KR20100071837A

KR20100071837A - 스크린 인쇄판, 스크린 인쇄장치 및 염료감응 태양전지.

Info

Publication number: KR20100071837A
Application number: KR1020080130687A
Authority: KR
Inventors: 양계용; 정성훈; 이풍현
Original assignee: 주식회사 이건창호
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-06-29

Abstract

스크린 인쇄판, 스크린 인쇄장치 및 염료감응 태양전지가 제공된다.

본 발명에 따른 스크린 인쇄판은 스크린 망 지지대에 의해 분할된 복수의 스크린 망을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 스크린 인쇄판은 종래기술의 문제점인 TiO₂의 높은 점도 때문에 발생하는 판 떨어짐 문제점을 해결하기 위하여 스크린 인쇄판의 인상력을 유지시키는 지지대를 사용하였으며, 이에 의해 상기 스크린 인쇄판을 대형화되어 가는 염료감응 태양전지의 전극 제작 공정에 적용할 수 있게 하였고, 본 발명에 의한 상기 스크린 인쇄판을 구비한 스크린 인쇄장치는 염료 감응 태양 전지의 제작공정 시간을 단축시켜 염료감응 태양전지 분야에 상당한 이점을 제공할 것이다.

Description

스크린 인쇄판, 스크린 인쇄장치 및 염료감응 태양전지.{Screen printing plate, screen printer and dye-sensitized solar cell}

본 발명은 스크린 인쇄판, 스크린 인쇄장치 및 염료감응 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크린 망 지지대를 포함하는 스크린 인쇄판을 사용하여 스크린 망의 인상력을 유지시켜 판 떨어짐에 문제가 발생하지 않는 스크린 인쇄판, 스크린 인쇄장치 및 염료감응 태양전지에 관한 것이다.

염료감응 태양전지는 반도체 접합 태양전지의 원리와 달리 염료 분자가 화학적으로 흡착된 나노입자 반도체 산화물 전극에 광을 조사함으로써 엑시톤(exiton)을 형성하고 이 중 전자가 반도체 산화물의 전도띠(conduction band)로 주입되어 전류를 발생시키는 원리를 이용하고 있다.

염료감응 태양전지는 일반적으로 이산화티탄(TiO₂)을 반도체 산화물로 사용하고 있으며 일반적인 제조 공정은 다음과 같다. 먼저 나노 크기의 TiO₂분말을 폴리에틸렌글리콜과 아세틸 아세톤, 물 등으로 혼합한 하여 페이스트(paste)를 제조한 후 상기 TiO₂페이스트를 도전성 유리인 인듐 주석 산화물(ITO)이나 불소 주석 산화물(FTO) 위에 최적의 두께로 도포한 투명 전극을 제조한다. 상기 도포 방법으로는 스퀴즈(squeeze) 법, 스핀 코팅법, 스크린 인쇄법 등이 사용된다.

다음으로는 TiO₂ 박막이 도포된 상기 투명 전극을 고온에서 소성한다.

별도로 Ru계 등 염료를 합성 또는 구입하여 알코올 용액에 적정농도로 용해시킨 용액을 제조한 후 상기 소성 과정을 거친 투명 전극을 이 용액에 침지시켜 염료를 흡착시킨다. 이러한 과정을 통해 염료를 흡착시킨 후 실온 또는 고온의 건조기에 넣어서 소정 시간 방치시킨다. 염료의 흡착율을 높이기 위하여 건조기 내의 공기를 환류시키는 경우도 있다.

그 다음으로 상대 전극(음극)을 투명 전극(양극)과 샌드위치(sandwich) 형태로 구성하고 고분자 수지 등으로 봉합(sealing)한다. 상대 전극은 통상 백금을 직접 활용하거나 ITO에 백금을 스퍼터링(sputtering)하거나 탄소 박막을 코팅하기도 한다.

마지막으로 상대 전극과 투명 전극 사이에 전해질 용액을 넣어 최종적으로 염료감응 태양전지를 제조한다.

상기 염료감응 태양전지의 제조 공정 중에 TiO₂페이스트를 도전성 유리인 인듐 주석 산화물(ITO)이나 불소 주석 산화물(FTO) 위에 도포하는 방법 중에 제조 공정이 간단하고 제조 비용이 저렴한 스크린 인쇄법이 가장 범용적으로 사용되고 있다.

스크린 인쇄는 스퀴지(squeeze)의 접동(摺動) 동작에 의해 잉크나 페이스트 등의 인쇄재료를 스크린 인쇄판의 개구부에서 압출하여 개구부의 형상을 피인쇄물에 전사함으로써 목적 인쇄패턴을 인쇄하는 방법이다.

스크린 인쇄는 언제 어디서 시작되었는지는 명확하지는 않으나, 최초의 스텐실에 실크를 사용하였기 때문에 실크 스크린 인쇄라고 하였으나 현재에는 거의 사용되지 않고 합성섬유나 스테인리스스틸이 사용되고 있다.

근대적인 스크린 인쇄가 시작된 것은 1945년 경이다. 1955년에 감광제판법이 개발되어 정밀한 제판이 가능함과 동시에 수동인쇄로부터 기계인쇄로 이행되기 시작하였다. 이 연대에 금속 도장 면에 표시문자가 스크린 인쇄로 인쇄되어 전기·전자 분야에서의 스크린 인쇄가 시작되었다고 할 수 있다. 스크린 인쇄가 프린트 기판이나 후막 IC 인쇄에 응용되면서 판의 정밀도나 안정성이 요구되게 되었다. 따라서 스크린 PS(presensitized plate)판 개발연구가 이루어져 1983년부터 감광 재료로서 디아조 수지보다 안전한 감광성 수지가 개발되어 스크린 PS판이 실용화되었다.

1965년에는 품질이 상당히 향상되어 0.1㎜이하의 정밀한 인쇄도 가능하게 되었다. 그리고 다색 강판에 의한 컬러인쇄, UV 잉크, 수성 잉크 등도 개발되어 거의 모든 제품에 스크린 인쇄가 가능하게 되었다. 1975년에는 로터리 인쇄, 발포 인쇄, 후막 제판기술이 개발되었고, 최근에는 감광재로서 PS판화되고 자동 위치 결정도 가능하게 되었다. 동시에 전자산업분야에서도 스크린 인쇄가 성행하게 되었다.

전자산업분야에서의 스크린 인쇄법에 대한 기술 발전의 동향은 전자 산업의 정밀성에 대한 요구에 맞추어 발전해왔다.

스크린인쇄에 이용되는 스크린인쇄판은 재료나 제조방법의 차이에 따라 다양한 종류의 인쇄판으로 분류될 수 있다. 이 중에도 금속 스크린 망(mesh)에 유제로 인쇄하는 개구부를 형성하는 것이나 금속 박판에 에칭이나 레이저가공으로 인쇄하는 개구부를 형성하는 것이 일반적이다.

도 1은 종래 기술중 하나인 스크린 인쇄법을 적용하여 TiO₂ 페이스트를 도전성 유리에 도포하는 스크린 인쇄장치를 나타내는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 스크린 인쇄 방법은 스크린 인쇄틀(40)과 스크린 망(30)을 포함하는 스크린 인쇄판과 스퀴지(50)를 구비한 스크린 인쇄장치를 사용한다. 상기 스크린 인쇄틀(40)에 의해 일정한 형태, 예컨대 사각형태를 이루고 있는 스크린 망(30)을 도전성 유리 기판(20)상에 이격시켜 위치시키고, 스퀴지(50)로 스크린 망(30)을 눌러 도전성 유리 기판(20)에 닿게 한 상태에서 스퀴지(50)를 수평이동시킴으로써 스크린 망(30)에 형성되어 있는 인쇄패턴을 기판(20)에 인쇄시키는 것이다. 상기 도전성 유리 기판(20)은 기판 지지대(10)위에 놓여진다.

상술한 종래의 스크린 인쇄 인쇄방법은 도전성 유리 기판이 대형화될 경우에 그에 따라 스크린 망(30)도 커져야 한다는 문제점이 있다. 염료감응 태양전지 분야에서 제조원가의 절감과 제품의 대형화 요구에 따라 기판의 크기가 지속적으로 확대되고 있는 추세를 고려한다면 이러한 문제에 대한 관심은 최근 증가는 추세이다.

인쇄장치의 경우 재현성이 우수해야 하는 등의 제약조건 등으로 인해 스크린 인쇄장치가 대형화됨에 따라 제조단가가 급속히 상승한다. 또한, 이렇게 스크린 인쇄장치가 대형화됨에 따라 장치의 제조에 있어서 기술적 위험요소가 증가하게 된다.

상기 기술적 위험요소 중에 하나는 TiO₂ 페이스트의 높은 점성으로 때문에 발생하는 응집력에 기인한 판 떨어짐의 어려움이다.

스크린 인쇄법에서 스크린 인쇄판의 장착 위치는 피인쇄체(본 발명에서는 도전성 유리)에 밀착시키는 것이 아니고 일정한 간격을 두고 한다. 스크린 망과 피인쇄체는 스퀴지 선단의 한 선에 접촉하고 다른 부분은 피인쇄체와 떨어지지 않으면 안 된다.

즉, 도 1에서 스퀴지 선단과 접촉되고 있는 P점이 스퀴지의 접동에 따라서 A에서 B의 방향으로 이동하고 있을 때 P점을 통과 후의 AP 면의 스크린 망은 반드시 피인쇄체에서 떨어져야 한다.

AP의 떨어짐이 늦어져 도 2와 같이 Q까지만 떨어지는 경우는 다음 두 종류가 있다. 첫 번째는 Q점도 P점의 이동에 따라서 떨어지지만 P점과 일치하지는 않는 경우이고, 두 번째는 Q이 순간적으로 정지되거나 또다시 이동을 개시하거나 또는 정지한 채로인 경우이다.

상기 거동을 일으킨 시점에서 인쇄 잉크(본 발명에서는 TiO₂ 페이스트) 피막에는 불균일한 피막 얼룩이 발생한다. 상기 거동이 일어나기 이전의 시점에서의 스 크린 인쇄판의 한쪽을 조금 올려주면 Q점은 P점에 근접하거나 일치된다. 따라서, 인쇄판을 피인쇄체와 거리를 두고 장착하는 것은 항상 피인쇄체와 판막이 스퀴지 선단에서 압착된 한 선만으로 밀착시키는 조건이 필요하기 때문이다.

스크린 망의 AB라고 하는 길이를 APB로 늘리게 되면 스크린 망은 본래의 AB라고 하는 길이로 복원하려는 장력이 P점에 걸려 이것이 판 떨어짐 작용을 하게 되는 것이다.

도 2의 P점에서 판 떨어짐이 늦거나 정지되는 것은 판 떨어짐 지점인 Q점에 있어서의 판의 장력에 대해서 판과 피인쇄체 사이에서 전이중인 잉크의 응집력이 큰 경우이다.

Q점에서 볼 때 QA의 방향으로 스크린 망(30)의 복원력이 움직이고 있다. 이를 QC로 하고, QC와 평탄한 피인쇄체와의 각도를 α라고 하면 Q점에 있어서의 잉크의 응집력을 이겨내어 스크린 망(30)을 끌어올리는 힘은 QCsinα로 된다. 잉크의 응집력을 QE로 하면 QCsinα≤QE 일 때 Q점은 정지하고, QCsinα>QE 일 때 Q점은 P점과 함께 이동하거나 또는 P점과 일치한다.

판 떨어짐을 증가시키는 힘 QCsinα는 각도 α의 변화에 따라서 변한다. 도 3에 나타난 바와 같이 P점이 P₁, P₂,....로 A보다 멀어짐에 따라 α₁>α₂,....로 작아져서 QCsinα₁>QCsinα₂.....로 판 떨어짐의 인상력도 작아진다.

따라서, 종래의 스크린 인쇄판을 사용할 경우 스크린 망의 중앙부에서 TiO₂ 페이스트의 높은 점성으로 인한 처짐 현상이 발생하여 판 떨어짐이 원활하게 이루 어지지 않아 인쇄 범짐의 원인이 되거나, 균일한 TiO₂ 박막을 형성하지 못하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래 기술은 판 떨어짐 장치를 사용하였다.

상기 판 떨어짐 장치는 도 4에 나타난 바와 같이 상기 P점의 이동에 따라서 A를 P점의 이동 방향의 수직 방향으로 A₁, A₂,....로 조금씩 상승시켜 상기 각도α의 감소를 지지함으로써 QCsinα>QEsinα를 확보하여 판 떨어짐을 수행하는 기능을 하는 장치이다.

그러나, TiO₂ 페이스트를 도전성 유리판에 인쇄할 때 사용하는 스크린 인쇄기로 종래의 판 떨어짐 장치를 사용하는 경우 제조공정이 복잡하고 및 제조비용이 증가할 뿐만 아니라, 염료감응 태양전지 제작 공정에서 상기 도전성 유리판에 TiO₂ 페이스트를 인쇄할 때 상기 TiO₂ 페이스트가 도전성 유리판의 모든 부분에 도포될 필요는 없으므로 종래의 판 떨어짐 장치는 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판에 적합하지 않다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 판 떨어짐이 원활한 스크린 인쇄판을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 스크린 인쇄판을 포함하는 스크린 인쇄장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는 상기 스크린 인쇄장치를 사용하여 제작한 염료감응 태양전지를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위해서,

스크린 망 지지대에 의해 분할된 복수의 스크린 망을 포함하는 스크린 인쇄판을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 지지대의 형태는 막대 모양의 형태이고, 스크린 망을 가로 방향 또는 세로 방향으로 분할하는 선상에 위치하며, 상기 막대의 양 끝단은 외부 스크린 인쇄틀에 연결되어 있는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 지지대의 형태는 격자 형태이고, 스크린 망을 가로 및 세로 방향으로 분할하는 격자 형태의 선상에 위치하고, 상기 격자 형태의 각각의 말단은 외부 스크린 인쇄틀에 연결되어 있는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 지지대에 의해 분할된 각각의 사각형 형태의 스크린 망의 가로 길이는 10∼30㎝이고, 세로길이는 10∼30㎝일 수 있 다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 지지대의 폭은 10∼40㎜일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 지지대는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 스크린 망의 재질은 나일론, 폴리에스테르, 스테인리스 스틸, 합금, 슈퍼 섬유 복합체 또는 금속판 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 지지대에 의해 분할된 각각의 사각형 형태의 스크린 망의 개구부의 형태가 서로 다른 것일 수 있다.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여,

상기 스크린 인쇄판을 포함하며, 상기 복수의 스크린 망에 대응되는 복수의 스퀴지를 구비한 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치를 제공한다.

본 발명은 상기 세 번째 과제를 달성하기 위하여,

상기 스크린 인쇄장치를 사용하여 제조된 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 제공한다.

본 발명에 따른 스크린 인쇄판은 종래기술의 문제점인 TiO₂의 높은 점도 때문에 발생하는 판 떨어짐 문제점을 해결하기 위하여 스크린 인쇄판의 인상력을 유 지시키는 지지대를 사용하였으며, 이에 의해 상기 스크린 인쇄판을 대형화되어 가는 염료감응 태양전지의 전극 제작 공정에 적용할 수 있게 하였고, 본 발명에 의한 상기 스크린 인쇄판을 구비한 스크린 인쇄장치는 염료 감응 태양 전지의 제공 시간을 단축시켜 염료감응 태양전지 분야에 상당한 이점을 제공할 것이다. 상기 지지대에 위해 분할된 스크린 인쇄판을 구비한 스크린 인쇄기는 한 번의 인쇄공정으로 다양한 형태의 인쇄 패턴을 오차 없이 인쇄할 수 있다.

이하, 실시예 및 도면을 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이들 실시예 및 도면을 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 도면에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

본 발명은 대형 스크린 인쇄판의 스크린 망에 지지체를 설치하여 대형화된 스크린 인쇄장치의 인쇄판의 스크린 인쇄 작업시 발생하는 판 떨어짐을 원활하게 하기 위한 것이다.

상기 종래 기술에서 설명한 도 2의 판 떨어짐을 증가시키는 힘 QCsinα는 각도 α의 변화에 따라서 변한다. 도 3에 나타난 바와 같이 P점이 P₁, P₂,....로 A보다 멀어짐에 따라 α₁>α₂,....로 작아져서 QCsinα₁>QCsinα₂....로 판 떨어짐의 인상력도 작아진다.

상기 판 떨어짐의 인상력의 감소를 저지시키기 위해서는 각도 α의 감소를 저지하면 되는데, 이를 위해 본 발명에서는 P점과 A사이의 거리를 단축시켜 각도 α의 감소를 저지함으로써 인상력(QCsinα)을 확보하여 판 떨어짐을 원활하게 하였다.

본 발명자는 상술한 바와 같이 P점과 A사이의 거리를 단축시켜 각도 α의 감소를 저지하여 판 떨어짐의 인상력을 유지시킬 수 있다는 점에 착안하여 도 5에 나타난 바와 같이 AB사이에 지지대(60)를 설치시켜 스크린 망(30)을 AB에서 Ab 및 aB로 분할하여 상기 각도 α의 감소를 저지하여 판 떨어짐이 원활하게 되는 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판을 발명하였다.

본 발명의 의한 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판은 스크린 망(30)을 지지하는 복수의 지지대를 포함한다. 상기 지지대는 상술한 바와 같이 상기 각도 α의 감소를 저지하여 판 떨어짐을 원활하게 하는 작용을 한다.

본 발명에 의한 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판은 상기 지지대(60)가 막대 모양의 형태이고, 스크린 망(30)을 가로 방향 또는 세로 방향으로 분할하는 선상에 위치하며, 상기 막대 모양의 지지대의 양 말단이 외부 스크린 인쇄틀(40)에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세로 방향 지지대를 포함하는 스크린 인쇄판을 나타낸 개략도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 세로 방향 지지대를 포함하는 스크린 인쇄판을 나타낸 개략도이다.

도 6 및 도 7를 참조하면, 스크린 망(30)의 가로 방향이 스퀴지의 진행방향 과 평행할 경우에 인상력을 향상시키기 위해, 즉 상기 스크린 망(30)의 가로 길이(AB)를 수직으로 분할하는 스크린 망의 세로 방향과 평행한 선상에 지지대(60)를 설치하여 상기 가로 길이(AB)를 도 5에 표시한 바와 같이 Ab와 aB로 분할하여 상기 각도 α의 감소를 저지하여 스크린 망의 인상력을 유지시킨 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가로 방향 지지대를 포함하는 스크린 인쇄판을 나타낸 개략도이다.

도 9는 본 발명의 일 실시에에 따른 복수의 가로 방향 지지대를 포함하는 스크린 인쇄판을 나타낸 개략도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상술한 바와 같이 스크린 망(30)을 가로 방향으로 분할하는 선상에 지지대(60)를 설치하여 스크린 망(30)의 인장력을 상승시킨 것이다.

본 발명에 의한 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판은 상기 지지대(60)가 격자 형태이고, 스크린 망을 가로 및 세로 방향으로 분할하는 격자 형태의 선상에 위치하고, 상기 격자 형태의 지지대(60)의 각각의 말단이 외부 스크린 인쇄틀(40)에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 형태의 지지대를 포함하는 스크린 인쇄판을 나타낸 개략도이다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 격자 형태의 지지대를 포함하는 스크린 인쇄판을 나타낸 개략도이다.

도 10 및 도 11를 참조하면, 상술한 바와 같이 스크린 망(30)을 가로 및 세 로 방향으로 격자 형태의 선상에 격자 형태의 지지대(60)를 설치하여 스크린 망의 인장력을 상승시킨 것이다.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판은 상기 지지대에 의해 분할된 각각의 사각형 형태의 스크린 망의 가로 길이는 10∼30㎝이고, 세로길이는 10∼30㎝인 것을 특징으로 한다.

상기 지지대에 의해 분할된 후 생성된 각각의 사각형 형태의 스크린 망의 가로 길이는 10∼30㎝이고, 세로길이는 10∼30㎝인 것이 바람직하데, 그 이유는 가로 또는 세로의 길이가 10㎝ 미만인 경우에는 판 떨어짐 현상에 대한 문제가 발생하지 않으며, 30㎝를 초과하는 경우에 판 떨어짐 현상이 발생하기 때문이다.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판은 상기 지지대의 폭이 10∼40㎜ 것을 특징으로 한다.

상기 지지대의 폭은 10∼40㎜인 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 지지대의 폭 10㎜ 미만인 경우에는 스크린 망을 지탱하는 강도가 부족하여 변형이 일어날 수 있고 스크린 망과 접촉 면적이 감소하여 사용중 스크린 망이 지지대에서 떨어질 수 있으며, 40㎜를 초과하는 경우에는 필요 이상의 면적을 차지하여 TiO₂ 페이스트가 도전성 유리판에 인쇄되는 면적을 감소시켜 염료감응 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판은 상기 지지대가 스테인리스 스틸 또는 알루미늄인 것을 특징으로 한다.

상기 지지대는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄인 바람직 하나 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 지지대는 스크린 망에 작용하는 인압과 TiO₂ 페이스트의 점도 등의 조건에 따라 적합한 소재를 선택할 수 있다.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판은 상기 지지대에 의해 분활된 각각의 사각형 형태의 스크린 망의 개구부 형태가 서로 다른 것을 특징으로 한다.

상기 개구부의 형태를 사용자가 원하는 형태로 할 수 있어 대면적 염료감응 태양전지의 TiO₂ 페이스트의 도포 형태를 다양하게 할 수 있어 한 번의 스크린 인쇄로 다양한 형태로 띄는 염료감응 태양전지를 생산할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예로서 다양한 형태의 복수의 개구부를 갖춘 스크린 인쇄판을 사용하여 TiO₂를 도전성 유리에 인쇄한 것을 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄판은 상기 스크린 망의 재질이 나일론, 폴리에스테스, 스테인리스 스틸, 합금, 슈퍼 섬유 복합체 또는 금속판 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 스크린 망의 재질은 나일론, 폴리에스테르, 스테인리스 스틸, 합금, 슈퍼 섬유 복합체 또는 금속판 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하나 탄성 회복성, 치수 정확성, 잉크 통과성, 감광제 접착성 또는 내열성 등의 조건 등을 고려하여 점도가 높은 TiO₂ 페이스트를 사용하기에 적합한 것이라면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지용 스크린 인쇄기는 상기 스크린 인쇄판을 포함하며, 상기 복수의 스크린 망에 대응되는 복수의 스퀴지를 구비한 것을 특징으로 한다.

도 13은 본 발명에 따른 스크린 인쇄판과 복수의 스퀴지를 구비한 스크린 인쇄기를 사용하여 TiO₂ 페이스트(80)를 인쇄하는 것을 나타낸 것이다.

상기 스크린 인쇄기는 평면 스크린 인쇄기로서 수동, 반자동 또는 자동 인쇄기 중에 선택된 어느 하나일 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 상기 스크린 인쇄장치를 사용하여 제조된 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도전성 유리 기판상에 TiO₂ 페이스트는 상기 스크린 인쇄판의 개구부를 통해 토출되어 도전상 유리 기판에 인쇄된다.

도 14는 본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 개략도를 나타낸 것이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 염료감응 태양전지는 제 1 전극(20a) 및 다공성 막(80)이 형성되는 제 1 기판(20b)과, 제 1 기판과 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 제 2 전극(90)이 형성되는 제 2 기판(110)과, 제 1 기판(20b)과 제 2 기판(110)의 사이 공간에 위치하는 전해질(130)을 포함하여 구성된다. 여기서 염료(80b)가 흡착된 다공성 막(80)은 입사된 광에 의해 전자를 생성하 여 제 1 전극(20a)으로 이동시키는 역할을 하는 부분이다.

상기 제 1 전극(20a)과 제 1 기판(20b)을 포함하는 기판을 도전성 유리 기판(20)이라 하고, 상기 다공성 막(80)은 TiO₂(80a)와 염료(80b)을 포함한다. 상기 TiO₂(80a)는 상기 스크린 인쇄판을 구비한 스크린 인쇄기에 의하여 도포된 후 소결하여 형성된 것이며, 상기 다공성 막(80)간의 TiO₂가 도포되지 않은 부분이 있는데, 이는 본 발명에 의한 지지대(60)에 때문에 도포되지 못한 부분을 포함한다.

상기 제 2 기판(110) 상에는 제 2 전극(100)이 형성되고, 상기 제 2 전극(100)상에는 백금 전극(90)이 형성된다.

상기 제 1 기판(20)과 제 2 기판(110)은 접착제(120)에 의해 부착되고, 그 사이 공간에 전해질(130)이 전해질 주입구(140)를 통해 주입되고, 상기 전해질 주입구(140)는 전해질 주입 후 주입구 봉입용 유리(150)에 의해 접착제(미도시)등을 사용하여 밀봉된다.

도 1은 종래 기술중 하나인 스크린 인쇄법을 적용하여 TiO₂페이스트를 도전성 유리에 도포하는 스크린 인쇄장치를 나타내는 개략도이다.

도 2는 스크린 인쇄판의 떨어지는 힘과 TiO₂ 페이스트의 응집력을 나타내는 개략도이다.

도 3은 스크린 망의 각도와 스크린 인쇄판의 떨어짐을 나타내는 개략도이다.

도 4는 스크린 인쇄판 떨어짐 장치의 원리를 나타내는 개략도이다.

도 5는 본 발명에 의한 스크린 인쇄판을 나타낸 개략도이다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 형태의 개구부를 갖는 스크린 인쇄판을 나타낸 개략도이다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 스퀴지를 갖는 스크린 인쇄장치를 나타낸 개략도이다.

도 14는 본 발명에 따른 스크린 인쇄장치를 사용하여 제작한 염료감응 태양전지를 나타낸 개략도이다.

Claims

스크린 망 지지대에 의해 분할된 복수의 스크린 망을 포함하는 스크린 인쇄판.
제 1 항에 있어서, 상기 지지대의 형태는 막대 모양의 형태이고, 스크린 망을 가로 방향 또는 세로 방향으로 분할하는 선상에 위치하며, 상기 막대의 양 끝단은 외부 스크린 인쇄틀에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄판.
제 1 항에 있어서, 상기 지지대의 형태는 격자 형태이고, 스크린 망을 가로 및 세로 방향으로 분할하는 격자 형태의 선상에 위치하고, 상기 격자 형태의 각각의 말단은 외부 스크린 인쇄틀에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄판.
제 1 항에 있어서, 상기 지지대에 의해 분할된 각각의 사각형 형태의 스크린 망의 가로 길이는 10∼30㎝이고, 세로길이는 10∼30㎝인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄판.
제 1 항에 있어서, 상기 지지대의 폭은 10∼40㎜인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄판.
제 1 항에 있어서, 상기 지지대는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄판.
제 1 항에 있어서, 상기 스크린 망의 재질은 나일론, 폴리에스테르, 스테인리스 스틸, 합금, 슈퍼 섬유 복합체 또는 금속판 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄판.
제 1 항에 있어서, 상기 지지대에 의해 분할된 각각의 사각형 형태의 스크린 망의 개구부의 형태가 서로 다른 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄판.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 스크린 인쇄판을 포함하며, 상기 복수의 스크린 망에 대응되는 복수의 스퀴지를 구비한 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.
제 9 항의 스크린 인쇄장치를 사용하여 제조된 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.