판은 꼭 가시광선에 대해 투과성일 필요는 없다. 불투명 기판에 적합한 여러 물질들이 종래 기술에 기술되어 있다:
- 유리, 세라믹 또는 중합체에 의해 지지된 금속박 필름(thin metallic films),
- 금속 호일,
- 금속 망,
- 탄소계 전도체(carbon based conductors).
그러나, 통상 산화 금속을 포함하는 TEC 코팅은, 일반의 금속 전도체와 비교하면 높은 저항을 가져서, 광역 전지에 있어서 높은 저항 손실을 야기한다. 따라서, 실제 적용에서, 이러한 전지들은 모듈로 결합된다.
모듈의 크기는, 그러나, 모듈의 균일한 두께(전형적으로 20-50 마이크로미터)를 유지할 필요에 의해 제한된다. 대형 광전지 광전기화학 패널(photovoltaic photoelectrochemical panel, PPP)을 만들기 위해서, 모듈들이 전기적으로 연결되고, 둘 중 하나는 투명한 두 개의 추가적인 대형 판유리 사이에 적층된다(예를 들어, 호주 디자인출원 제2093/2002호 참조). 이러한 패널의 제조는 그러나, 추가적인 제조 설비 및 과정이 필요하다.
본 발명의 목적은 비용 효율적인 대형 광전지 광전기화학 패널을 제공하는 것이다.
개략적으로 본 발명은 하나의 공유 기판 및 복수의 개별 기판을 포함하는 광전기화학 광전지 패널(PPP)을 제공한다. 공유 기판은 전기 전도체이거나 또는 적어도 부분적으로 도전성 물질로 코팅된 것이다. 유사하게, 개별 기판은 모두 도전체이거나 또는 적어도 부분적으로 도전성 물질로 코팅된 것이다.
일 실시예에서 공유 기판은 태양 복사광선의 적어도 일부에 대해 투과성이다.
다른 실시예에서, 개별 기판은 모두 태양 복사광선의 적어도 일부에 대해 투과성이다.
또 다른 실시예에서, 개별 기판 및 공유 기판(이하, 기판들)은 모두 태양 복사광선의 적어도 일부에 대해 투과성이다.
또 다른 실시예에서, 상기 도전성 물질은 투명 전자 전도체(transparent electronic conductor, TEC) 예를 들어 불소 도핑된 산화주석 또는 산화 인듐-주석이다.
광전기화학 광전지(PPC)는 공유 기판 및 개별 기판 사이에 형성된다. 각 광전기화학 광전지는 감광 전극, 상대전극 및 상기 감광성 전극 및 상대 전극 사이에 산재된 전해질을 포함한다. 감광성 전극은 전형적으로 염료의 박층으로 감광된 나노입자 광역 밴드 반도체(예를 들어 이산화티타늄)를 포함한다.
일 실시예에서 광전기화학 광전지의 감광 전극은 공유 기판에 의해 지지되는 한편 광전기화학 광전지의 상대 전극은 개별 기판에 의해 지지된다.
다른 실시예에서 감광 전극 중 오직 일부만이 공유 기판에 의해 지지되고 나머지 감광전극들는 개별 기판에 의해 지지된다.
본 발명의 실제 구현에서 상당한 수의 광전기화학 광전지가 한 패널에 형성될 수 있도록 하기 위해 공유 기판은 각 개별 기판보다 상당히 크다. 본 발명에서 공유 기판의 형태에 특별한 제한을 가하지 않지만, 사용목적 및 제조, 특히 공유 기판과 모든 개별 기판이 유연성 물질로 만들어지는 경우에 바람직한 롤-대-롤 제조에 대해 직사각형이 유리하다.
본 발명의 일 관점에서, 공유 기판은 전기적으로 절연된 구역들로 나뉜다; 각 구역은 적어도 하나의 인접한 개별 기판을 마주하며, 광전기화학 광전지가 개별 기판 및 공유 기판의 마주하는 절연된 구역 사이에 형성된다. 본 발명의 이 관점에 따른 일 실시예에서, 기판의 적어도 하나는 투명 전자 전도체(Transparent Electronic Conductor, TEC)로 코팅된 유리로 만들어진다.
본 발명의 이 관점에 따른 다른 실시예에서, 적어도 하나의 기판은 투명 전자 전도체로 코팅된 중합체 물질로 만들어진다.
또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 기판은 금속 또는 금속 합금으로 만들어진다. 바람직한 금속은 티타늄, 텅스텐, 니켈, 아연 또는 스테인레스 스틸과 같은 합금을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 기판의 적어도 하나는 불침투성 질화물로 코팅된 금속(예: TiN)으로 만들어진다.
또 다른 실시예에서, 기판의 적어도 하나는 금속 호일 또는 금속망으로 구성된다.
또 다른 실시예에서, 기판의 적어도 하나는 금속으로 코팅된 또는 금속 호일로 적층된 중합체 시트로 구성된다.
또 다른 실시예에서, 공유 기판은 투명 전자 전도체(TEC)로 코팅된 중합체 물질로 구성되며, 모든 개별 기판은 금속 호일로 구성된다.
바람직한 실시예에서, 공유 기판은 투명 전자 전도체(TEC)로 코팅된 중합체 물질로 만들어지고 모든 개별 기판은 금속 호일로 구성되며, 여기서 상기 광전기화학 광전지의 상기 감광 전극은 개별 기판 상에 형성되고 상대 전극은 공유 기판 상에 형성된다.
바람직한 실시예에서, 공유 기판은 투명 도전체(TEC)로 코팅된 중합체 물질로 만들어지고, 모든 개별 기판은 금속 호일로 구성되며, 여기서 상기 광전기화학 광전지의 감광성 전극은 개별 기판 상에 형성되고, 상대 전극은 공유 기판 상에 형성된다.
본 발명은 다양한 형태 및 크기의 개별 기판을 제공하지만, 저항 손실을 최소화하기 위해 원형의 개별 기판(및 광전기화학 광전지 전극)을 이용하는 것이 바람직하다. 원형의 또 다른 이점은 각 광전기화학 광전지가 개별 기판의 둘레를 따라 밀봉될 필요가 있기 때문에, 광전기화학 광전지 전극의 주어진 면적에 대한 둘레(perimeter)를 최소화한다는 것이다. 각 광전기화학 광전지의 크기는 전도체의 유형에 따른다. 개별 기판의 크기는 선택된 투명 전자 전도체 물질의 저항에 따른다. 그것은 투명 전자 전도체 물질의 저항이 약 10 Ohms/스퀘어일 때 각 광전기화학 광전지의 최대 태양 작용 직경(full sun operations diameter)이 10-15mm를 넘지 않도록 확립되었다.
바람직한 실시예에서, 개별 기판은 공유 기판의 선택된 전기적으로 절연된 구역들에 전기적으로 연결된다. 이것은 광전기화학 광전지 간의 전기 연결을 가능하게 하여 광전기화학 광전지 패널의 양 전극(terminal) 동력원을 형성하게 한다. 광전기화학 광전지를 동력원의 음극 및 양극 모두가 공유 기판에 위치하도록 연결하는 것이 유리하다.
본 발명의 다른 관점에서, 제2 도전성 물질의 패턴이 적어도 하나의 기판 상에 형성된다. 이 물질은 제1 도전성 물질의 전도율(conductivity)보다 높은 전도율을 갖도록 선택된다. 제2 도전성 물질은 기판의 광학적 투명도의 상당한 감소 없이 기판의 전도율을 높인다. 제2 도전성 물질의 예는 스크린 인쇄, 진공 마스크 침착법(vacuum mask deposition), 전기 도금 등을 사용하여 기판에 침착된 금속(예컨대 Ag, Cu, Au) 트랙을 포함한다.
일 실시예에서, 도전성 물질은 광택(glazing) 물질 또는 중합체 물질의 불 침투성 보호층에 의해 보호된다. 이러한 보호층은 도전성 물질이 상기 광전기화학 광전지의 전해질에 노출될 때 특히 중요하다.
다른 실시예에서, 제2 도전성 물질의 패턴은 높은 광학적 투과율이 필요한 기판의 부분(감광 전극 아래 또는 맞은편)이 상대적으로 얇은 TEC(제1 도전성 물질)로 코팅되고, 한편 높은 전기 전도율이 필요한 기판의 다른 부분이 두꺼운 도전성 물질(또는 제2 도전성 물질)로 코팅되도록 제1 도전성 물질의 두께를 변화시킴으로써 생성된다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 작은 구멍들이 공유 기판 또는 공통 기판에 마련된다. 이 구멍들은 상기 전해질로 전지를 채울 때 사용한다. 구멍들은 중합체 물질, 바람직하게는 고온 용융 중합체 물질과 금속 호일을 포함하는 라미네이트에 의해 추가로 밀봉된다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 공유 기판의 적어도 하나의 절연된 구역은 전기적으로 절연된 서브구역들로 추가로 나뉘고, 마주하는 개별 기판도 역시 전기적으로 절연된 서브구역들로 나뉘며, 각 광전기화학 광전지가 두 마주하는 서브구역들(하나는 공유 기판 상, 다른 하나는 개별 기판 상)의 부분 사이에 형성되고, 인접한 광전기화학 광전지들은 연결 물질에 의해 일렬로 전기적으로 연결된다.
일련의 전지들의 연결을 가능하게 하기 위해, 연결 물질은 상기 광전기화학 광전지의 n번째 감광 전극에 인접한 서브 구역의 분리된 부분과 상기 광전기화학 광전지의 (n+1)번째 상대 전극에 인접한 서브 구역의 분리된 부분 사이에 놓인다.
일 실시예에서, 연결물질은 금속 입자 및/또는 흑연 플레이크를 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 연결 물질은 금속 와이어, 와이어 브레이드 (wire braid) 또는 와이어 플레이트(wire plait)를 포함한다.
또 다른 실시예에서 상기 전기적으로 연결하는 물질은 금속망을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 연결 물질의 도전성 성분은 불침투성 전기 절연 물질, 바람직하게는 중합체 물질에 의해 광전기화학 광전지의 전해질로부터 보호되는데, 거기에 도전성 성분이 묻힌다.
바람직한 실시예에서, 상기 중합체 물질은 고온 용융 물질이다.
한 방법에서 절연성 고온 용융 물질은 금속성 연결 물질에서 생성되는 열 때문에 용융되어 양 기판에 부착된다. 본 발명은 고온 용융 물질의 용융 및 부착에 알맞은 열을 생성하기 위해 연결 물질을 통과하는 전류를 제공한다. 바람직한 방법에서, 열은 전자기장의 유도 작용(inductive action)에 의해 생성된다.
개별 기판이 공통 기판에 부착될 때 개별 기판들 사이에 형성되는 공간에 주목한다.
일 실시예에서, 이 공간들은 밀봉 실란트(hermetic sealant)로 채워진다.
다른 실시예에서, 광전기화학 장치의 장기간의 안정성을 보장하기 위해 수분 흡수 물질(예: 분자체)가 이 공간들에 놓인다.
또 다른 실시예에서 이 공간들은 광전기화학 전지 내의 전해질에 쓰이는 것과 같은 화학적 성질을 가지는 용매로 완전히 또는 부분적으로 채워진다. 이것은 전지 내에서 용매의 손실로 인해 야기되는 장기간의 저하(degradation) 효과를 최소화한다.
본 발명의 특징이 넓게 설명되었는데, 그 실시예들이 오직 예로서, 첨부된 도면을 참고하여 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 형성된 PPP의 3D 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에서 따라 형성된 광전기화학 광전지 패널의 부분적인 단면의 확장도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따라 형성된 광전기화학 광전지 패널의 부분적인 단면의 확장도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 형성된 광전기화학 광전지 패널의 부분적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따라 형성된 광전기화학 광전지 패널의 유연성 공유 기판의 3D 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따라 형성된 유연성 광전기화학 광전지 패널의 3D 개략도이다.
도 1을 참고하면, 광전기화학 광전지 패널의 3D 개략도가 도시되었다. 이 패널은 12개의 개별 기판(1)과 하나의 공유 기판(2)을 포함한다. 기판들은 TEC (불소 도핑된 산화주석) 층(3)으로 코팅되었다. 투명 도전체(3)의 전기적으로 절연된 구역은 상기 전도체를 절연선(4)을 따라 제거함으로써 형성되었다. 이 공정은 레이저방사선을 이용하고 모든 기판에 적용될 수 있다. 도 1의 3D 도면은 오직 공유 기판 상의 이 선들만 가시화하였다. 공통 기판의 절연 구역(5)과 마주하는 개별 기판의 절연 구역들의 부분 사이에 광전기화학 광전지가 형성되었다. 광전기화학 광전지(PPC)는 광전기화학 광전지 패널의 2개의 출력 전극을 형성하도록 상호연결되었다. 전극들은 Ag 모선(bus-bars)(6)을 적층함으로써 형성되었다. 평면 A에 의한 단면도는 도 2에 도시되었다.
도 2를 참고하면, 3개의 개별 기판을 포함하는 단면이 도시되었다. 공유 기판(2)(또한 유리) 및 개별 기판(1)은 투명 도전체(TEC) 층(3)으로 코팅되었다. 전기적으로 절연된 구역들은 선(4)을 따라 투명 도전체 물질을 제거함으로써 형성되었다. 상대 전극(7)(Pt계 촉매의 초박층)은 개별 기판(1)의 전기적으로 절연된 구역들의 부분 상에 형성되는데, 표준 스크린 인쇄 기술을 이용한다. 감광 전극(8)은 공유 기판(2)의 절연 구역(3a)의 부분 상에 형성된다. 감광 전극(8)은 Ru계 염료로 감광된 이산화 티타늄의 나노입자층(15 마이크론 두께)으로 구성된다. 이산화 티타늄 나노입자층의 형성(스크린 인쇄 후 굽기에 의해) 및 감광은 종래 기술에 잘 알려진 표준 방법에 따라 수행되었다. 광전기화학 광전지는 실리콘계 매트릭스에 묻 힌 W 입자들을 포함하는 연결 물질(9)에 의해 상호연결되고 공유 기판의 작은 충전 구멍(미도시)들을 통해 산화환원 전해질(10)로 채워진다. 외부의 음극 및 양극(8)은 Ag 모선을 부착하여 생성된다.
도 3을 참고하면, 오직 하나의 개별 기판(1)만을 도시하는 제2 실시예의 단면도가 도시되었다. 이 도면의 번호 붙여진 모든 구성요소들은 도 1 및 도 2의 것을 따른다. 이 실시예는 감광 전극이 개별 기판 상에 형성되고 상대 전극이 공통 기판 상에 형성되었다는 점에서 본 발명의 제1 실시예와 다르다.
도 4를 참고하면, 오직 1개의 개별 기판을 도시하는 광전기화학 광전지 패널의 부분 평면도가 도시되었다. 추가적으로, 밀봉 물질(11) 및 충전 구멍(12)이 도시되었다. 이 구멍들은 전해질로 전지의 진공 후면 충전(vacuum back filling)을 하기 위해 쓰였다.
도 5를 참고하면, 공유 유연성 기판(2)이 본 발명의 제3 실시예에 따라서 마련되었다. 상기 기판은 투명 전자 전도체(3)에 의해 코팅된 플라스틱 시트로 구성되었다. 투명 전자 전도체(3)는 절연선(4)에 의해 4개의 전기적으로 절연된 구역들로 나눠졌다. TEC 물질의 도전성을 향상시키기 위해 그리고 전기 연결을 제공하기 위해 4개의 Ag 모선(6)이 도면에 도시된 바와 같이 TEC 상에 적층되었다. 공유 기판의 (4개 중의) 3개의 절연 구역의 일부 상에 원형의 상대 전극들이, 8개의 동일 간격으로 이격된 상대 전극들이 상기 3개의 절연 구역 각각에 속하도록 형성되었다. 이것은 공유 기판의 평행으로 연결된 각 절연된 구역에 8개의 광전기화학 광전지를 제공한다. 8개의 광전기화학 광전지의 3 그룹은 또한 도 6에 도시된 바와 같 이 일렬로 연결될 수 있다.
도 6을 참고하면, 유연성 광전기화학 광전지 패널이 본 발명의 제3 실시예에 따라 마련되었다. 본 발명은 미리 만들어진 공유 기판(세부적인 것은 도 5에 도시)과 24개의 개별 기판(1)을 이용한다. 각 개별 기판은 Ti 호일을 포함하고, 그 위에 감광 전극이 형성되었다. 개별 기판은 개별 기판의 감광 전극들이 공유 기판의 상대 전극들과 마주하도록 공유 기판으로 밀봉되었다. 24개의 광전기화학 광전지들은 감광 전극과 마주하는 상대 전극 사이의 공간을 산화환원 전해질로 채움으로써 형성되었다. 전지들은 외부 전기 연결기(13)에 의해 3개의 그룹으로 평행하게 연결되었고 전기 점프(14)에 의해 일렬로(3개의 그룹이) 연결되었다. 광전기화학 광전지 패널의 음극 및 양극이 또한 도시되었다.
본 발명에 의해 비용 효율적인 대형의 광전기화학 광전지 패널이 제공된다.

Claims (32)

  1. 복수의 개별 기판 및 하나의 공유 기판(이하 기판들)을 포함하는 광전기화학 광전지 패널(Photoelectrochemical Photovoltaic Panel, PPP)에 있어서,
    상기 기판들은 도전체이거나 또는 적어도 부분적으로 도전성 물질로 코팅된 것이며,
    적어도 하나의 기판은 태양 광선의 적어도 일부에 대해 실질적으로 투명(광학적으로 투명)하고,
    감광 전극, 상대 전극 및 상기 감광 전극과 상대 전극 사이에 산재된 전해질을 각각 포함하는 광전기화학 광전지가 상기 공유 기판과 개별 기판들 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 기판은 투명 도전체(Transparent Electrical Conductor, TEC)로 코팅된 광학적으로 투명한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광학적으로 투명한 물질은 유리 또는 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 투명 도전체는 불소 도핑된 산화 주석, 산 화 인듐 주석 또는 금속망을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  5. 제1항에 있어서, 모든 기판이 광학적으로 투명한 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  6. 제1항에 있어서, 상기 공유 기판은 금속시트 또는 호일로 구성되며 모든 개별 기판은 광학적으로 투명한 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  7. 제1항에 있어서, 상기 개별 기판들은 금속 시트 또는 호일로 구성되며 상기 공유 기판은 광학적으로 투명한 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  8. 제1항에 있어서, 상기 감광 전극은 염료의 박층으로 감광된 나노입자 광역 밴드 반도체(예: 이산화 티타늄)를 포함하며 상기 기판들 중의 하나 또는 그것의 도전성 물질에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광전기화학 광전지의 감광 전극은 공유 기판에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광전기화학 광전지의 감광 전극 중 적어도 일부는 공 유 기판에 의해 지지되고, 나머지 광전기화학 광전지의 감광 전극들은 개별 기판에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  11. 제1항에 있어서, 상기 공유 기판은 직사각형인 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  12. 제1항에 있어서, 상기 개별 기판은 직사각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  13. 제1항에 있어서, 상기 공유 기판은 전기적으로 절연된 구역들로 나뉘고, 각 구역들은 적어도 하나의 인접한 개별 기판과 마주하며, 상기 광전기화학 광전지들은 개별 기판과 공유 기판의 마주하는 절연된 구역 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  14. 제13항, 제4항 및 제7항에 있어서, 상기 공유 기판은 투명 도전체로 코팅된 중합체 물질로 만들어지고, 모든 개별 기판은 금속 호일로 구성되며, 상기 광전기화학 광전지의 감광 전극은 개별 기판 상에 형성되고 상대 전극은 공유 기판의 상기 전기적으로 절연된 구역들의 일부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  15. 제14항에 있어서, 개별 기판은 공통 기판의 선택된 전기적으로 절연된 구역에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  16. 제2항에 있어서, 투명 도전체 물질의 도전성은 제2 도전성 물질의 패턴을 만듦으로써 향상되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2 도전성 물질의 패턴은 투명 도전체 층 상에 형성된 금속 트랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  18. 제17항에 있어서, 상기 금속 트랙은 광택 물질 또는 중합체 물질의 불침투성 보호층에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제2 도전성 물질은 높은 광학적 투과도가 필요한 기판의 구역(감광 전극 아래 또는 맞은편)이 상대적으로 얇은 투명 도전체(제1 도전성 물질)로 코팅되고 높은 도전성이 필요한 기판의 다른 구역이 두꺼운 투명 도전체(제2 도전성 물질로 코팅되도록 투명 도전체 코팅의 두께를 증가시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  20. 제13항에 있어서, 작은 구멍들이 개별 및/또는 공유 기판 상에 마련되며, 상기 구멍들은 전해질로 광전기화학 광전지를 채울 때 쓰이는 것을 특징으로 하는 광 전기화학 광전지 패널.
  21. 제20항에 있어서, 광전기화학 광전지를 전해질로 채운 후에 상기 구멍들은 중합체 물질로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  22. 제21항에 있어서, 상기 중합체 물질은 금속 호일로 라미네이트된 고온 용융 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  23. 제13항에 있어서, 상기 공유 기판의 적어도 하나의 절연된 구역은 전기적으로 절연된 서브 구역으로 추가로 나뉘고, 마주하는 개별 기판도 또한 전기적으로 절연된 서브 구역들로 나뉘며, 각 광전기화학 광전지가 마주하는 두 개의 서브 구역들(하나는 공통 기판 상에 다른 하나는 개별 기판 상에)의 부분 사이에 형성되며, 인접한 광전기화학 광전지 패널은 연결 물질에 의해 일렬로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  24. 제23항에 있어서, 상기 연결 물질은 상기 광전기화학 광전지의 n번째 감광 전극에 인접한 서브 구역의 분리된 부분과 상기 광전기화학 광전지의 (n+1)번째 상대 전극에 인접한 서브 구역의 분리된 부분 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  25. 제23항에 있어서, 상기 연결 물질은 금속 미립자 및/또는 흑연 플레이크를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  26. 제23항에 있어서, 상기 연결 물질은 금속 와이어, 금속 망, 와이어 브레이드(wire braid) 또는 와이어 플레이트(wire plait)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 연결 물질은 전도성 성분이 묻히는 불침투성 전기 절연 물질, 바람직하게는 중합체 물질에 의해 광전지의 전해질로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  28. 제27항에 있어서, 상기 중합체 물질은 고온 용융 물질인 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  29. 제28항에 있어서, 상기 고온 용융 물질은 연결 물질 내에서 생성된 열 때문에 용융하여 마주하는 기판들에 부착되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  30. 제29항에 있어서, 상기 열은 전자기장의 유도 작용에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  31. 제13항에 있어서, 개별 기판들이 공유 기판에 부착될 때 개별 기판들 사이에서 형성되는 공간은 밀봉 실란트로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
  32. 제31항에 있어서, 상기 공간은 분자체와 같은 수분 흡수 물질로 채워지는 것을 특징으로 하는 광전기화학 광전지 패널.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8586855B2 (en) 2010-05-17 2013-11-19 Lg Electronics Inc. Solar cell module
KR101441607B1 (ko) * 2014-02-13 2014-09-24 인천대학교 산학협력단 고효율 광전소자 및 그 제조방법

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101485037B (zh) * 2006-07-06 2011-06-15 夏普株式会社 染料敏化太阳能电池组件及其制备方法
WO2008093110A2 (en) * 2007-02-02 2008-08-07 G24 Innovations Limited Method of preparing a primary electrode array for photovoltaic electrochemical cell arrays
WO2009089562A1 (en) * 2008-01-16 2009-07-23 3G Solar Ltd Photovoltaic module
EP2277184A4 (en) * 2008-02-26 2012-01-04 Dyesol Ltd SUB-ASSEMBLY FOR USE IN THE MANUFACTURE OF PHOTOELECTROCHEMICAL DEVICES AND PROCESS FOR PRODUCING A SUBASSEMBLY
GB0900082D0 (en) 2009-01-06 2009-02-11 Fulvens Ltd Method and apparatus for secure energy delivery
US8669468B2 (en) * 2010-01-19 2014-03-11 Samsung Sdi Co., Ltd. Photoelectric conversion module
US20110225821A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 DuPont Apollo Ltd. Process of electrically connecting electrodes of a photovoltaic panel
CA2797615A1 (en) 2010-04-27 2011-11-10 University Of Florida Research Foundation, Inc. Electronic gate enhancement of schottky junction solar cells
CN102243921A (zh) * 2010-05-14 2011-11-16 福盈科技化学股份有限公司 具金属线层的染料敏化太阳能电池及其电极
KR101137378B1 (ko) * 2010-07-16 2012-04-20 삼성에스디아이 주식회사 염료감응 태양전지
KR101144038B1 (ko) * 2010-11-11 2012-05-24 현대자동차주식회사 곡면형 염료감응 태양전지 및 그 제조방법
US20120180850A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 Kim Sung-Su Photoelectric conversion module and method of manufacturing the same
JP5267608B2 (ja) * 2011-04-07 2013-08-21 大日本印刷株式会社 色素増感型太陽電池素子モジュール
JP5991092B2 (ja) * 2012-09-04 2016-09-14 大日本印刷株式会社 有機系太陽電池素子モジュールの製造方法
KR20140045015A (ko) * 2012-10-05 2014-04-16 주식회사 동진쎄미켐 염료감응 태양전지 모듈 및 그 제조 방법
CN103915260B (zh) * 2012-12-26 2018-07-20 凯惠科技发展(上海)有限公司 柔性钛基染料敏化太阳能电池模块、制作方法和电源
JP5817783B2 (ja) * 2013-05-09 2015-11-18 大日本印刷株式会社 色素増感型太陽電池素子モジュール
JP6267035B2 (ja) * 2014-03-28 2018-01-24 積水化学工業株式会社 色素増感太陽電池セルの組込構造及び発電ブラインド用スラット
KR102233877B1 (ko) 2019-04-01 2021-03-30 엘지전자 주식회사 태양 전지 패널 및 이의 제조 방법
CN112670376B (zh) * 2021-03-16 2021-06-25 常州时创能源股份有限公司 太阳能电池片的连接方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3308269A1 (de) * 1983-03-09 1984-09-13 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh Solarzelle
US4517403A (en) * 1983-05-16 1985-05-14 Atlantic Richfield Company Series connected solar cells and method of formation
JPS60170270A (ja) * 1984-02-15 1985-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 太陽電池素子のパツケ−ジ構成法
CH674596A5 (ko) 1988-02-12 1990-06-15 Sulzer Ag
ES2080313T3 (es) 1990-04-17 1996-02-01 Ecole Polytech Celulas fotovoltaicas.
US5501744A (en) * 1992-01-13 1996-03-26 Photon Energy, Inc. Photovoltaic cell having a p-type polycrystalline layer with large crystals
DE4207659A1 (de) 1992-03-11 1993-09-16 Abb Patent Gmbh Verfahren zur herstellung einer photoelektrochemischen zelle sowie eine demgemaess hergestellte zelle
DE9308513U1 (de) * 1993-05-25 1994-01-20 Hoffmann, Thomas, 12559 Berlin Anordnung für eine Serienverschaltung von photoelektrochemischen (PEC-) Solarzellen
DE69416428T2 (de) 1993-12-29 1999-09-16 Ecole Polytech Photoelektrochemische zelle und elektrolyt für diese zelle
DE4416247A1 (de) * 1994-05-07 1995-11-09 Andreas Dr Kay Monolithische, serienverschaltete, farbstoffsensibilisierte photovoltaische Module
WO1997016838A1 (en) * 1995-10-31 1997-05-09 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne A battery of photovoltaic cells and process for manufacturing the same
AUPO129496A0 (en) 1996-07-26 1996-08-22 Broken Hill Proprietary Company Limited, The Photoelectrochemical cell
DE19640616A1 (de) * 1996-10-01 1998-04-02 Bernd Dr Penth Photoelektrochemische Zelle
IT1285994B1 (it) 1996-11-25 1998-06-26 Eliodoro S A Metodo per aumentare l'efficienza di celle foto-elettro-chimiche e celle foto-elettro-chimiche ottenute con tale metodo
AUPO816097A0 (en) 1997-07-22 1997-08-14 Sustainable Technologies Australia Limited Combined electrochromic and photovoltaic smart window devices and methods
JPH11273753A (ja) 1998-03-25 1999-10-08 Sekisui Chem Co Ltd 色素増感型光電池
SE518454C2 (sv) * 1999-01-15 2002-10-08 Forskarpatent I Uppsala Ab Metod för framställning av en elektrokemisk cell samt elektrokemisk cell
WO2000048212A1 (de) * 1999-02-08 2000-08-17 Kurth Glas + Spiegel Ag Photovoltaische zelle und verfahren zu deren herstellung
AUPP931799A0 (en) 1999-03-18 1999-04-15 Sustainable Technologies Australia Limited Methods to implement interconnects in multi-cell regenerative photovoltaic photoelectrochemical devices
AUPP967799A0 (en) 1999-04-09 1999-05-06 Sustainable Technologies Australia Ltd Methods to implement sealing and electrical connections to single cell and multi-cell regenerative photovoltaic photoelectrochemical devices
US6706963B2 (en) * 2002-01-25 2004-03-16 Konarka Technologies, Inc. Photovoltaic cell interconnection
JP5081345B2 (ja) * 2000-06-13 2012-11-28 富士フイルム株式会社 光電変換素子の製造方法
JP2001357897A (ja) * 2000-06-14 2001-12-26 Fuji Xerox Co Ltd 光電変換モジュール
JP4037618B2 (ja) * 2001-04-13 2008-01-23 アイシン精機株式会社 色素増感型太陽電池及びその製造方法
US7323635B2 (en) 2001-06-15 2008-01-29 University Of Massachusetts Photovoltaic cell
JP2003068373A (ja) * 2001-08-24 2003-03-07 Aisin Seiki Co Ltd 色素増感型太陽電池
JP2004119305A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Hitachi Maxell Ltd 光電変換素子及びそれを用いた光電変換素子モジュール
JP2004164970A (ja) * 2002-11-12 2004-06-10 Fujikura Ltd 電極基板および光電変換素子
JP4161688B2 (ja) 2002-11-18 2008-10-08 アイシン精機株式会社 湿式太陽電池
JP2004319383A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Sharp Corp 色素増感太陽電池モジュール
JP4411955B2 (ja) * 2003-12-10 2010-02-10 パナソニック電工株式会社 光電変換素子モジュール
JP5086520B2 (ja) * 2004-07-15 2012-11-28 パナソニック株式会社 光電変換素子モジュール

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8586855B2 (en) 2010-05-17 2013-11-19 Lg Electronics Inc. Solar cell module
US8835744B2 (en) 2010-05-17 2014-09-16 Lg Electronics Inc. Solar cell module
KR101441607B1 (ko) * 2014-02-13 2014-09-24 인천대학교 산학협력단 고효율 광전소자 및 그 제조방법
WO2015122581A1 (ko) * 2014-02-13 2015-08-20 인천대학교 산학협력단 고효율 광전소자 및 그 제조방법
US10566475B2 (en) 2014-02-13 2020-02-18 Icheon University Industry Academic Cooperation Foundation High-efficiency photoelectric element and method for manufacturing same

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