KR20100123179A - 염료감응 태양전지 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용한 염료감응 태양전지 - Google Patents
염료감응 태양전지 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용한 염료감응 태양전지 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 염료감응 태양전지 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용한 염료감응 태양전지에 관한 것으로, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물은 TiO2 나노입자 용액, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제에 액상의 TiO2 를 더 포함한다. 상기 비수용성 페이스트 조성물은 액상의 TiO2가 TiO2 나노입자들 표면에 코팅되어 염료감응 태양전지의 반도체 전극의 전기적 접촉을 향상시켜 광전변환효율을 현저히 개선시킨다.
염료감응 태양전지, 반도체 전극, 페이스트 조성물, 액상의 TiO2
Description
본 발명은 염료감응 태양전지 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용한 염료감응 태양전지에 관한 것이고, 보다 상세하게는 비수용성 나노입자 TiO2 페이스트 조성물에 액상의 TiO2를 도입한 염료감응 태양전지 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용한 염료감응 태양전지에 관한 것이다.
지금까지 알려진 종래의 염료감응 태양전지 중 대표적인 예로서 1991년 스위스의 그라첼(Gratzel) 등에 의하여 발표된 태양전지가 있다. 그라첼 등에 의한 광전기화학적 태양전지는 감광성 염료 분자와 나노입자 이산화티탄(TiO2)으로 이루어 지는 산화물 반도체를 이용한 광전기화학적 태양전지로서, 10% 이상의 광전변환 효율을 가질 수 있고 기존의 실리콘 태양전지에 비하여 제조 단가가 저렴하다는 장점 때문에 실리콘 태양전지를 대체할 가능성이 있는 차세대 태양전지로 많은 관심이 집중되고 있다.
염료감응 태양전지는 루테늄계 염료가 흡착된 다공성의 나노 산화물 입자 박막이 코팅된 반도체 전극과, 촉매로써 백금 혹은 탄소가 코팅된 대향 전극, 그리고 두 전극 사이에 요오드계 산화 환원 전해질을 주입, 밀봉하여 만들어진다.
종래 고효율의 염료감응 태양전지를 제조하기 위해 약 20nm 크기의 나노입자 이산화티탄을 전도성 기판에 코팅함으로써 비표면적이 넓은 TiO2 나노입자 박막을 제조하였다. 상세하게, TiO2 나노입자 용액을 수열 반응을 통해 합성한 후, TiO2 나노입자 용액에 유기용매, 결합제 및 계면활성제를 포함시킨 비수용성 페이스트를 제조하였다 (대한민국 등록 특허 제10-0656365호, 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지). 상기 페이스트 조성물을 전도성 기판 위에 도포하고 건조 및 열처리를 통해 TiO2 나노입자의 박막을 제조하였다.
그러나 종래 기술에 의한 비수용성 나노입자 페이스트를 이용한 염료감응 태양전지는 나노입자들 간의 전기적 접촉과 전도성 기판과의 밀착성에서 일부 불완전하여 염료로부터 생성되어 나노입자 이산화티탄에 주입된 전자 일부가 손실되어 광전변환효율이 낮아지는 문제점을 내포하고 있다.
이에 본 발명자들은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 염료감응 태양전지 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물에 대한 연구를 진행하면서, 대한민국 등록특허 제10-0656365호에서 제시한 비수용성 페이스트 조성물에 액상의 TiO2를 도입하는 경우, 액상의 TiO2가 나노입자 TiO2 표면에 코팅되어 나노입자 TiO2의 입자 사이에 가교 역할을 함으로써 열처리 과정에서 나노입자 박막의 전기적 접촉성을 개선시킬 뿐만 아니라 광전변환 효율도 현저히 개선시킴을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 염료감응 태양전지에서, 반도체 전극의 나노입자 TiO2 박막층의 전기적 접촉성을 개선시켜 광전변환 효율을 향상시킬 수 있는 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 염료감응 태양전지에서, 반도체 전극의 나노입자 TiO2 박막층의 전기적 접촉성을 개선시켜 광전변환 효율을 향상시킬 수 있는 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 염료감응 태양전지에서, 반도체 전극의 나노입자 TiO2 박막층의 전기적 접촉성을 개선시켜 광전변환 효율을 향상시킬 수 있는 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물을 이용한 염료감응 태양전지를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 TiO2 나노입자 용액, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제를 포함하는 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수 용성 페이스트 조성물에 있어서, 액상의 TiO2를 더 포함하는 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 비수용성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 액상의 TiO2는 TiO2 나노입자의 중량에 기초하여 1 내지 10중량%의 양으로 포함되는 것이 바람직하며, TiO2 나노입자, 액상의 TiO2, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제는 1: 0.01~0.1 : 2~5 : 0.1~2 : 0.01~2의 중량비율로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 티타늄 알콕사이드 및 용매를 수열반응시켜 TiO2 나노입자 용액을 제조하는 단계; 상기 TiO2 나노입자 용액을 알코올로 치환하는 단계; 유기용매, 결합제 및 계면활성제를 혼합하여 유기 페이스트액을 제조하는 단계; 및 상기 알코올로 치환된 TiO2 나노입자 용액을 유기 페이스트 액과 액상의 TiO2와 혼합하고 알코올을 증발시키는 단계;를 포함하는 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 비수용성 페이스트 조성물의 제조방법에 있어서, TiO2 나노입자, 액상의 TiO2, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제는 1: 0.01~0.1 : 2~5 : 0.1~2 : 0.01~2의 중량비율로 포함되도록 제조되는 것이 바람직하다.
또한, 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 제 1 전도성 기판 상에 TiO2 나노입자 용액, 액상의 TiO2, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제를 포함하 는 비수용성 페이스트 조성물로 형성된 TiO2 나노입자 박막층이 도포된 반도체 전극, 제 2 전도성 기판 상에 촉매층이 도포된 대향 전극, 및 상기 반도체 전극과 대향 전극 사이에 개재된 전해질 용액을 포함하는 염료감응 태양전지를 제공한다.
본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 상기 TiO2 나노입자 박막층 상에 염료 분자층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지에 있어서, TiO2 나노입자 박막층을 구성하는 TiO2 나노입자, 액상의 TiO2, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제는 1: 0.01~0.1 : 2~5 : 0.1~2 : 0.01~2의 중량비율로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 액상의 TiO2가 포함된 TiO2 나노입자 비수용성 페이스트 조성물은 용매의 휘발로 인해 조성이 변화됨을 방지하여 장기보관이 가능할 뿐만 아니라, 상기 비수용성 페이스트 조성물로 제작된 반도체 전극의 나노입자 TiO2 박막층은 TiO2 나노입자들 표면에 액상의 TiO2가 코팅되어 TiO2 나노입자들 사이의 전기적 접촉이 현저히 향상되어 염료로부터 생성된 전자가 나노입자 TiO2층을 통과하여 전도성 기판에 도달하는 과정에서의 전자 손실을 최소화하여 기존 기술에 비하여 광전변환효율을 현저히 향상시킨다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물은 TiO2 나노입자 용액, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제에, 액상의 TiO2를 더 포함한다.
상기 TiO2 나노입자 용액에서, TiO2 나노입자는 5 내지 30nm 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 유기용매로는 터피네올, 부틸 카르비톨, 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하며, 결합제로는 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 이용하는 것이 바람직하며, 상기 계면 활성제로는 로릴 산, 수산화 벤조산, 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
상기 액상의 TiO2는 TiO2 나노입자의 중량에 기초하여 1 내지 10중량%의 양으로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 액상의 TiO2는 단분자 또는 분자 크기가 매우 작은 것으로 용액에 용해되어 있는 액체상태를 의미한다. 반면, TiO2 나노입자는 TiO2 단분자들이 결합된 고형의 나노입자로 성장된 것이다.
따라서 상기 액상의 TiO2는 화학 구조식으로는 같은 물질이나 고형의 TiO2 나노입자의 거대한 분자 표면에 액상의 TiO2 단분자가 코팅되어 나노입자-나노입자 사이의 가교역할을 한다.
상기 조성물을 구성하는 TiO2 나노입자, 액상의 TiO2, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제는 1: 0.01~0.1 : 2~5 : 0.1~2 : 0.01~2의 중량비율로 포함되는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물의 제조 방법은 티타늄 알콕사이드 및 용매를 수열반응시켜 TiO2 나노입자 용액을 제조하는 단계(S11); 상기 TiO2 나노입자 용액을 알코올로 치환하는 단계(S12); 유기용매, 결합제 및 계면활성제를 혼합하여 유기 페이스트 액을 제조하는 단계(S13); 및 상기 알코올로 치환된 TiO2 나노입자 용액을 유기 페이스트 액과 액상의 TiO2와 혼합하고 알코올을 증발시켜 비수용성 페이스트 조성물을 형성하는 단계(S14);를 포함한다.
상기 TiO2 나노입자 용액을 제조하는 단계(S11)는 티타늄 알콕사이드를 알코올과 혼합하고, 이어서 용매와 혼합하여 교반한 후, 가열을 통해 수열반응시킨다.
이 경우, 티타늄 알콕사이드로는 티타늄 이소프로폭사이드, 티타늄 부톡사이드, 티탄늄 에톡사이드가 사용될 수 있으며, 또한, 알코올로는 이소프로판올, 이 사용될 수 있고, 티타늄 알콕사이드와 알코올은 부피비로 1 : 0.2 내지 0.3으로 혼합되는 것이 바람직하다.
또한, 용매로써는 아세트산과 물이 티타늄 알콕사이드의 부피를 기준으로 2 내지 2.3 : 6 내지 7의 부피비로 혼합된 것이 사용될 수 있다. 또한, 티타늄 알콕사이드와 알코올이 혼합된 용액은 용매 중에 적가되는 것이 바람직하다.
혼합 용액은 맑고 투명한 TiO2 용액이 될 때까지 상온에서 교반한다. 이어서, 70 내지 80℃의 온도에서 3 내지 5시간 동안 1차 가열하고 210 내지 230℃에서 13 내지 14시간 동안 수열반응시키는 것을 통해 결정화(성장)시켜 약 5 내지 30㎚의 입자 크기를 갖는 TiO2 나노입자 용액을 합성한다.
상기 TiO2 나노입자 용액를 알코올로 치환하는 단계(S12)는 상기 TiO2 나노입자 용액 중 TiO2 나노입자의 함량이 5 내지 15중량%가 될 때까지 용매를 증발시킨 후, 원심 분리를 통해 용매를 에탄올과 같은 알코올로 치환하는 것으로 진행된다.
여기서, 상기 TiO2 나노입자 용액의 분산도를 높이기 위해서 초음파 분쇄 또는 볼 밀링 공정을 더 행할 수 있다.
상기 유기용매, 결합제 및 계면활성제를 혼합하여 유기 페이스트 액을 제조하는 단계(S13)는 상기 TiO2 나노입자 용액 중에 함유된 TiO2 나노입자 중량을 기준으로 유기용매 2 내지 5 중량비, 결합제 0.1 내지 2 중량비 및 계면활성제 0.01 내지 2 중량비의 비율로 혼합하여 교반한다.
상기 비수용성 페이스트 조성물을 형성하는 단계(S14)는 단계(S12)에서 얻은 알코올로 치환된 TiO2 나노입자 용액을 단계(S13)에서 얻은 유기 페이스트 액과 액상의 TiO2와 혼합하고 알코올을 증발시키는 것으로 진행된다. 이 경우, 액상의 TiO2는 TiO2 나노입자 중량에 기초하여 0.01 내지 0.1의 중량비로 첨가된다.
도 2는 본 발명에 따른 액상의 TiO2를 포함하는 TiO2 나노입자 비수용성 페이스트 조성물을 이용한 염료감응 태양전지의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로, 이를 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 반도체 전극(100), 대향 전극(200) 및 이들 사이에 개재되어 있는 전해질 용액(300)을 포함한다.
상기 반도체 전극(100)은 제 1 전도성 기판(110)에 TiO2 나노입자 용액, 유기용매, 결합제 및 계면활성제에 액상의 TiO2를 더 포함하는 비수용성 페이스트 조성물을 도포 및 소성하여 TiO2 나노입자 박막층(120)을 형성한다. 상기 TiO2 나노입자 박막층(120)은 약 10 내지 20㎛ 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 전도성 기판(110)으로는 전도성 유리기판, 전도성 금속기판, 반도체 기판 또는 부도체 기판 등이 사용될 수 있다.
상기 도포 방법으로 스크린 프린트법, 즉 인쇄하고자 하는 패턴이 그려진 망사조직(스크린) 위에 상기 비수용성 페이스트 조성물을 도포하고 스퀴지로 상기 조성물을 밀어서 패턴대로 인쇄하는 방식이, 양산성 및 경제성이 우수하여 대량 생산 을 유도할 수 있다는 점에서 바람직하게 이용될 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 전도성 기판(110) 위의 TiO2 나노입자 박막층(120)에 화학적으로 흡착된 루테늄 착제로 이루어진 염료 분자층을 포함시켜 반도체 전극(100)을 완성한다.
이 경우, 염료 분자층은 루테늄 착제로 이루어진 염료 용액 내에 24시간 이상 TiO2 나노입자 박막층(120)이 도포된 제 1 전도성 기판(110)을 담지시키는 것으로 흡착시킨다.
상기 대향 전극(200)은 제 2 전도성 기판(210)에 도포된 촉매층(220)을 포함한다. 상기 제 2 전도성 기판(210)은 제 1 전도성 기판(110)과 마찬가지로 전도성 유리기판, 전도성 금속기판, 반도체 기판 또는 부도체 기판 등이 사용될 수 있으며, 상기 촉매층(220)으로는 백금 등이 사용될 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
이어서, 상기 대향 전극(200)의 촉매층(220)은 상기 반도체 전극(100)의 TiO2 나노입자 박막층(120)과 대향 되도록 배치된다.
반도체 전극(100)과 대향 전극(200) 사이에 밀폐층(400)을 놓고 상기 두 전극을 밀착시킨다. 이때, 열 및 압력을 가하여 상기 밀폐층(400)이 상기 두 전극의 표면에 강하게 부착되도록 한다. 이거서, 밀폐층(400)으로는 이 분야의 일반적인 것이 이용될 수 있으며, 예를 들면, 고분자층이 사용될 수 있다.
전극이 부착된 후, 대향 전극(200)에 형성된 미세 구멍(230)을 통하여 전해질 용액(300)을 채워 넣는다.
상기 전해질 용액(300)으로는 유기 용매에 용해된 요오드계 산화-환원제 전해질 또는 겔형 고분자 전해질이 사용될 수 있다.
요오드계 산화-환원제 전해질의 구체적인 예로는 1,2-디메틸-3-옥틸-이미다졸륨 아이오다이드 (1,2-dimethyl-3-octyl-imidazolium iodide)과 I2 (iodine)을 3-메톡시프로피오니트릴 (3-methoxypropionitrile)에 용해시킨 I3 -/I-의 전해질 용액이 제시될 수 있다.
또한, 상기 액체 용매 3-메톡시프로피오니트릴 대신에 폴리비닐리덴 플로라이드 (poly(vinylidene fluoride): PVDF)계 중합체 또는 그 공중합체를 N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone: NMP) 또는 3-메톡시프로피오니트릴(3-Methoxypropionitrile: MP) 용매에 용해시킨 겔형 고분자 전해질을 사용할 수도 있다.
상기 전해질 용액(300)이 다 채워진 후, 상기 미세 구멍(230)을 막아 본 발명에 따른 염료감응 태양전지를 완성한다.
이하, 본 발명의 액상의 TiO2가 포함된 TiO2 나노입자 비수용성 페이스트 조성물를 이용한 염료감응 태양전지의 제조예와 태양전지의 광전환효율을 측정한 실험예를 설명한다. 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하고 있지만, 본 발명이 여기서 설명되는 제조예 및 실험예들에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.
실시예
비수용성 페이스트 조성물 제조
티타늄 이소프로폭사이드(Titanium isopropoxide)와 이소프로판올(isopropanol)을 부피비로 1 : 0.25로 혼합한 용액을 아세트산과 물이 2.2 : 6.5의 부피비로 혼합된 0℃ 용액에 한 방울씩 첨가하여 티타늄 이소프로폭사이드가 용해된 아세트산 수용액을 제조하였다. 상기 용액을 맑고 투명한 액상의 TiO2 용액이 될 때까지 상온에서 교반하였다. 상기 액상의 TiO2용액을 75℃로 4시간 가열하고 220℃에서 12시간 반응시켜 수열합성방법에 의하여 약 20㎚의 TiO2 나노입자 용액을 합성하였다. TiO2 나노입자의 함량이 중량비로 5∼15 중량%가 되도록 상기 TiO2 나노입자 용액의 용매를 제거하였다. 이어서, 원심분리를 통해 용매를 에탄올로 치환하였다. 이어서, 상기 TiO2 나노입자 용액에 함유된 TiO2 나노입자 중량을 기준으로 3.5 중량비의 테피네올, 0.5 중량비의 에틸 셀룰로오스, 0.1 중량비의 로릴 산을 혼합하고 80℃에서 가열 교반하여 유기 페이스트 액을 제조하였다. 상기 수열합성한 약 20㎚ TiO2 나노입자의 에탄올 용액에 액상의 TiO2 용액을 TiO2 나노입자의 중량에 기초하여 0.05의 중량비로 혼합한 혼합액을 상기 유기 페이스트 액에 첨가 한 후 약 80℃에서 가열 교반하여 에탄올을 증발시켜 액상의 TiO2를 포함하는 TiO2 나노입자 비수용성 페이스트 조성물을 제조하였다.
염료감응 태양전지의 제조
상기에서 얻은 액상의 TiO2를 포함하는 TiO2 나노입자 비수용성 페이스트 조성물을 전도성 유리기판 상에 도포하고 500℃에서 30분간 소성하여 TiO2 나노입자 박막층을 15㎛ 두께로 형성하였다. 상기 TiO2 나노입자 박막층이 도포된 전도성 유리기판을 루테늄 착제로 이루어진 염료 용액 내에서 24시간 이상 담가 염료 분자층이 화학적으로 흡착된 반도체 전극을 제작하였다.
전도성 유리기판에 백금을 코팅하여 대향 전극을 제작하였다. 이어서, 상기 대향 전극의 백금층과 상기 반도체 전극의 TiO2 나노입자 박막층이 대향 되도록 배치하였다. 반도체 전극과 대향 전극 사이에 밀폐층(40)을 놓고 밀착시킨 후 90℃ 및 2기압 하에서 상기 밀폐층이 상기 두 전극의 표면에 강하게 부착되도록 하였다. 전극이 부착된 후, 대향 전극에 형성된 미세 구멍을 통하여 0.8M의 1,2-디메틸-3-옥틸-이미다졸륨 아이오다이드 (1,2-dimethyl-3-octyl-imidazolium iodide)와 40mM의 I2 (iodine)을 3-메톡시프로피오니트릴 (3-methoxypropionitrile)에 용해시킨 I3 -/I-의 전해질 용액을 채운 후,미세 구멍을 막아 염료감응 태양전지를 제작하였 다.
상기와 같이 제작된 염료감응 태양전지의 전류전압 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1 및 도 3에 그래프로 나타내었다.
비교예
액상의 TiO2 를 사용하지 않는 것만 제외하고 실시예와 동일하게 제작된 염료감응 태양전지의 전류전압 특성과 평가하여 그 결과를 하기 표 1 및 도 3에 나타내었다.
| 개방전압(V) | 전류밀도(mA/㎠) | 광전변환효율(%) | |
| 실시예 | 0.771 | 15.37 | 8.2 |
| 비교예 | 0.737 | 14.18 | 7.1 |
상기 표 1에 따르면, 본 발명에 의한 염료감응 태양전지가 종래기술에 의한 태양전지에 비하여 전류밀도 및 개방전압 모두 높은 값을 나타내어 본 발명의 염료감응 태양전지가 우수한 전기적 특성을 나타내고 있으며, 광전변환 효율이 현저히 상승함을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 성능을 평가한 그래프이다.
Claims (8)
- TiO2 나노입자 용액, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제를 포함하는 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물에 있어서,액상의 TiO2를 더 포함하는 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 액상의 TiO2는 TiO2 나노입자의 중량에 기초하여 1 내지 10중량%의 양으로 포함되는 것인 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물.
- 제 1항에 있어서,TiO2 나노입자, 액상의 TiO2, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제는 1: 0.01~0.1 : 2~5 : 0.1~2 : 0.01~2의 중량비율로 포함하는 것인 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물.
- 티타늄 알콕사이드 및 용매를 수열반응시켜 TiO2 나노입자 용액을 제조하는 단계;상기 TiO2 나노입자 용액를 알코올로 치환하는 단계;유기용매, 결합제 및 계면활성제를 혼합하여 유기 페이스트액을 제조하는 단계; 및상기 알코올로 치환된 TiO2 나노입자 용액을 유기 페이스트 액과 액상의 TiO2와 혼합하고 알코올을 증발시켜 비수용성 페이스트 조성물을 형성하는 단계;를 포함하는 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물의 제조방법.
- 제 4항에 있어서,TiO2 나노입자, 액상의 TiO2, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제는 1: 0.01~0.1 : 2~5 : 0.1~2 : 0.01~2의 중량비율로 포함되도록 제조되는 것인 염료감응 태양전지의 반도체 전극용 비수용성 페이스트 조성물의 제조방법.
- 제 1 전도성 기판 상에 나노입자 TiO2 용액, 액상의 TiO2, 유기용매, 결합 제, 및 계면활성제를 포함하는 비수용성 페이스트 조성물로 형성된 나노입자 TiO2 박막층이 도포된 반도체 전극,제 2 전도성 기판 상에 촉매층이 도포된 대향 전극, 및상기 반도체 전극과 대향 전극 사이에 개재된 전해질 용액을 포함하는 염료감응 태양전지.
- 제 6항에 있어서,상기 나노입자 TiO2 박막층 상에 염료 분자층을 더 포함하는 염료감응 태양전지.
- 제 6항에 있어서,나노입자 TiO2 박막층을 구성하는 TiO2 나노입자, 액상의 TiO2, 유기용매, 결합제, 및 계면활성제는 1: 0.01~0.1 : 2~5 : 0.1~2 : 0.01~2의 중량비율로 포함되는 것인 염료감응 태양전지.
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