KR20090107861A - 겔형 전해질 및 이를 이용한 염료감응 태양전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수소 결합 관능기당 2개 이상의 수소 결합 자리를 갖는 비휘발성 고분자 용매를 포함하는 겔형 전해질과, 서로 대향된 제1전극 및 제2전극; 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되고, 염료가 흡착되어 있는 다공질막; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되어 있고 수소 결합 관능기당 2개 이상의 수소 결합 자리를 갖는 비휘발성 고분자 용매를 포함하는 겔형 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지를 제공한다.
Description
본 발명은 겔형 전해질 및 이를 이용한 염료감응 태양전지에 관한 것이다.
염료감응 태양전지는 염료 분자가 흡착된 반도체 산화물 나노입자층을 포함한 광음극, 백금 촉매를 포함한 상대전극 및 산화환원 이온쌍을 포함한 전해질로 구성된다. 그 중에서 전해질은 태양전지의 광전효율과 내구성을 좌우하는 핵심요소로서, 종래에는 주로 액상 전해질을 사용한다.
그런데 액상 전해질은 휘발성 유기용매를 함유하므로 휘발성 유기용매의 휘발 및 누액 현상이 쉽게 발생하여 태양전지의 내구성을 저하시킨다. 따라서 염료 감응 태양전지의 내구성을 향상시키기 위해서는 준고체 상태의 비휘발성 이온성 겔 전해질을 사용하는 것이 요구된다.
이온성 겔 전해질을 제조하기 위한 방법으로는, 액상 전해질에 나노 입자를 첨가하여 겔화시키는 방법, 액상 전해질에 고분자를 첨가하여 겔화시키는 방법, 겔화제를 첨가하여 액체 용매를 고체화하는 방법, 단량체를 화학결합을 통해 고분자화 또는 가교시키는 방법 등이 있다 (US 20030145885A).
상기 방법들중에서 액상 전해질에 고분자를 첨가하여 제조된 이온성 겔 전해질은 액상 전해질에 비해 이온전도도가 현저히 낮은 단점이 있다
상술한 겔화제를 첨가하는 방법에 따르면, 온도 상승에 따른 안정성이 취약한 단점을 가지고 있다. 그리고 단량체를 화학결합을 통해 고분자화 또는 가교시키는 방법을 실시하면, 셀에 주입 후 반응을 일으키기 위해 온도상승 및 개시제 첨가 등이 요구되며 이로 인해 태양전지의 효율이 감소될 수 있고 미반응 물질의 존재로 인해 태양전지의 내구성을 감소시킬 수 있다.
상술한 액체 전해질에 나노입자를 첨가하여 겔화시키는 방법에 따르면 이온 전도도는 우수하지만, 겔화 특성이 만족할만한 수준에 도달하지 못하여 개선의 여지가 많다.
본 발명은 이온전도도 및 겔화 특성이 개선된 겔형 전해질 및 이를 채용하여 광전변환 효율이 향상된 염료감응 태양전지를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 수소 결합 관능기당 2개 이상의 수소 결합 자리를 갖는 비휘발성 고분자 용매를 포함하는 겔형 전해질을 제공한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 서로 대향된 제1전극 및 제2전극;
상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되고, 염료가 흡착되어 있는 다공질막; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 상술한 겔형 전해질을 포함하는 염료감 응 태양전지가 제공된다.
본 발명의 겔형 전해질은 수소 결합 관능기당 2개 이상의 수소 결합 자리(hydrogen bonding site)를 갖는 비휘발성 고분자 용매를 포함한다.
상기 비휘발성 고분자 용매는 수소 결합 관능기를 갖는 고분자와 양쪽 산(diacid)을 포함하며, 상기 고분자와 양쪽산은 수소 결합을 통하여 형성된다. 또는 상기 비휘발성 고분자 용매는 2종의 수소 결합 관능기를 갖는 고분자가 서로 수소 결합을 통하여 얻어진다.
따라서 본 발명의 겔형 전해질은 별도의 가교제 및 겔화제를 첨가하지 않고서도 자기 조립 고형화가 가능한 이온성 겔 전해질이다.
상기 수소 결합 자리는 하나의 수소 결합 관능기에 대하여 2개 이상으로서, 특히 2 내지 4인 것이 이온전도도, 겔화 특성 등의 측면에서 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 용어 "수소 결합 관능기"란 산소, 질소와 같이 전기 음성도가 강한 원자를 갖고 있어 수소 결합이 가능한 작용기를 말한다. 수소 결합 관능기의 비제한적인 예로서, 하기 구조식으로 표시되는 그룹을 들 수 있다.
상기 구조식에 나타난 바와 같이, 수소 결합을 형성할 수 있는 모이어티의 개수에 상관없이 즉 수소 결합 자리 (일명, 수소 결합 개수(( number of hydrogen bonding)))의 갯수에 상관없이, 수소 결합이 하나 이상 형성되어 있다면 "하나의 수소 결합 관능기"로 간주한다.
또한 본 발명에서 사용되는 용어 "비휘발성 고분자 용매"는 휘발되지 않는 특성을 갖는 고분자이면서 겔형 전해질 형성시 용매 역할을 하는 물질을 의미하며, 따라서 이를 이용하면 통상적인 겔 전해질 형성과정과 달리 별도의 용매가 불필요하다.
본 발명에서 비휘발성 고분자 용매를 구성하는 수소 결합 관능기를 갖는 고분자로는, 말단에 수소 결합 관능기를 도입한 구조를 갖고 있고, 중량 평균 분자량이 2,000 이하, 특히 200 내지 1,000인 폴리알킬렌옥사이드계 화합물이다. 만약 비 휘발성 고분자 용매의 중량 평균 분자량이 2,000을 초과하면 점도의 증가로 이온이동도를 감소시킬 수 있어바람직하지 못하다.
상기 폴리알킬렌옥사이드계 화합물의 예로는 폴리에틸렌옥사이드계 화합물, 폴리프로필렌계 화합물 등이 있다.
상기 수소 결합 관능기를 갖는 고분자의 구체적인 예로는, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나를 들 수 있다.
[화학식 1]
상기식중, R1은 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기이고,
R2는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기이고,
a는 1 내지 50의 정수이다.
[화학식 2]
상기식중, b는 1 내지 50의 정수이다.
[화학식 3]
상기식중, c는 1 내지 50의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 고분자의 구체적인 예로서 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 4]
상기식중, a는 1 내지 33의 정수이다.
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 5의 폴리에틸렌글리콜 디메실레이트와 탄산칼슘을 혼합하고, 여기에 하기 화학식 6의 피리메타민을 부가하여 60 내지 80℃ 특히 65 내지 70℃에서 반응하여 얻을 수 있다.
[화학식 5]]
상기식중, n은 1 내지 33의 정수이다.
[화학식 6]
상기 화학식 2의 화합물은 하기 화학식 7의 폴리에틸렌글리콜 숙신이미딜숙신네이트와 하기 화학식 8의 시토신을 혼합하고 이를 용매하에서 60 내지 80 ℃ 특히 65 내지 70℃에서 반응하여 얻을 수 있다.
[화학식 7]
상기식중, n은 1 내지 33의 수이다.
[화학식 8]
상기 화학식 3의 화합물은 상기 화학식 7의 폴리에틸렌글리콜-(숙신이미딜숙신네이트)와 하기 화학식 9의 구아닌을 혼합하고 이를 용매하에서 30 내지 45℃ 특히, 35 내지 40℃에서 반응하여 얻을 수 있다.
[화학식 9]
상기 화학식 2에서 b는 특히 는 1 내지 33의 정수이고, 화학식 3에서 c는 특히 1 내지 33의 정수인 것이 바람직하다.
본 발명의 일구현예에 따른 겔형 전해질은 수소 결합 관능기를 갖는 고분자와 양쪽 산(diacid)을 포함하며, 이들을 혼합 및 소정온도에서 반응시키면 이들 사이에 수소 결합을 형성한다.
상기 양쪽산은 수소 결합 관능기를 갖는 고분자와 수소 결합을 형성하여 수소 결합 자리 (또는 수소 결합 개수)를 형성하는 역할을 한다.
상기 양쪽산의 예로서 글루타르산, 말로닉산, 아디프산 (adipic acid) 등이 있고, 그 함량은 화학식 1의 화합물 1몰에 대하여 2.05 내지 2.5몰인 것이 바람직하다. 만약 양쪽산의 함량이 상기 범위를 초과하면 잉여의 산이 남아 겔화특성을 저하시킴과 동시에 태양전지 구동전압을 낮춤으로서 효율을 감소시키고, 상기 범위 미만이면 미반응 용매가 남아 겔화특성을 저하시킴으로써 바람직하지 못하다.
상기 수소 결합 관능기를 갖는 고분자와 양쪽 산(diacid)을 포함하여 된 비휘발 고분자 용매의 예로는, 하기 구조식에 나타난 바와 같이 상기 화학식 1의 화합물의 수소 결합 관능기 A는 글루타르산의 수소 결합 관능기 B와 수소 결합을 통하여 결합하며, 이 때 상기 화학식 1의 화합물이 갖고 있는 하나의 수소 결합 관능기에 대하여 2개의 수소 결합 자리를 갖는다.
본 발명의 일구현예에 따른 겔형 전해질은 2종의 수소 결합 관능기를 갖는 고분자 사이에 수소 결합이 형성된 비휘발성 고분자 용매를 포함한다.
하기 구조식에 나타난 바와 같이, 상기 화학식 2의 화합물이 갖고 있는 수소 결합 관능기 A는 수소 결합을 통하여 화학식 3의 화합물의 수소 결합 관능기 B과 결합하며, 상기 화학식 2의 화합물이 갖고 있는 하나의 수소 결합 관능기에 대하여 3개의 수소 결합 자리를 갖는다.
상기 화학식 3의 화합물의 함량은 화학식 2의 화합물 1몰에 대하여 1.05 내지 1.5몰인 것이 바람직하다. 여기에서 화학식 3의 화합물이 상기 범위 미만이거나 상기 범위를 초과하면 수소결합을 하지 않은 미반응 용매가 남아 겔화 특성을 저하시켜 바람직하지 못하다.
또한 본 발명의 겔형 전해질은 나노 금속 산화물이 더 포함되어 겔화 특성, 이온 전도성, 광산란 특성을 개선시킬 수 있다.
상기 나노 금속 산화물의 예로는 TiO2, WO3, ZnO, Nb2O5, SnO2, SiO2또는 TiSrO3중에서 선택된 하나 이상을 사용한다.
상기 나노 금속 산화물은 입자 형태 또는 나노 형태를 가질 수 있다. 만약 입자 형태의 나노 금속 산화물을 부가하는 경우에는 평균 입경이 20 내지 400nm인 것이 바람직하다. 만약 평균 입경이 상기 범위를 벗어나면 나노 금속 산화물 입자에 의한 전도도 향상 효과 및 광산란 효과가 감소하는 측면에서 바람직하지 못하 다.
본 발명의 겔형 전해질은 상술한 나노 금속 산화물 이외에 상향-변환 형광체 또는 하향-변환 형광체를 더 포함할 수 있다. 상기 형광체의 평균 입경은 100nm 내지 10㎛인 것이 바람직하다.
상기 상향-변환 형광체는 자외선 영역의 광을 가시광으로 전환시키는 역할을 하며 상기 하향-변환 형광체는 적외선 영역의 광을 염료가 흡수가능한 가시광으로 전환하여 태양전지의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 사용가능한 상향-변환 형광체 입자의 예는 YF3:Yb3 +,Er3 +, NaYF4:Yb3+,Er3+, NaLaF4:Yb3 +,Er3 +, LaF4:Yb3 +,Er3 +, BaY2F8:Yb3 +,Er3 +, 및 Na3YGe2O7:Yb3+,Er3+ 등이 있으나 이에 제한되지는 않는다. 본 발명에 사용가능한 하향-변환 형광체 입자의 예는 (Sr,Ba,Ca)2Si5N8:Eu2 +, CaAlSiN3:Eu2 +, BaMgAl10O17:Eu2 +, BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+, SiAlON:Eu2 +, (Ca,Sr,Ba)2P2O7:Eu2 +, (Ca,Sr,Ba)2P2O7:Eu2 +,Mn2 +, (Ca,Sr,Ba)5(PO4)3Cl:Eu2+, Lu2SiO5:Ce3 +, (Ca,Sr,Ba)3SiO5:Eu2 +, (Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu2 +, (Ca,Sr,Ba)10(PO4)6·nB2O3:Eu2 +, Sr4Al14O25:Eu2 +, 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn4 + 등을 들수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 겔형 전해질은 수소 결합 관능기의 수소 결합 갯수를 조절하여 전해질의 이온 전도도 및 겔화 특성을 최적화시킬 수 있다. 그리고 나노 금속 산화물을 더 포함하여 겔화 특성, 이온 전도도 및 광산란 특성을 더욱 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 겔형 전해질은 상술한 바와 같이, 수소 결합 관능기당 2개 이상의 수소 결합 자리를 갖는 비휘발성 고분자 용매를 포함하는데, IR 분석에 의하여 수소 결합이 형성된다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 겔형 전해질은 이차전지, 캐패시터, 태양전지의 전해질로서 사용될 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따른 겔형 전해질은 산화/환원쌍을 더 포함할 수 있다. 이러한 전해질은 염료 감응형 태양전지에 유용하다.
상기 산화/환원쌍은 요오드(I2)/요오드염으로 이루어지며, I- 및 I3 - 이온은 요오드 및 요오드염으로부터 생성될 수 있고, I- 및 I3 - 이온은 서로가 공존하면서 가역반응을 일으킨다.
상기 요오드염으로는 이에 제한되지는 않지만, 예를 들면 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드칼륨, 요오드화마그네슘, 요오드화구리, 요오드화규소, 요오드화망간, 요오드화바륨, 요오드화몰리브덴, 요오드화칼슘, 요오드화철, 요오드화세슘, 요오드화아연, 요오드화수은, 요오드화암모늄, 요오드화메틸, 요오드화메틸 렌, 요오드화에틸, 요오드화에틸렌, 요오드화이소프로필, 요오드화이소부틸, 요오드화벤질, 요오드화벤조일, 요오드화알릴 요오드화이미다졸리움 및 요오드화 1-메틸-3-프로필이미다졸륨으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 요오드염은 수소 결합 관능기당 2개 이상의 수소 결합 자리를 갖는 비휘발성 고분자 용매 1몰을 기준으로 하여 0.05 내지 0.1몰인 것이 바람직하다. 만약 요오드염의 함량이 0.05몰 미만인 경우에는 이온전도도가 감소하고, 0.1 몰을 초과하는 경우에는 이온간의 상호간섭 효과로 인해 점도가 높아짐으로 인하여 바람직하지 못하다.
요오드의 함량은 요오드염 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 만약 요오드의 함량이 1 중량부 미만인 경우에는 이온전도도가 감소하고 10 중량부를 초과하는 경우에는 I3 - 이온에 의한 전자재결합의 가능성이 높아짐으로 인하여 바람직하지 못하다.
본 발명의 화학식 1에서 비치환된 C1-C20의 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬중 하나 이상의 수소 원자는 할로겐 원자, C1-C30의 알킬기, C1-C30의 알콕시기, 저급 알킬아미노기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기, 술폰산기, 인산기 등의 치환기로 치환될 수 있다.
본 발명의 화학식 1에서 비치환된 아릴기는 하나 이상의 고리를 포함하는 카 보사이클 방향족 시스템을 의미하며, 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)될 수 있다. 아릴이라는 용어는 페닐, 나프틸, 테트라히드로나프틸과 같은 방향족 시스템을 포함한다. 또한 상기 아릴기중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 C1-C20의 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화학식 1에서 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 C인 고리원자수 2 내지 30의 1가 모노사이클릭 고리 화합물 또는 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)될 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 예로는 피리딜, 티에닐, 퓨릴 등이 있고, 상기 헤테로아릴기중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 C1-C20의 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
이하, 본 발명에 따른 염료감응형 겔형 전해질의 제조방법을 살펴보기로 한다.
일실시예에 따르면, 수소 결합 관능기를 갖는 고분자와 양쪽 산(diacid)을 혼합하고, 이를 40 내지 45℃에서 반응하여 상기 고분자와 양쪽산이 수소 결합을 형성하여 된 비휘발성 고분자 용매를 얻는다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상술한 비휘발성 고분자 용매는 2종의 상이한 수소 결합 관능기를 고분자를 소정 몰비로 혼합하고 이를 40 내지 45 ℃에서 반응하여 상기 2종의 고분자가 수소 결합을 형성하여 된 비휘발성 고분자 용매를 얻는다.
상기 비휘발성 고분자 용매에 요오드염 및 요오드를 첨가하여 본 발명에 따 른 겔형 전해질이 완성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 겔형 전해질은 일반적인 겔형 전해질 및 액상 전해질과 달리 유기용매가 불필요하다.
상기 비휘발성 고분자 용매와 요오드염 및 요오드 혼합시 나노 금속 산화물을 더 부가하는 것도 가능하다. 이와 같이 나노 금속 산화물을 부가하는 경우에는 나노 금속 산화물의 분산을 위하여 휘발성 유기용매를 사용하고, 이를 교반 및 초음파 분쇄를 실시한다.
상기 휘발성 유기용매로는 아세토니트릴, (메톡시프로피오나이트릴) 등을 사용하며, 그 함량은 나노 금속 산화물 100 중량부에 대하여 1000 내지 10000 중량부를 사용한다.
이어서, 상기 결과물을 건조하여 휘발성 유기 용매를 제거하면 나노 금속 산화물이 부가된 겔형 전해질을 완성하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지인 염료감응 태양전지의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 태양 전지는 제1 전극(11), 다공성막(13) 및 염료(15)가 형성되는 제1 기판(10)과 제2 전극(21)이 형성되는 제2 기판(20)이 서로 대향 배치되고, 제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이에 겔형 전해질(30)이 위치하여 구성된다. 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 외측으로 별도의 케이스(도시하지 않음)가 배치될 수 있다. 이에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에서 제1 전극(11)을 지지하는 지지체 역할을 하는 제1 기 판(10)은 외부광의 입사가 가능하도록 투명하게 형성된다. 이에 제1 기판(10)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 플라스틱의 구체적인 예로는 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(poly ethylene terephthalate, PET), 폴리 에틸렌 나프탈레이트(poly ethylene naphthalate, PEN), 폴리 카보네이트(poly carbonate, PC), 폴리 프로필렌(poly propylene, PP), 폴리 이미드(poly imide, PI), 트리 아세틸 셀룰로오스(tri acetyl cellulose, TAC) 등을 들 수 있다.
제1 기판(10)에 형성되는 제1 전극(11)은 인듐 주석 산화물, 인듐 산화물, 주석 산화물, 아연 산화물, 황 산화물, 불소 산화물 및 이들 혼합물중에서 선택된 하나 이상, ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3 등의 투명 물질로 이루어질 수 있다. 제1 전극(11)은 상기 투명 물질의 단일막 또는 적층막으로 이루어질 수 있다.
제1 전극(11) 위에는 다공성막(13)이 형성된다. 이러한 다공성막(13)은 자기 조립 방법에 의해 형성된 매우 미세하고 균일한 평균 입경을 가지는 금속 산화물 입자들(131)을 포함한다. 그리고, 다공성막(13)은 기공 크기 또한 매우 미세하고 균일하여 나노 다공성(nanoporous) 특성을 가질 수 있다. 그리고, 다공성막(13)의 평균 기공 입경은 7.5nm 내지 15nm의 범위에 속할 수 있다.
본 실시 형태에서, 다공성막(13)은 10nm 내지 3000nm의 두께, 특히 10nm 내지 1000nm인 것이 더 바람직하다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 상기 두께는 기술 발전 등에 의해 변화될 수 있음은 물론이다.
상기 금속 산화물 입자들(131)은 티타늄 산화물(titanium oxide), 징크 산화 물, 틴 산화물, 스트론튬 산화물(strontium oxide), 인듐 산화물(indium oxide), 이리듐 산화물(iridium oxide), 란탄 산화물(lanthan oxide), 바나듐 산화물(vanadium oxide), 몰리브덴 산화물(molybdenum oxide), 텅스텐 산화물(tungsten oxide), 니오브 산화물(niobium oxide), 마그네슘 산화물(magnesium oxide), 알루미늄 산화물(aluminium oxide), 이트륨 산화물(yttrium oxide), 스칸듐 산화물(scandium oxide), 사마륨 산화물(samarium oxide), 갈륨 산화물(galluim oxide), 스트론튬 티타늄 산화물(strontium titanium oxide)등으로 이루어질 수 있다. 여기서, 금속 산화물 입자들(131)은 티타늄 산화물인 TiO2, 틴 산화물인 SnO2, 텅스텐 산화물인 WO3, 징크 산화물 ZnO, 또는 이들의 복합체 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 다공성막(13)의 표면에는 외부광을 흡수하여 여기 전자를 생성하는 염료(15)가 흡착된다. 상기 염료(15)로는 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 벤조인돌계 화합물을 사용한다. 이러한 화합물은 몰 흡광계수가 우수하고, 가시광선 영역에서의 광전효율이 개선되며, 제조단가가 저렴하여 고가의 무기 염료인 루테늄 염료를 대체할 수 있는 유기 염료이다.
한편, 제1 기판(10)에 대향 배치되는 제2 기판(20)은 제2 전극(21)을 지지하는 지지체 역할을 하는 것으로, 투명하게 형성될 수 있다. 이에 제2 기판(20)은 제1 기판(10)과 같이 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
제2 기판(20)에 형성되는 제2 전극(21)은 제1 전극(11)과 대향 배치되도록 형성되며, 투명 전극(21a)과 촉매 전극(21b)을 포함할 수 있다. 투명 전극(21a)은 인듐 틴 산화물, 프루오르 틴 산화물, 안티몬 주석 산화물, 아연 산화물, 틴 산화물, ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3 등의 투명 물질로 이루어질 수 있다. 이 때 투명 전극(21a)은 상기 투명 물질의 단일막 또는 적층막으로 이루어질 수 있다. 촉매 전극(21b)은 산화-환원 쌍(redox couple)을 활성화시키는 역할을 하는 것으로, 백금, 루테늄, 팔라듐. 이리듐, 로듐(Rh), 오스뮴(Os), 탄소(C), WO3, TiO2 등으로 이루질 수 있다.
상기 제1 기판(10)과 제2 기판(20)은 접착제(41)에 의해 접합되고, 제2 기판(20)과 제2 전극(21)을 관통하는 홀(25a)을 통해 겔형 전해질 형성용 조성물이 주입되어 제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이에 겔형 전해질(30)이 형성된다.
상기 겔형 전해질(30)은 산화 환원에 의해 제2 전극(21)으로부터 전자를 받아 염료(15)에 전달하는 역할을 수행한다. 제2 기판(20) 및 제2 전극(21)을 관통하는 홀(25a)은 접착제(41) 및 커버 글라스(43)에 의해 밀봉된다.
상기 접착제(41)로는 열가소성 고분자 필름으로 이루어진 지지대를 사용하며, 상기 열가소성 수지의 예로는 DuPont사의 Suryln를 사용한다.
상술한 겔형 전해질 (30)을 형성하기 위한 겔형 전해질 형성용 조성물을 수소 결합 관능기를 갖는 고분자와 양쪽 산(diacid) 또는 2종의 수소 결합 관능기를 갖는 고분자와, 상기 고분자 또는 양쪽산을 용해하기 위한 용매, 요오드화염 및 요오드를 혼합하여 제조된다. 여기에서 상술한 겔형 전해질 형성용 조성물은 수소 결 합 관능기를 갖는 고분자와 양쪽산간의 수소 결합 또는 2종의 수소 결합 관능기를 갖는 고분자간의 수소 결합이 형성되지 않는 온도 범위에서 상기 겔형 전해질 형성용 조성물을 준비하고, 상기 겔형 전해질 형성용 조성물을 주입하는 것이 필요하다. 상기 수소 결합이 형성되지 않는 온도는 80 내지 120℃ 범위이다.
도 1에는 나타나 있지 않으나, 상기 겔형 전해질 (30)은 후술하는 과정에 따라서 제조하는 것도 가능하다.
상기 다공성막(13) 상부에 상술한 겔형 전해질 형성용 조성물을 직접 코팅 및 건조하여 겔형 전해질(30)을 형성할 수 있다. 이 과정에서 상술한 겔형 전해질 형성용 조성물 안에 함유된 수소 결합 관능기를 갖는 고분자와 양쪽 산(diacid) 또는 2종의 수소 결합 관능기를 갖는 고분자가 서로 수소 결합을 형성할 수 있는 온도 등의 반응 조건에서 실시한다.
이어서, 상기 겔형 전해질(30)이 형성된 제1기판(10)의 일부 영역에 접착제(41)를 위치시키고, 상기 결과물 상부에 제2기판(20)을 덮는다.
상기 결과물을 핫 프레스하여 목적하는 염료감응형 태양전지를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 2-H (수소 결합 자리가 2개인) 수소 결합 전해질 제조
먼저 1M 폴리(에틸렌글리콜) 디메실레이트(Mw: 2,000 g/mol)(화학식 5에서 n은 33임) 1g와 탄산칼슘 0.138g을 혼합하여 아세토니트릴 31.44g에 용해하였다. 이어서, 피리메타민(Pyrimethamine) 2M 을 첨가하고 48시간 동안, 70 ℃에서 교반과 동시에 반응시켜 화학식 4의 화합물 (a=33임)을 얻었다. 이 화합물의 중량 평균 분자량은 2295.42 g/mol이었다.
상기 화학식 4의 화합물 1g을 THF 30ml와 펜탄 30ml이 혼합된 용액을 이용하여 여과하여 중간체를 얻었다 이렇게 얻어진 중간체와 1M 의 글루타르산 0.07g을 아세톤 30ml에 용해시키고 70℃에서 72시간 동안 반응시켜 2-H 수소결합 비휘발성 고분자 용매를 얻었다.
상기 과정에 따라 얻은 2-H 수소결합 비휘발성 고분자 용매에 1-메틸-3-프로필이미다졸늄 아이오다이드(MPII)를 20:1 혼합 몰비로 혼합하고, MPII 100 중량부를 기준으로 하여 I2 10 중량부로 첨가하여 겔형 전해질을 제조하였다. 상기 실시예 1에서 필요한 시약은 모두 알드리치사에서 구매하였다.
실시예
2) 3-H (수소결합자리가 3개인) 수소 결합
겔형
전해질 제조
1M 폴리(에틸렌글리콜)-(숙신이미딜숙신네이트)2 (Mw=2,000 g/mol))(화학식 7에서 n은 33임) 와 2M 시토신(cytosine)을 아세토니트릴 20ml/디클로로메탄 20ml에 용해하고 24시간 동안, 40 ℃에서 교반과 동시에 반응시켜 화학식 2의 화합물 (b=33임)을 얻었다. 이 화합물의 중량 평균 분자량은 2,100 g/mol이었다.
이와 별도로, 1M 폴리(에틸렌글리콜)-(숙신이미딜숙신네이트)2 (Mw=2,000 g/mol) 와 2M 구아닌(guanine) 을 아세토니트릴 20ml와 디클로로메탄 20ml에 녹이 고 이를 24시간 동안, 40 ℃에서 교반과 동시에 반응시켜 화학식 3의 화합물 (c=33임)을 얻었다. 이 화합물의 중량 평균 분자량은 2,132 g/mol이었다.
상기 화학식 2의 화합물 1몰과 화학식 3의 화합물 1몰을 아세토니트릴 30ml에 용해하고, 이를 30℃에서 72시간동안 반응하여 3-H 수소결합 비휘발성 고분자 용매를 얻었다.
상기 과정에 따라 얻은 3-H 수소결합 비휘발성 고분자 용매에 1-메틸-3-프로필이미다졸늄 아이오다이드(MPII)를 20:1 혼합 몰비로 혼합하고, MPII 100 중량부를 기준으로 하여 I2 10 중량부로 첨가하여 이온성 겔 전해질을 제조하였다. 상기 실시예 2에서 필요한 시약은 모두 Aldrich에서 구매하였다.
실시예 3: 실리카 나노입자를 첨가한 2-H 수소결합 전해질 제조
상기 실시예 1의 방법에 따라 얻은 2-H 수소결합 전해질 100 중량부에 평균 입경 20 nm 의 퓸 실리카(fumed silica) 나노입자 10 중량부 첨가하여 실리카 나노입자를 첨가한 2-H 수소결합 전해질을 형성하였다. 이 때 나노입자의 분산을 위해 전해질 100 중량부에 대해 휘발성 유기용매인 아세토니트릴 20 중량부 첨가하고 교반 및 초음파 분쇄 실시. 나노입자의 분산 후 오븐 건조(50℃에서 24h) 및 진공건조 (24h) 을 통해 아세토니트닐 용매를 제거하여 겔형 전해질을 제조하였다.
실시예
4:
TiO
2
나노입자를 첨가한 2-H 수소결합 전해질 제조
상기 실시예 1의 방법에 따라 얻은 2-H 수소결합 전해질 100 중량부에 평균 입경 100 nm 의 루타일 TiO2 나노입자 (Tayca, Japan) 10 중량부를 첨가하여 TiO2 나노입자를 첨가한 2-H 수소결합 전해질을 제조하였다.
이 때 나노입자의 분산을 위해 이 때 나노입자의 분산을 위해 전해질 100 중량부에 대해 아세토니트릴 20 중량부를 첨가하고 교반 및 초음파 분쇄 실시. 나노입자의 분산 후 오븐건조 (50℃/24h) 및 진공건조 (24h)를 통해 아세토니트닐을 제거하여 겔형 전해질을 제조하였다.
비교예
1: 액상 전해질의 제조
폴리(에틸렌글리콜) (Mw: 2,000 g/mol) 에 요오드화 1-메틸-3-프로필이미다졸리움 (MPII)를 20:1 혼합 몰비로 첨가하고, 요오드를 MPII 100 중량부에 대해 10 중량부로 첨가하여 액상 전해질을 형성하였다.
상기 실시예 1-4 및 비교예 1에 따른 전해질에 있어서, 30℃에서의 이온 전도도를 조사하여 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
| 전해질 | 이온전도도 (S/cm) |
| 2-H 전해질 (실시예 1) | 5.00×10-4 |
| 3-H 전해질 (실시예 2) | 3.81×10-4 |
| 2-H/실리카 전해질 (실시예 3) | 6.12×10-4 |
| 2-H/TiO2 전해질 (실시예 4) | 7.45×10-4 |
| 비수소결합 전해질 (비교예 1) | 1.06×10-4 |
상기 표 1로부터, 실시예 1-4의 전해질은 비교예 1의 전해질과 비교하여 이온 전도도 특성이 개선됨을 알 수 있었다. 실시예 1-4의 경우는 수소 결합에 의하여 겔화가 이루어졌음에도 불구하고 용매 분자들간의 결합으로 분자배열이 이루어져 이온 전달을 촉진시켜 이온전도도가 증가하였다. 그리고 2-H 와 3-H 의 비교를 통해 상대적으로 수소결합력이 약한 2-H 전해질이 높은 이온전도도를 나타내었으며 이는 수소결합에 의한 용매 분자 사슬의 유연도 차이에 의해 설명될 수 있다. 그리고 실시예 3 및 4와 같이 나노 금속 산화물 입자의 첨가시 입자간 결합력으로 인해 전해질의 겔화 특성이 더욱 향상되고 동시에 입자 표면에 이온들이 흡착되어 이온전달을 촉진시키는 매개체로 작용할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
상기 실시예 1에 따른 전해질에 있어서, 온도에 따른 이온전도도 변화를 조사하여 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
| 온도 (℃) | 이온전도도 (S/cm) |
| 20 | 4.00×10-4 |
| 30 | 5.00×10-4 |
| 45 | 1.74×10-3 |
| 60 | 3.64×10-3 |
상기 표 2로부터, 온도가 상승함에 따라 이온전도도도 향상되었으며 특히 45 ℃ 이상에서는 10-3 S/cm 이상의 이온전도도를 나타내었고, 통상적으로 기존의 겔 전해질의 이온전도도는 10-4 S/cm 이하임을 고려하면 매우 우수한 이온전도 특성을 나타냄을 알 수 있었다.
상기 실시예 1에 따른 전해질에 있어서, 온도에 따른 겔화 특성을 조사하여 도 2에 나타내었다.
도 2는 열분석 (dynamic mechanical analysis (DMA)) 을 통해 본 발명의 이온성 겔 전해질 (2-H 전해질, 실시예 1)의 점탄성 특성을 측정한 결과로서, 이 도면으로부터 수소결합을 통해 50 oC 이상에서도 액체상태로 전환되지 않는 것을 알 수 있음. 태양전지의 작동온도가 통상적으로 60 oC 이하임을 고려할 때 안정적인 겔화특성을 가지고 있음을 알 수 있었다.
비교예
2: 염료감응 태양전지의 제조
제1전극의 ITO로 이루어진 전도성 필름 상에 입경 약 10nm 정도 입경을 갖는 티타늄 산화물 입자의 분산액을 닥터 블레이드법을 이용하여 1㎠ 면적에 도포하고, 이를 450℃에서 30분동안 열처리 소성공정을 하여, 10 ㎛ 두께의 다공질막을 제작하였다.
이어서, 상기 결과물을 80℃에서 유지하고 이를 염료로서 Ru(dcbpy)2(NCS)2 (dcbpy = 2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylato) (535-bisTBA, Solaronix, Swiss)) 를 에탄올에 용해한 0.3 mM 염료 분산액에 침지하여 염료 흡착 처리를 12시간 이상 수행하였다.
그 후 염료 흡착된 다공질막을 에탄올을 이용하여 씻어내고 상온 건조하여 광흡수층이 형성된 제1전극을 제조하였다.
이와 별도로 제2전극은, ITO로 이루어진 제1전도성 필름 위에 스퍼터를 이용하여 Pt로 이루어진 제2전도성 필름을 증착하였고, 전해액 주입을 위해 0.75 mm 직경의 드릴을 이용하여 미세 구멍을 만들었다.
60㎛ 두께의 열가소성 고분자 필름으로 이루어진 지지대를 다공질막이 형성된 제1전극과 제2전극 사이에 두고 100℃에서 9초 압착시킴으로서 두 전극을 접합시켰다. 그리고, 제2전극에 형성된 미세구멍을 통하여 비교예 1의 액상 전해질을 주입하고 커버 글라스와 열가소성 고분자 필름을 이용하여 미세 구멍을 밀봉하여 염료감응 태양전지를 제조하였다. 이 때 이용된 전해질은 1-헥실-2,3-디메틸이미다졸리움아이오다이드, 0.1M의 리튬 아이오다이드(lithium iodide), 0.05M의 요오드(iodine), 0.5M 의 4-터트-부틸피리딘을 3-메톡시프로피오니트릴 (3-methoxypropionitrile) 에 용해하여 준비하였다.
실시예
5: 염료감응 태양전지의 제조
제1전극의 ITO로 이루어진 전도성 필름 상에 입경 약 10nm 정도 입경을 갖는 티타늄 산화물 입자의 분산액을 닥터 블레이드법을 이용하여 1㎠ 면적에 도포하고, 이를 450℃에서 30분동안 열처리 소성공정을 하여, 10 ㎛ 두께의 다공질막을 제작하였다.
이어서, 상기 결과물을 80℃에서 유지하고 이를 염료로서 Ru(dcbpy)2(NCS)2 (dcbpy = 2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylato) (535-bisTBA, Solaronix, Swiss))을 에탄올에 용해한 0.3 mM 염료 분산액에 침지하여 염료 흡착 처리를 12시간 이상 수행하였다.
그 후 염료 흡착된 다공질막을 에탄올을 이용하여 씻어내고 상온 건조하여 광흡수층이 형성된 제1전극을 제조하였다.
이와 별도로 제2전극은, ITO로 이루어진 제1전도성 필름 위에 스퍼터를 이용하여 Pt로 이루어진 제2전도성 필름을 증착하였다.
상기 제1전극 상부에 실시예 1의 겔형 전해질 형성용 조성물을 코팅 및 건조 하여 겔형 전해질을 형성하였다.
상기 겔형 전해질 형성용 조성물은 화학식 4의 화합물 0.94g, 글루타르산 0.06g 및 용매인 아세토니트릴 11.45ml를 혼합하고, 여기에 1-메틸-3-프로필이미다졸늄 아이오다이드(1-methyl-3-propylimidazolium iodide, MPII)를 20:1 혼합 몰비로 혼합하고, MPII 100 중량부를 기준으로 하여 I2 10 중량부로 첨가하여 얻었다.
상기 겔형 전해질이 형성된 제1전극과 상기 제2전극 사이에 60㎛ 두께의 열가소성 고분자 필름으로 이루어진 지지대를 두고 이를 100℃에서 9초 압착시킴으로서 두 전극을 접합시켜 염료 감응형 태양전지를 완성하였다.
실시예
6
실시예 1의 겔형 전해질 형성용 조성물 대신 실시예 2의 겔형 전해질 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방법에 따라 실시하여 염료 감응 태양전지를 완성하였다.
상기 실시예 2의 겔형 전해질 형성용 조성물은 화학식 2의 화합물 0.49g, 화학식 3의 화합물 0.51g, 용매인 아세토니트릴 11.45ml를 혼합하고 여기에 1-메틸-3-프로필이미다졸늄 아이오다이드(MPII)를 20:1 혼합 몰비로 혼합하고, MPII 100 중량부를 기준으로 하여 I2 10 중량부로 첨가하여 제조하였다.
실시예
7
실시예 1의 겔형 전해질 형성용 조성물 대신 실시예 3의 겔형 전해질 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방법에 따라 실시하여 염료 감응 태양전지를 완성하였다.
상기 실시예 3의 겔형 전해질 형성용 조성물은 실시예 2의 겔형 전해질 형성용 조성물에 평균 입경 20 nm 의 퓸 실리카(fumed silica) 나노입자 0.09g을 더 부가한 것을 제외하고는 실시예 2의 겔형 전해질 형성용 조성물의 제조과정과 동일하게 실시하여 얻었다.
실시예
8
실시예 1의 겔형 전해질 형성용 조성물 대신 실시예 4의 겔형 전해질 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방법에 따라 실시하여 염료 감응 태양전지를 완성하였다.
상기 실시예 4의 겔형 전해질 형성용 조성물은 실시예 2의 겔형 전해질 형성용 조성물에 평균 입경 100 nm 의 루타일 TiO2 나노입자 (Tayca, Japan) 0.09g을 더 부가한 것을 제외하고는 실시예 2의 겔형 전해질 형성용 조성물의 제조과정과 동일하게 실시하여 얻었다.
상기 실시예 5-8 및 비교예2에 따라 제작된 염료감응 태양전지에 있어서, 100 mW/cm2에서 광전변환 특성을 조사하여 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
| 구분 | 개방전압 Voc (V) | 단락전류 Jsc (mA·cm-2) | 층밀계수 FF (%) | 광전환효율 η (%) |
| 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 비교예 2 | 0.71 0.69 0.72 0.71 0.71 | 10.4 10.1 10.0 14.1 7.3 | 62 65 72 65 66 | 4.63 4.53 5.36 6.39 3.84 |
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 5-8의 염료감응 태양전지는 비교예 2의 경우와 비교하여 이온전도도 결과와 마찬가지로 광전변환 효율이 더 높음을 알 수 있었다. 또한 실리카 나노입자와 TiO2 나노입자의 비교시 TiO2 나노입자를 첨가한 경우 높은 광전변환 효율을 나타냄을 관찰 할 수 있었고, TiO2 나노입자는 실리카 나노입자에 비해 입자간 결합력이 (물리적) 다소 약해 이온전도도 측면에서 유리하며 동시에 전해질 층의 광산란 효과를 일으킬 수 있는 장점을 가지고 있고 즉, 광음극층에서 흡수되지 않은 입사광이 전해질에 포함된 응집입자에 의해 산란되어짐으로 광음극층에 재흡수될 수 있으므로 광전변환 효율이 향상됨을 알 수 있었다.
도 3은 상기 실시예 8에 따른 염료감응 태양전지에 있어서, 광전변환 특성을 평가하기 위하여 광전압에 따른 광전류 특성을 나타낸 것이다.
도 3으로부터, 실시예 8의 염료감응 태양전지는 광전 변환 특성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 염료 감응 태양전지를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 겔형 전해질에서 열분석 (dynamic mechanical analysis (DMA)) 을 통한 점탄성 특성을 측정한 결과를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 실시예 8에 따른 염료감응 태양전지에 대한 광전변환 특성 커브를 나타낸 것이다.
Claims (15)
- 수소 결합 관능기당 2개 이상의 수소 결합 자리를 갖는 비휘발성 고분자 용매를 포함하는 겔형 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 수소 결합 자리를 갖는 비휘발성 고분자 용매가,수소 결합 관능기를 갖는 고분자와 양쪽 산(diacid)을 포함하거나 또는2종의 수소 결합 관능기를 갖는 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.
- 제2항에 있어서, 상기 수소 결합 관능기를 갖는 고분자는,중량 평균 분자량이 2000이하인 폴리알킬렌옥사이드계 화합물인 것을 특징으로 겔형 전해질.
- 제2항에 있어서, 상기 수소 결합 관능기를 갖는 고분자가하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.[화학식 1]
상기식중, R1은 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기이고,R2는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기이고,a는 1 내지 50의 정수이다.[화학식 2]
상기식중, b는 1 내지 50의 정수이다.[화학식 3]
상기식중, c는 1 내지 50의 정수이다. - 제4항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물이 하기 화학식 4로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.[화학식 4]
상기식중, a는 1 내지 33의 정수이다. - 제2항에 있어서, 상기 양쪽산이 글루타르산, 말로닉산, 아디프산 (adipic acid)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 겔형 전해 질.
- 제2항에 있어서, 상기 2종의 수소 결합 관능기를 갖는 고분자가하기 화학식 2의 화합물과 화학식 3의 화합물의 혼합물인 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.[화학식 2]
상기식중, b는 1 내지 50의 정수이다.[화학식 3]
상기식중, c는 1 내지 50의 정수이다. - 제1항에 있어서, 상기 비휘발성 고분자 용매가,하기 화학식 1의 화합물이 수소 결합을 통하여 글루타르산과 결합하며,상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 수소 결합 관능기당 2개의 수소 결합 자리를 갖는 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.[화학식 1]
상기식중, R1은 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기이고,R2는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기이고,a는 1 내지 50의 정수이다. - 제8항에 있어서, 상기 글루타르산의 함량은 화학식 1의 화합물 1몰에 대하여 2.05 내지 2.5몰인 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.
- 제1항에 있어서, 상기 비휘발성 고분자 용매가,하기 화학식 2의 화합물이 수소 결합을 통하여 하기 화학식 3의 화합물과 결합하며,상기 화학식 2의 화합물의 수소 결합 관능기당 3개의 수소 결합 자리를 갖는 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.[화학식 2]
상기식중, b는 1 내지 50의 정수이다.[화학식 3]
상기식중, c는 1 내지 50의 정수이다. - 제10항에 있어서, 상기 화학식 3의 화합물의 함량은 화학식 2의 화합물 1몰 에 대하여 1.05 내지 1.5몰인 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.
- 제1항에 있어서, TiO2, WO3, ZnO, Nb2O5, SnO2, SiO2또는 TiSrO3중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.
- 제12항에 있어서, 상기 금속 산화물의 평균 입경이 20 내지 400nm인 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.
- 제1항에 있어서, 요오드(I2)와 요오드염를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 겔형 전해질.
- 서로 대향된 제1전극 및 제2전극;상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재되고 염료가 흡착되어 있는 다공질막; 및상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재된 제1항 내지 제14항중 어느 한 항의 겔형 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지.
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