KR20100104552A - Dye sensitized solar cell module and method of preparing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A module is manufactured in the formation of the manufacturing method thereof silver conductor connecting electrode and dye sense solar cell module without the formation of the separate insulating protective layer. CONSTITUTION: The upper plate including catalyst pole substrates(10a, 20a, 30) is prepared. The lower plate including functional pole substrates(10b, 20b, 50) is prepared. It faces to the top and bottom and the functional pole substrate and catalyst pole substrate are arranged. The electrolyte(40) is filled between the functional pole substrate and catalyst pole substrate.

Description

염료감응 태양전지 모듈 및 이의 제조방법 {DYE SENSITIZED SOLAR CELL MODULE AND METHOD OF PREPARING THE SAME}Dye-Sensitized Solar Cell Module and Manufacturing Method Thereof {DYE SENSITIZED SOLAR CELL MODULE AND METHOD OF PREPARING THE SAME}

본 발명은 염료감응 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 제작공정보다 매우 간단한 공정으로 태양전지 모듈의 제작이 가능하여, 특히 Z-타입 직접방식의 태양전지 모듈에서, 종래의 Ag페이스트를 사용하는 경우에 비하여 불량률을 줄일 수 있고, 셀 사이에 균일한 접촉상태를 형성할 수 있으며, 셀 사이 전도체 연결전극의 형성에 있어서 별도의 절연 보호층 형성 없이도 모듈제작이 가능하며, 이를 통하여 연결전극 부분의 선폭을 줄일 수 있어서 셀 집적도를 높일 수 있는 염료감응 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dye-sensitized solar cell module and a method for manufacturing the same, and more particularly, it is possible to manufacture a solar cell module in a very simple process than the conventional manufacturing process, in particular in the Z-type direct type solar cell module, Compared with the conventional Ag paste, defect rate can be reduced, uniform contact state can be formed between cells, and a module can be manufactured without forming an insulating protective layer in forming a conductor connecting electrode between cells. In addition, the present invention relates to a dye-sensitized solar cell module and a method of manufacturing the same, which can reduce the line width of the connection electrode part, thereby increasing cell density.

1991년도 스위스 국립 로잔 고등기술원(EPFL)의 마이클 그라첼(Michael Gratzel) 연구팀에 의해 염료감응 나노입자 산화티타늄 태양전지가 개발된 이후 이 분야에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 염료감응태양전지는 기존의 실리콘계 태양전지에 비해 제조단가가 현저기 낮기 때문에 기존의 비정질 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 가능성을 가지고 있으며, 실리콘 태양전지와 달리 염료감응태양전지는 가시광선을 흡수하여 전자-홀 쌍을 생성할 수 있는 염료분자와, 생성된 전자 를 전달하는 전이금속 산화물을 주 구성 재료로 하는 광전기화학적 태양전지이다.Since the development of the dye-sensitized nanoparticle titanium oxide solar cell by the team of Michael Gratzel of the Swiss National Lausanne Institute of Advanced Technology (EPFL) in 1991, much work has been done in this area. Dye-sensitized solar cells have the potential to replace conventional amorphous silicon solar cells because their manufacturing cost is significantly lower than conventional silicon-based solar cells. Unlike silicon solar cells, dye-sensitized solar cells absorb visible light It is a photoelectrochemical solar cell mainly composed of a dye molecule capable of generating electron-hole pairs and a transition metal oxide that transfers generated electrons.

일반적인 염료감응 태양전지의 단위 셀 구조는 상, 하부 투명한 기판(일반적으로 유리)과 그 투명기판의 표면에 각각 형성되는 투명 도전성 산화물(TCO)로 이루어진 도전성 투명전극을 기본으로 하여, 제1전극(작용극)에 해당하는 일 측의 도전성 투명전극위에는 그 표면에 염료가 흡착된 전이금속 산화물 다공질 층이 형성되어지고, 제2전극(촉매극)에 해당하는 타 측 도전성 투명전극 위에는 촉매박막전극(주로 Pt)이 형성되어지며, 상기 전이금속 산화물, 예를 들면 TiO2, 다공질 전극 (작용극 기판)과 촉매박막전극 (촉매극 기판) 사이에는 전해질이 충진되어지는 구조를 가진다. 즉, 염료감응 태양전지는 빛을 받아 전자를 발생시키는 염료가 부착된 광전극(TiO2) 재료가 코팅된 작용극 기판과 전자를 공급하는 촉매극 기판 사이에 산화된 염료에 전자를 공급하여 주는 전해질을 기본으로 구성되어진다.The unit cell structure of a general dye-sensitized solar cell is based on a conductive transparent electrode made of an upper and lower transparent substrate (generally glass) and a transparent conductive oxide (TCO) formed on the surface of the transparent substrate, respectively. On the conductive transparent electrode on one side corresponding to the working electrode), a transition metal oxide porous layer on which the dye is adsorbed is formed, and on the other conductive transparent electrode corresponding to the second electrode (catalyst), the catalyst thin film electrode ( Mainly Pt) is formed, and an electrolyte is filled between the transition metal oxide, for example, TiO 2 , a porous electrode (working electrode substrate) and a catalyst thin film electrode (catalyst electrode substrate). That is, a dye-sensitized solar cell supplies electrons to an oxidized dye between a working electrode substrate coated with a dye-attached photoelectrode (TiO 2 ) material that receives electrons and generates a electron and a catalytic electrode substrate supplying electrons. It is composed based on electrolyte.

그런데 이와 같은 염료감응 태양전지의 단위 셀은 실용화를 위해서는 다수의 셀이 집적되는 모듈형태로 이를 구성하게 되고, 이와 같은 모듈화를 위한 집적방법들 중에는 도 1(Z-타입 직접방식을 도시한 경우임.)에 도시한 바와 같이 이웃하는 셀 사이에 서로 마주보는 대향하는 기판 사이에 전기적 연결이 이루어지도록 하는 구성을 가질 수 있다.However, the unit cell of the dye-sensitized solar cell is configured in a module form in which a plurality of cells are integrated for practical use, and among the integration methods for such modularization, FIG. 1 (Z-type direct method is illustrated). As shown in.) It may have a configuration such that the electrical connection is made between the opposing substrates facing each other between neighboring cells.

이와 같이 이웃하는 셀 사이에 상부 기판과 하부 기판이 전기가 흐르도록 연결하는 배선은 종래에는 Ag 페이스트를 상부 기판 및 하부 기판 각각에 도포하고 이를 중첩시켜 형성하는데, 이러한 공정은 페이스트 사이를 접합함에 따른 접촉저 항 발생 및 셀 사이에 균일한 접촉상태를 형성할 수 없는 문제점이 있어서 모듈의 불량률을 높이는 원인이 되고 있다.As such, the wiring connecting the upper substrate and the lower substrate to flow electricity between neighboring cells is conventionally formed by applying Ag paste to each of the upper substrate and the lower substrate and overlapping them. There is a problem in that contact resistance is generated and a uniform contact between cells cannot be formed, which causes a failure rate of the module.

또한 Ag와 같은 금속전도체는 전해액과 반응하여 산화되므로 이를 방지하기 위하여 도 1에 도시한 바와 같이 연결전극의 주변으로 절연 보호층을 형성하여야 하는 문제점이 있다. 상기 절연 보호층의 형성에 따라 공정이 더욱 복잡해지고, (일반적으로 유리 frit을 해당부분에 도포하고, 상판 및 하판 결합 후에 이들 도포 영역에 레이저를 조사하여 frit를 국부적으로 용융하여 접합하는 공정을 수행함.) 불량률이 증가하며, 연결전극 부분의 선폭이 증가하여 모듈의 집적도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.In addition, since a metal conductor such as Ag is oxidized by reacting with an electrolyte, there is a problem in that an insulating protective layer should be formed around the connection electrode as shown in FIG. 1 to prevent this. The process becomes more complicated with the formation of the insulating protective layer (generally, glass frit is applied to a corresponding part, and after joining the upper and lower plates, a process of locally melting and bonding the frit is performed by irradiating a laser to these coating areas. .) There is a problem that the defective rate is increased, and the line width of the connection electrode portion is increased, thereby lowering the density of the module.

따라서 상기 기술한 문제점을 개선한 염료감응 태양전지 모듈 및 이의 제조방법의 개발이 절실한 실정이다.Therefore, there is an urgent need to develop a dye-sensitized solar cell module and a method of manufacturing the same that improve the above-described problems.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 기존의 제작공정보다 매우 간단한 공정으로 태양전지 모듈의 제작이 가능하여, 특히 Z-타입 직접방식의 태양전지 모듈에서, 종래의 Ag페이스트를 사용하는 경우에 비하여 불량률을 줄일 수 있고, 셀 사이에 균일한 접촉상태를 형성할 수 있으며, 셀 사이 전도체 연결전극의 형성에 있어서 별도의 절연 보호층 형성 없이도 모듈제작이 가능하며, 이를 통하여 연결전극 부분의 선폭을 줄일 수 있어서 셀 집적도를 높일 수 있는 염료감응 태양전지 모듈 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention can manufacture a solar cell module in a very simple process than the conventional manufacturing process, in particular in the Z-type direct type solar cell module, using a conventional Ag paste Compared to the case, the failure rate can be reduced, uniform contact state can be formed between the cells, and in the formation of the conductor connection electrode between cells, a module can be manufactured without forming an insulating protective layer. It is an object of the present invention to provide a dye-sensitized solar cell module and a method for manufacturing the same, which can reduce the line width and increase cell density.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention

상하로 대향하여 배치된 작용극 기판과 촉매극 기판 및, 이들 기판 사이에 충진되는 전해질을 포함하여 이루어지는 셀이 다수 집적되어 형성되는 염료감응 태양전지 모듈에 있어서, In the dye-sensitized solar cell module is formed by the integration of a plurality of cells comprising a working electrode substrate and a catalytic electrode substrate disposed up and down facing each other, and the electrolyte filled between these substrates,

상기 셀의 이웃하는 셀 사이는 서로 대향하는 기판 사이에 전기적 연결이 이루어지도록 연결되고, Neighboring cells of the cell are connected such that an electrical connection is made between opposite substrates,

상기 전기적 연결은, 상기 대향하는 기판 사이에 삽입되며, 절연수지 필름재에 상기 대향하는 기판의 중첩부의 간격에 끼워져 전기적 연결을 형성하는 도전성 입자가 분산된 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈을 제공한다.The electrical connection is inserted between the opposing substrates, dye-sensitized solar cell, characterized in that the insulating resin film material is made of a film in which the conductive particles dispersed in the gap of the overlapping portion of the opposing substrate is formed to form an electrical connection Provide a module.

또한 본 발명은 Also,

상하로 대향하여 배치된 작용극 기판과 촉매극 기판 및, 이들 기판 사이에 충진되는 전해질을 포함하여 이루어지는 셀이 다수 집적되어 형성되는 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법에 있어서, In the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell module formed by the integration of a plurality of cells comprising a working electrode substrate and a catalytic electrode substrate disposed up and down facing each other, and an electrolyte filled between these substrates,

하부에 촉매극 기판이 형성된 상판을 준비하는 단계; Preparing an upper plate on which a cathode electrode substrate is formed;

상부에 상기 촉매극 기판으로부터 이웃하는 셀에 대향하는 작용극 기판의 일부가 중첩되도록 작용극 기판이 형성된 하판을 준비하는 단계; Preparing a lower plate on which a working electrode substrate is formed such that a part of the working electrode substrate facing the neighboring cell is overlapped from the catalyst electrode substrate;

상기 대향하여 중첩되는 기판들 사이에, 절연수지 필름재에 도전성 입자가 분산된 필름을 삽입하여 상기 상판 및 하판을 접합하는 단계; 및, Bonding the upper and lower plates by inserting a film in which conductive particles are dispersed in an insulating resin film material between the opposingly overlapping substrates; And,

상기 대향하는 기판의 중첩부의 간격이 상기 도전성 입자보다 작거나 같은 크기를 가지도록 결합하여 전기적 연결이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a dye-sensitized solar cell module comprising the step of coupling so that the gap of the overlapping portion of the opposite substrate having a size smaller than or equal to the conductive particles to make an electrical connection.

본 발명의 염료감응 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 따르면. 기존의 제작공정보다 매우 간단한 공정으로 태양전지 모듈의 제작이 가능하여, 특히 Z-타입 직접방식의 태양전지 모듈에서, 종래의 Ag페이스트를 사용하는 경우에 비하여 불량률을 줄일 수 있고, 셀 사이에 균일한 접촉상태를 형성할 수 있으며, 셀 사이 전도체 연결전극의 형성에 있어서 별도의 절연 보호층 형성 없이도 모듈제작이 가능하며, 이를 통하여 연결전극 부분의 선폭을 줄일 수 있어서 셀 집적도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the dye-sensitized solar cell module of the present invention and a manufacturing method thereof. The solar cell module can be manufactured in a much simpler process than the conventional fabrication process. Especially, in the Z-type direct type solar cell module, the defect rate can be reduced compared to the case of using a conventional Ag paste, and the uniformity between cells is achieved. It is possible to form a contact state, and in the formation of a conductor connecting electrode between cells, it is possible to manufacture a module without forming a separate insulating protective layer, thereby reducing the line width of the connecting electrode part, thereby increasing the cell density. You can get it.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 염료감응 태양전지 모듈은 상하로 대향하여 배치된 작용극 기판(10b, 20b, 50)과 촉매극 기판(10a, 20a, 30) 및, 이들 기판 사이에 충진되는 전해질(40)을 포함하여 이루어지는 셀이 다수 집적되어 형성되는 염료감응 태양전지 모듈에 있어서, 상기 셀의 이웃하는 셀 사이는 서로 대향하는 기판 사이에 전기적 연결이 이루어지도록 연결되고; 상기 전기적 연결은, 상기 대향하는 기판 사이에 삽입되며, 절연수지 필름재(92)에 상기 대향하는 기판의 중첩부의 간격에 끼워져 전기적 연결을 형성하는 도전성 입자(94)가 분산된 필름(90)으로 이루어지는 구성을 가진다.The dye-sensitized solar cell module of the present invention includes the working electrode substrates 10b, 20b, 50 and the catalytic electrode substrates 10a, 20a, 30 disposed upside down and an electrolyte 40 filled between these substrates. A dye-sensitized solar cell module in which a plurality of cells are formed integrally with each other, the neighboring cells of the cells being connected to each other such that electrical connections are made between substrates facing each other; The electrical connection is interposed between the opposing substrates, and the film 90 in which the conductive particles 94 are inserted into the insulating resin film material 92 at intervals of overlapping portions of the opposing substrates to form an electrical connection. Has a configuration.

이에 대한 상세한 설명은 도면을 참고하여 설명한다. Detailed description thereof will be described with reference to the accompanying drawings.

즉, 염료감응 태양전지 단위 셀이 다수 결합하여 모듈을 형성함에 있어서, 상판 및 하판 사이에 전기적 연결이 이루어지는 경우에 본 발명의 개념을 적용하는 것으로, 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 상하로 대향하여 배치된 작용극 기판(10b, 20b, 50)과 촉매극 기판(10a, 20a, 30) 및, 이들 기판 사이에 충진되는 전해질(40)을 포함하여 이루어지는 셀이 다수 집적되어 형성되는 염료감응 태양전지 모듈에 있어서, 상기 셀의 이웃하는 셀 사이는 서로 대향하는 기판 사이에 전기적 연결이 이루어지도록 연결되는 구조를 가지는 모듈에 이를 적용한다.That is, in the case where a plurality of dye-sensitized solar cell unit cells are combined to form a module, the concept of the present invention is applied when an electrical connection is made between an upper plate and a lower plate, as shown in FIGS. 1 and 2. Dye formed by integrating a plurality of cells including the working electrode substrates 10b, 20b, 50 and the catalytic electrode substrates 10a, 20a, 30 disposed opposite to each other, and an electrolyte 40 filled between these substrates. In a sensitized solar cell module, it applies to a module having a structure in which neighboring cells of the cell are connected to make electrical connections between substrates facing each other.

상기 전기적 연결은, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 대향하는 기판 사이에 삽입되며, 절연수지 필름재(92)에 상기 대향하는 기판의 중첩부의 간격에 끼워져 전기적 연결을 형성하는 도전성 입자(94)가 분산된 필름(90)을 적용하여 연결한다. 도 2의 경우에 실질적인 크기에서 각 셀의 폭에 비하여 두께는 훨씬 작은데도 불구하고, 단면구조를 명확히 나타내기 위하여 상하 방향이 비정상적으로 확대되어 필름부위가 마치 기둥처럼 도시된 것이고, 실질적인 형상은 도 3 내지 도 5의 경우에 더 가까운 형태가 된다. (물론 이들 도면도 비정상적으로 확대 도시된 것임은 물론이다.)The electrical connection is inserted between the opposing substrates as shown in FIG. 2, and conductive particles 94 are inserted into the insulating resin film material 92 at intervals of overlapping portions of the opposing substrates to form an electrical connection. The dispersed film 90 is applied and connected. In the case of FIG. 2, although the thickness is much smaller than the width of each cell at the actual size, in order to clearly show the cross-sectional structure, the up and down direction is abnormally enlarged so that the film part is shown as a pillar, and the actual shape is shown in FIG. In the case of 3 to 5, the form becomes closer. (Of course, these drawings are also abnormally enlarged.)

이러한 모듈의 집적구조는 바람직하게는 상기 염료감응 태양전지 모듈이 상부에 촉매극 기판이 형성되고, 하부에 작용극 기판이 형성되며, 상기 촉매극 기판으로부터 이웃하는 셀의 작용극 기판으로 전기적 연결이 이루어지는 Z-타입 직접방식의 염료감응 태양전지 모듈인 것이 좋다. 이를 통하여 높은 전압을 발생하는 전지를 얻을 수 있으며, 본 발명을 통하여 Z-타입의 단점인 낮은 집적도를 해결할 수 있어서 효과를 증대할 수 있다.In the integrated structure of the module, preferably, the dye-sensitized solar cell module has a catalytic electrode substrate formed thereon, a working electrode substrate formed below, and an electrical connection from the catalytic substrate to the working electrode substrate of the neighboring cell. It is preferable that it is a dye-sensitized solar cell module of a Z-type direct method. Through this, a battery generating a high voltage can be obtained, and the present invention can solve the low integration degree, which is a disadvantage of the Z-type, thereby increasing the effect.

상기 필름의 도입에 의하여 상판과 하판의 전기적 연결은 이들 사이에 끼워져 전기적 연결을 이루는 도전성 입자에 의하여 이루어지고, 이들 도전성 입자의 전해질로부터의 공격은 상기 절연수지 필름재가 수행하게 되므로, 별도의 보호층의 형성이 필요 없고, 단지 상기 필름의 부착 및 가압/가열을 통한 접합공정만으로 연결전극 및 보호층의 형성을 동시에 수행하므로 공정이 간단하며, 자동화가 용이하게 된다.The electrical connection between the upper plate and the lower plate by the introduction of the film is made by conductive particles sandwiched between them to form an electrical connection, the attack of the conductive particles from the electrolyte is carried out by the insulating resin film material, a separate protective layer Formation of the connection electrode and the protective layer is carried out at the same time only by attaching the film and pressing / heating the bonding process. Therefore, the process is simple and automation is easy.

상기 절연수지 필름재는 통상의 절연수지재가 이에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 상기 접합공정에서 다른 구성요소들에게 열적 손상을 발생하지 않을 정도 의 가열온도(일반적으로는 150 ℃ 내외)를 요구하는 수지이면 좋고, 또한 전해질에 대하여 손상을 최대한 받지 않고 내구성을 가지는 수지재인 것이 좋다. 이에 대한 구체적인 예로는 Surlyn film, vinel film, 또는 epoxy 등을 들 수 있다.The insulating resin film material may be applied to a conventional insulating resin material, and preferably a resin that requires a heating temperature (typically around 150 ° C.) that does not cause thermal damage to other components in the bonding process. It is good that it is a resin material which is durable and does not receive damage to an electrolyte as much as possible. Specific examples thereof include Surlyn film, vinel film, or epoxy.

또한 상기 도전성 입자(94)는 전도성을 가지는 입자이면 모두 가능하며, 바람직하게는 금속분말 입자, 도전성 고분자 입자, 또는 절연수지입자에 도전체가 코팅된 입자를 이에 적용할 수 있다.In addition, the conductive particles 94 may be any particles having conductivity, and preferably metal powder particles, conductive polymer particles, or particles coated with a conductor on insulating resin particles may be applied thereto.

또한 이와 같은 도전성 입자가 분산된 절연 필름(90)의 구체적인 예로는 이방성 도전성 필름 (Anisotropic Conductive Film, ACF)을 들 수 있다.In addition, an example of an insulating film 90 in which the conductive particles are dispersed may include an anisotropic conductive film (ACF).

상기 ACF는 통상의 다양한 ACF가 이에 적용될 수 있고, 이에 사용되는 도전성 입자는 통상, 폴리머 등의 수지입자에 도체 금속(금, 니켈 또는 이들의 다층 코팅)이 코팅되고, 이의 바깥 면에 다시 폴리머 등의 수지가 코팅된 입자이다.The ACF may be applied to various conventional ACFs, and the conductive particles used therein are usually coated with a conductive metal (gold, nickel or a multilayer coating thereof) on resin particles such as polymers, and polymers on the outer surface thereof. Is resin coated particles.

이러한 상기 염료감응 태양전지의 대향하는 기판 사이의 간극은 통상 20 내지 100 ㎛를 유지하므로, 여기에 적용되는 상기 필름의 두께는 접합과정의 변형을 고려하여 25 내지 80 ㎛인 것이 좋으며, 여기에 분산되는 도전성 입자의 크기는 20 내지 100㎛인 것이 좋다. 또한 고체 전해질을 사용할 경우에는 대향 기판 사이의 간격이 20㎛ 이하를 유지할수록 광전 변환효율이 증가하므로 도전성 입자의 크기는 이보다 낮은 것이 좋다. 이를 통하여 도 3에 도시한 바와 같이, 대향하는 기판의 중첩부에 필름을 삽입한 후, 가열 및 가압하면 양 기판이 서로 밀착하면서 도전입자를 통한 전기적 연결(간극보다 더 큰 입자의 경우에는 입자의 변형을 동반한 전기적 연결이 이루어지게 된다.)이 이루어지고, 기판간의 접착도 함께 이루어지게 된다.Since the gap between the opposing substrates of the dye-sensitized solar cell is usually maintained at 20 to 100 μm, the thickness of the film applied here is preferably 25 to 80 μm in consideration of the deformation of the bonding process, and is dispersed therein. It is preferable that the magnitude | size of the electroconductive particle used becomes 20-100 micrometers. In addition, in the case of using the solid electrolyte, the photoelectric conversion efficiency increases as the distance between the opposing substrates is maintained at 20 μm or less, so the size of the conductive particles is preferably lower than this. As shown in FIG. 3, the film is inserted into the overlapping portion of the opposing substrate, and when heated and pressed, both substrates are brought into close contact with each other and electrically connected through conductive particles (in the case of particles larger than the gap, Electrical connection with deformation) is made, and the adhesion between the substrates is also made.

이 경우에 상기 필름의 폭은 1 ㎜ 내외가 되므로, 통상의 Z-타입 염료감응 태양전지 모듈이 가지는 3 ㎜ 내외의 연결전극 부분의 선폭에 비하여 현저한 개선이 이루어진다.In this case, since the width of the film is about 1 mm, a remarkable improvement is made as compared with the line width of the connection electrode portion of about 3 mm that the conventional Z-type dye-sensitized solar cell module has.

또한 상기 접합과정에서 상판 및 하판을 누르는 경우에 항상 일정한 대향기판 사이의 간극을 확보하기 위하여, 상기 필름(90)은 상기 도전성 입자(94)보다 크기가 작거나 같은 스페이서(98) 입자를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 스페이서 입자는 절연체 또는 전도체 또는 반도체 등 다양한 입자가 이에 해당할 수 있으며, 바람직하게는 녹는점이 필름의 접합과정에서 가열하는 온도보다 높은 입자이고, 더욱 바람직하게는 수지인 경우에는 유리전이온도가 필름의 접합과정에서 가열하는 온도보다 높은 입자로서 절연체인 것이 좋으며, 이를 통하여 도 4에 도시한 바와 같이 접합과정에서 스페이서가 간극을 유지하는 역할을 하여 일정한 간극 형성에 도움이 된다.In addition, in order to secure a gap between the counter substrates at all times when the upper plate and the lower plate are pressed during the bonding process, the film 90 further includes spacer 98 particles having a size smaller than or equal to that of the conductive particles 94. can do. Here, the spacer particles may correspond to various particles such as an insulator, a conductor, or a semiconductor. Preferably, the spacer particles are particles having a melting point higher than a temperature heated in the bonding process of the film, and more preferably, a resin has a glass transition temperature. It is preferable that the insulator is a particle higher than the temperature heated in the bonding process of the film, and as a result, the spacer serves to maintain the gap in the bonding process, as shown in FIG.

이외에 상기 기술한 바와 같이 집적도를 올리기 위하여 필름 폭을 더 줄이기 위해서는, 도전성 입자의 크기를 줄이는 것이 필요하고, 상기와 같은 구성으로 이와 같은 상판과 하판의 결합을 형성하기 위해서는, 이 경우에 대향하는 기판 사이의 간격이 줄어야 한다. 그런데 대향하는 기판 사이의 간격을 너무 줄이면 전해질의 충진을 위한 공간 확보가 어려우므로 이를 위하여 전체적인 기판 간격의 감소 없이, 도 5에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이 상기 대향하는 기판의 중첩부 중의 어느 하나가 상대편을 향하여 돌출되는 돌출부를 더 포함하도록 할 수 있다. 상기 돌출부는 도시한 바와 같이 가로로 다수개가 배치될 수도 있으며, 또는 도면의 상부에서 하부로 (지면을 뚫고 가는 방향)다수개가 배치될 수도 있다. 이를 통하여 보다 100 ㎛ 대의 가는 선폭을 얻을 수도 있다.In addition, as described above, in order to further reduce the film width in order to increase the degree of integration, it is necessary to reduce the size of the conductive particles, and in order to form a combination of the upper plate and the lower plate with the above configuration, the substrate facing in this case The spacing between them should be reduced. However, if the spacing between the opposing substrates is reduced too much, it is difficult to secure a space for filling the electrolyte. Thus, without reducing the overall substrate spacing, as shown in the specific example of FIG. 5, any one of the overlapping portions of the opposing substrates. May further include a protrusion projecting toward the other side. A plurality of protrusions may be arranged horizontally as shown, or a plurality of protrusions may be disposed from the top to the bottom of the drawing (the direction going through the ground). Through this, a thinner line width of 100 µm can be obtained.

또한 본 발명은 상기 기술한 바와 같은 모듈의 제조방법을 제공하는 바, 이는 상하로 대향하여 배치된 작용극 기판(10b, 20b, 50)과 촉매극 기판(10a, 20a, 30) 및, 이들 기판 사이에 충진되는 전해질(40)을 포함하여 이루어지는 셀이 다수 집적되어 형성되는 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법에 있어서, 하부에 촉매극 기판이 형성된 상판을 준비하는 단계; 상부에 상기 촉매극 기판으로부터 이웃하는 셀의 대향하는 작용극 기판의 일부가 중첩되도록 작용극 기판이 형성된 하판을 준비하는 단계; 상기 대향하여 중첩되는 기판들 사이에, 절연수지 필름재(92)에 도전성 입자(94)가 분산된 필름(90)을 삽입하여 상기 상판 및 하판을 접합하는 단계; 및, 상기 대향하는 기판의 중첩부의 간격이 상기 도전성 입자(94)보다 작거나 같은 크기를 가지도록 결합하여 전기적 연결이 이루어지도록 하는 단계를 포함하여 구성된다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing a module as described above, which includes a working electrode substrate (10b, 20b, 50) and a catalytic electrode substrate (10a, 20a, 30) and these substrates disposed facing up and down Claims [1] A method for manufacturing a dye-sensitized solar cell module, in which a plurality of cells including an electrolyte 40 filled therebetween are formed, the method comprising the steps of: preparing an upper plate on which a catalyst electrode substrate is formed; Preparing a lower plate on which a working electrode substrate is formed such that a part of the working electrode substrates of neighboring cells overlaps with each other from the catalytic electrode substrate; Bonding the upper plate and the lower plate to each other by inserting a film 90 having conductive particles 94 dispersed in an insulating resin film material 92 between the oppositely overlapping substrates; And coupling the gaps of the overlapping portions of the opposing substrates to have a size smaller than or equal to that of the conductive particles 94 so that an electrical connection is made.

이에 대한 구체적인 예는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같으며, 이에 적용되는 상기 필름은 상기 기술한 바와 같이 바람직하게는 이방성 도전성 필름 (Anisotropic Conductive Film)일 수 있고, 상기 도전성 입자도 상기 기술한 바와 같이 금속분말 입자, 도전성 고분자 입자, 또는 절연수지입자에 도전체가 코팅된 입자일 수 있으며, 도 5에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이, 상기 필름은 상기 도전성 입자보다 크기가 작거나 같은 스페이서(spacer) 입자를 더 포함하여 균일한 간격으로 상판과 하판이 결합할 수 있도록 할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명에 상기 기술한 내용으로 갈음한다.Specific examples thereof are as shown in FIGS. 3 to 5, and the film applied thereto may preferably be an anisotropic conductive film as described above, and the conductive particles may also be described above. As described above, the metal powder particles, the conductive polymer particles, or the insulating resin particles may be coated with a conductor, and as shown in FIG. 5, the film may have a spacer having a size smaller than or equal to that of the conductive particles. spacer) may further include particles to allow the top and bottom plate to be bonded at a uniform interval. This is replaced by the above description in the detailed description.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 상세한 설명, 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.The present invention described above is not limited to the above detailed description and examples, and various modifications and changes of those skilled in the art are possible without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. Of course it is also included within the scope of the present invention.

도 1은 종래의 Z-타입 염료감응 태양전지 모듈의 일 실시예에 대한 단면구조를 도시한 도면이다.1 is a view showing a cross-sectional structure of an embodiment of a conventional Z-type dye-sensitized solar cell module.

도 2는 본 발명의 염료감응 태양전지 모듈의 일 실시예에 대한 단면구조를 도시한 도면이다.2 is a view showing a cross-sectional structure of an embodiment of the dye-sensitized solar cell module of the present invention.

도 3은 본 발명의 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법의 과정에 대한 일 실시예를 확대 단면구조로 도시한 도면이다.3 is an enlarged cross-sectional view illustrating an embodiment of a process of a method of manufacturing a dye-sensitized solar cell module of the present invention.

도 4는 본 발명의 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법의 과정에 대한 다른 실시예를 확대 단면구조로 도시한 도면이다.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the process of the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell module of the present invention.

도 5는 본 발명의 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법의 과정에 대한 또 다른 실시예를 확대 단면구조로 도시한 도면이다.5 is an enlarged cross-sectional view of another embodiment of a process of the method of manufacturing a dye-sensitized solar cell module of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10a: 상면 유리기판(상판)(촉매극) 10b: 하면 유리기판(하판)(작용극)10a: upper glass substrate (top plate) (catalyst pole) 10b: lower glass substrate (bottom plate) (working pole)

20a: 상면 TCO층(촉매극) 20b: 하면 TCO층(작용극)20a: Top surface TCO layer (catalyst pole) 20b: Bottom surface TCO layer (working pole)

30: 촉매층(촉매전극, 주로 Pt) 40: 전해질30: catalyst layer (catalyst electrode, mainly Pt) 40: electrolyte

50: 염료+전이금속산화물층 60: 봉지부50: dye + transition metal oxide layer 60: encapsulation

70: 연결전극 80: 절연막(보호층)70: connecting electrode 80: insulating film (protective layer)

90: (ACF) 필름 92: 절연수지 필름재90: (ACF) film 92: insulating resin film material

94: 전도성 입자 96: 돌출부 (도전체)94: conductive particle 96: protrusion (conductor)

98: 스페이서 입자98: spacer particles

Claims (10)

상하로 대향하여 배치된 작용극 기판과 촉매극 기판 및, 이들 기판 사이에 충진되는 전해질을 포함하여 이루어지는 셀이 다수 집적되어 형성되는 염료감응 태양전지 모듈에 있어서, In the dye-sensitized solar cell module is formed by the integration of a plurality of cells comprising a working electrode substrate and a catalytic electrode substrate disposed up and down facing each other, and the electrolyte filled between these substrates, 상기 셀의 이웃하는 셀 사이는 서로 대향하는 기판 사이에 전기적 연결이 이루어지도록 연결되고, Neighboring cells of the cell are connected such that an electrical connection is made between opposite substrates, 상기 전기적 연결은, 상기 대향하는 기판 사이에 삽입되며, 절연수지 필름재에 상기 대향하는 기판의 중첩부의 간격에 끼워져 전기적 연결을 형성하는 도전성 입자가 분산된 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈.The electrical connection is inserted between the opposing substrates, dye-sensitized solar cell, characterized in that the insulating resin film material is made of a film in which the conductive particles dispersed in the gap of the overlapping portion of the opposing substrate is formed to form an electrical connection module. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 염료감응 태양전지 모듈은 상부에 촉매극 기판이 형성되고, 하부에 작용극 기판이 형성되며, 상기 촉매극 기판으로부터 이웃하는 셀의 작용극 기판으로 전기적 연결이 이루어지는 Z-타입 직접방식의 염료감응 태양전지 모듈인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈.The dye-sensitized solar cell module is a Z-type direct type dye-sensitized, in which a catalytic electrode substrate is formed on an upper portion, a working electrode substrate is formed on a lower portion thereof, and an electrical connection is made from the catalytic electrode substrate to a working electrode substrate of a neighboring cell. Dye-sensitized solar cell module, characterized in that the solar cell module. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 필름은 이방성 도전성 필름 (Anisotropic Conductive Film)인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈.The film is a dye-sensitized solar cell module, characterized in that the anisotropic conductive film (Anisotropic Conductive Film). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 도전성 입자는 금속분말 입자, 도전성 고분자 입자, 또는 절연수지입자에 도전체가 코팅된 입자인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈.The conductive particles are metal powder particles, conductive polymer particles, or dye-sensitized solar cell module, characterized in that the conductive coating particles to the insulating resin particles. 제3항 또는 제4항에 있어서, The method according to claim 3 or 4, 상기 필름은 상기 도전성 입자보다 크기가 작거나 같은 스페이서 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈.The film is a dye-sensitized solar cell module, characterized in that it further comprises a spacer particle of the same size or smaller than the conductive particles. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 대향하는 기판의 중첩부 중의 어느 하나는 상대편을 향하여 돌출되는 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈.The dye-sensitized solar cell module, characterized in that any one of the overlapping portion of the opposing substrate further comprises a protrusion protruding toward the opposite side. 상하로 대향하여 배치된 작용극 기판과 촉매극 기판 및, 이들 기판 사이에 충진되는 전해질을 포함하여 이루어지는 셀이 다수 집적되어 형성되는 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법에 있어서, In the manufacturing method of the dye-sensitized solar cell module formed by the integration of a plurality of cells comprising a working electrode substrate and a catalytic electrode substrate disposed up and down facing each other, and an electrolyte filled between these substrates, 하부에 촉매극 기판이 형성된 상판을 준비하는 단계; Preparing an upper plate on which a cathode electrode substrate is formed; 상부에 상기 촉매극 기판으로부터 이웃하는 셀에 대향하는 작용극 기판의 일부가 중첩되도록 작용극 기판이 형성된 하판을 준비하는 단계; Preparing a lower plate on which a working electrode substrate is formed such that a part of the working electrode substrate facing the neighboring cell is overlapped from the catalyst electrode substrate; 상기 대향하여 중첩되는 기판들 사이에, 절연수지 필름재에 도전성 입자가 분산된 필름을 삽입하여 상기 상판 및 하판을 접합하는 단계; 및, Bonding the upper and lower plates by inserting a film in which conductive particles are dispersed in an insulating resin film material between the opposingly overlapping substrates; And, 상기 대향하는 기판의 중첩부의 간격이 상기 도전성 입자보다 작거나 같은 크기를 가지도록 결합하여 전기적 연결이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법.The method of manufacturing a dye-sensitized solar cell module comprising the step of coupling so that the gap of the overlapping portion of the opposite substrate having a size smaller than or equal to the conductive particles to make an electrical connection. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 필름은 이방성 도전성 필름 (Anisotropic Conductive Film)인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법.The method of manufacturing a dye-sensitized solar cell module, characterized in that the film is an anisotropic conductive film. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 도전성 입자는 금속분말 입자, 도전성 고분자 입자, 또는 절연수지입자에 도전체가 코팅된 입자인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법.The conductive particles are metal powder particles, conductive polymer particles, or a method of manufacturing a dye-sensitized solar cell module, characterized in that the conductive coating particles to the insulating resin particles. 제8항 또는 제9항에 있어서, 10. The method according to claim 8 or 9, 상기 필름은 상기 도전성 입자보다 크기가 작거나 같은 스페이서 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 모듈의 제조방법.The film is a method of manufacturing a dye-sensitized solar cell module, characterized in that it further comprises a spacer particle of the same size or smaller than the conductive particles.
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