KR20120117022A - Dye sensitized solar cell with extended electrode configuration to one side - Google Patents

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KR20120117022A
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백종규
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Abstract

PURPOSE: A dye sensitized solar cell with an electrode arrangement extended to one direction is provided to be easily connected to an external electrical wire since an anode and cathode of a battery are simultaneously formed on one direction of a substrate. CONSTITUTION: A semiconductor electrode is laminated on one of a first substrate and a second substrate. A counter electrode is laminated on the other substrate facing the semiconductor electrode. An electrolyte is included between the semiconductor electrode and the counter electrode. A conductive layer is included between the first and second substrates and electrically connects the first and second substrates. A sealing member is included between the first and second substrates in order to protect the conductive layer from the electrolyte. The first and second electrodes include first electrode portions(131b,132b) and second electrode portions(131a,132a).

Description

일 방향으로 연장된 전극 구성을 갖는 염료감응 태양전지{Dye sensitized solar cell with extended electrode configuration to one side}Dye-sensitized solar cell with extended electrode configuration to one side}

본 발명은 일 방향으로 연장된 전극 구성을 갖는 염료감응 태양전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판의 일 방향에 전지의 양극과 음극이 동시에 구성됨으로써, 외부 전선과의 연결이 용이하고, 기판의 테두리를 따라 채워지는 전극에 의하여 전지소자의 물리적 견고성이 증가하고, 서로 어긋나는 기판 측면으로 노출되는 전극을 보호하기 위한 보호막 적층공정이 불필요해짐으로써 공정상 경제적인, 일 방향으로 연장된 전극 구성을 갖는 염료감응 태양전지에 관한 것이다. The present invention relates to a dye-sensitized solar cell having an electrode configuration extending in one direction, and more particularly, the anode and the cathode of the battery are simultaneously configured in one direction of the substrate, so that the connection with an external electric wire is easy, and The electrode filled along the edge increases the physical rigidity of the battery element and eliminates the need for a protective film stacking process to protect the electrodes exposed to the side of the substrate, which is displaced from each other. It relates to a dye-sensitized solar cell.

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 전자를 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.

도 1은 종래 기술에 따른 염료감응 태양전지의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell according to the prior art.

도 1을 참조하면, 염료감응 태양전지는 소정 간격으로 이격되어 서로 대향하는 두 개의 기판(10, 20)을 포함하며, 상기 기판 상하에는 투명 전도성 전극(11, 21)이 도포된 상태이다. 두 개의 기판 중 어느 하나(10)에는 염료가 흡착된 나노입자 산화물 전극(반도체 전극, 12)이, 또 다른 기판(20) 에는 백금과 같은 상대전극(22)이 적층되며, 상기 반도체 전극(12)과 상대전극(22) 사이에는 전해질(13)이 채워진 상태이다. 종래 기술에 따른 염료감응 태양전지는 상기 설명한 구조의 단위 셀을 복수 개 포함하며, 각각의 단위 셀 사이에는 단위 셀을 전기적으로 연결하기 위한 전도성층(14)이 형성된다. 상기 전도성층(14)은 두 기판과 모두 접촉하며, 전해질로부터의 부식 등을 방지하기 위한 밀봉부재(15)가 양 측으로 형성되며, 두 밀봉부재(15a, 15b) 중 어느 하나(15a)는 하부 투명 전도성 전극(11)을 관통하는 상태로서, 이를 통하여 인접한 두 개의 셀은 단일 투명 전도성 전극을 통하여 전기적으로 연결되지 않고, 기판 사이의 전도성층(14)를 통해서만 전기적으로 연결된다. Referring to FIG. 1, the dye-sensitized solar cell includes two substrates 10 and 20 spaced apart from each other at predetermined intervals to face each other, and transparent conductive electrodes 11 and 21 are coated on and under the substrate. On one of the two substrates 10, a nanoparticle oxide electrode (semiconductor electrode) 12 on which dye is adsorbed is stacked, and a counter electrode 22 such as platinum is stacked on another substrate 20, and the semiconductor electrode 12 ) And the counter electrode 22 are filled with the electrolyte 13. The dye-sensitized solar cell according to the prior art includes a plurality of unit cells having the above-described structure, and a conductive layer 14 for electrically connecting the unit cells is formed between each unit cell. The conductive layer 14 is in contact with both substrates, the sealing member 15 for preventing corrosion from the electrolyte, etc. are formed on both sides, one of the two sealing members (15a, 15b) 15a As it penetrates through the transparent conductive electrode 11, two adjacent cells are not electrically connected through a single transparent conductive electrode, but only through the conductive layer 14 between the substrates.

이러한 구성의 태양전지에서의 전자 흐름은 다음과 같다. The electron flow in the solar cell of such a configuration is as follows.

하나의 단위 셀에서 형성된 전자는 기판 상부의 투명 전도성 전극(11)을 통하여 인접한 셀로 흐르게 된다. 하지만, 식각된 밀봉부재(15)에 의하여 전자는 더 이상 동일 기판으로는 흐르지 못하게 되고, 전도성층(14)를 통하여 대향 기판(20)으로 흐르게 되며, 대향 기판(20) 상의 투명전도성 전극(21)을 통하여 인접한 셀로 전자는 흐르게 된다. Electrons formed in one unit cell flow to adjacent cells through the transparent conductive electrode 11 on the substrate. However, due to the etched sealing member 15, electrons no longer flow to the same substrate, flow through the conductive layer 14 to the counter substrate 20, and the transparent conductive electrode 21 on the counter substrate 20. Electrons flow to adjacent cells through

종래 기술에 따른 염료감응 태양전지에서 전자는 상술한 바와 같이 일 방향으로 흐르게 되며, 이를 외부로 노출시키기 위해서는 기판을 서로 어긋나게 하고, 어긋난 기판 상에 별도의 전극(16a, 16b)을 형성하여야 한다(Z타입 모듈). 따라서, 염료감응 태양전지로부터 발생한 전자가 흐르는 전극인 양극과 음극은 서로 어긋남으로써 노출된 기판 양 측면 상에 노출된 상태로 구비된다. 이 경우, 두 개의 전선을 기판의 서로 대향하는 방향에서 체결하여야 하는 어려움과 서로 어긋나는 기판에 의한 기계적 내구성 약화되는 문제가 있다. 더 나아가, 어긋남으로써 노출되는 기판에서 노출되는 은과 같은 금속전극은 황변화 등과 같은 변성과정을 거치게 되므로, 별도의 보호부재를 통하여 이를 보호하여야 하는 문제가 발생한다. In the dye-sensitized solar cell according to the prior art, the electrons flow in one direction as described above, and in order to expose them to the outside, the substrates are shifted from each other and separate electrodes 16a and 16b are formed on the shifted substrate ( Z type module). Therefore, the anode and the cathode, which are the electrodes through which the electrons generated from the dye-sensitized solar cell flow, are provided on both sides of the exposed substrate by shifting each other. In this case, there is a problem in that the two wires are fastened in opposite directions of the substrates, and the mechanical durability is weakened by the substrates which are shifted from each other. Furthermore, since the metal electrode such as silver exposed from the substrate exposed by misalignment undergoes a modification process such as sulfur change, a problem of protecting it through a separate protective member occurs.

따라서 본 발명이 해결하려는 과제는 전극 방향을 일 방향으로 구성함으로써, 상술한 종래 문제를 개선시킬 수 있는 염료감응 태양전지를 제공하는 것이다. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a dye-sensitized solar cell that can improve the conventional problem described above by configuring the electrode direction in one direction.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 서로 대향하며, 상부에 투명 전도성전극(111, 121)이 각각 적층된 두 개의 기판(110, 120)과, 상기 두 개의 기판 중 어느 하나에 적층되며, 염료분자가 흡착된 반도체 전극(140)과, 상기 반도체 전극에 대향하는 또 다른 기판에 적층된 상대전극(150)과, 상기 반도체 전극(140)과 상대전극(150) 사이의 전해질(160)과, 상기 두 기판(110, 120) 사이에 구비되며, 상기 두 기판을 전기적으로 연결하는 전도성층(170)과, 상기 전해질로부터 상기 전도성층을 보호하도록 상기 두 기판 사이에 구비되는 밀봉부재(180)를 포함하는 염료감응 태양전지 단위 셀을 복수 개 포함하는 염료감응 태양전지로서, 상기 두 개의 기판은 수직 방향에서 서로 중첩되며, 상기 기판(110, 120)의 외곽에는 상기 두 기판과 모두 접촉하는 두 개의 전극(131, 132)이 구비되며, 상기 전극(131, 132)는 각각 상기 단위 셀 길이방향과 평행한 제 1 전극부(131b, 132b) 및 상기 제 1 전극부(131b, 132b)의 단부로부터 상기 기판의 동일 측면(a)으로 수직 연장된 제 2 전극부(131a, 132a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention is opposed to each other, two substrates 110 and 120, the transparent conductive electrodes (111, 121) are stacked on top of each other, the two substrates are laminated on any one of the dyes A semiconductor electrode 140 on which molecules are adsorbed, a counter electrode 150 stacked on another substrate facing the semiconductor electrode, an electrolyte 160 between the semiconductor electrode 140 and the counter electrode 150, A conductive layer 170 provided between the two substrates 110 and 120 and electrically connecting the two substrates, and a sealing member 180 provided between the two substrates to protect the conductive layer from the electrolyte. A dye-sensitized solar cell including a plurality of dye-sensitized solar cell unit cells, wherein the two substrates overlap each other in a vertical direction, and two substrates in contact with both of the substrates are formed on the outside of the substrates 110 and 120. Electrodes 131 and 132 The electrodes 131 and 132 have the same side surface (a) of the substrate from end portions of the first electrode portions 131b and 132b and the first electrode portions 131b and 132b that are parallel to the unit cell longitudinal direction, respectively. It provides a dye-sensitized solar cell comprising a second electrode portion (131a, 132a) vertically extending to).

본 발명의 일 실시예에서 상기 일 측면으로 연장된 상기 두 개의 전극(131, 132)의 제 2 전극부(131a, 132a)는 서로 접촉되지 않으며, 소정 간격으로 이격된 상태에서 외부 전선과 체결된다. In an embodiment of the present invention, the second electrode portions 131a and 132a of the two electrodes 131 and 132 extending to one side thereof are not in contact with each other, and are fastened with external wires at a predetermined interval. .

본 발명의 일 실시예에서 상기 일 측면은 상기 단위 셀의 길이 방향에 수직하는 측면이며, 상기 두 개의 전극과 단위 셀 사이에는 또 다른 밀봉부재(133)가 각각 구비되며, 여기에서 상기 또 다른 밀봉부재는 두 기판 사이에 구비되고, 상기 또 다른 밀봉부재(133)와 접촉하는 투명 전도성 전극(111, 121) 중 어느 하나는 식각된다. In one embodiment of the present invention, the one side is a side perpendicular to the longitudinal direction of the unit cell, and another sealing member 133 is provided between the two electrodes and the unit cell, respectively, wherein the another sealing The member is provided between two substrates, and any one of the transparent conductive electrodes 111 and 121 in contact with the another sealing member 133 is etched.

본 발명의 일 실시예에서 상기 제 2 전극부(131a, 132a)의 두께 또는 너비는 수직 연결된 제 1 전극부(131b, 132b)의 두께 또는 너비보다 두껍거나, 넓으며, 상기 제 2 전극부의 단부(131c, 132c)는 상기 염료감응 태양전지의 바깥쪽으로 돌출된 형태로서, 상기 단부(131c, 132c)는 상기 제 2 전극부(131a, 132a)의 너비 또는 두께보다 넓거나 두껍다. In an embodiment of the present invention, the thickness or width of the second electrode portions 131a and 132a is thicker or wider than the thickness or width of the vertically connected first electrode portions 131b and 132b, and the end portion of the second electrode portion 131a and 132a is wide. 131c and 132c protrude outwardly of the dye-sensitized solar cell, and the end portions 131c and 132c are wider or thicker than the width or thickness of the second electrode portions 131a and 132a.

본 발명의 일 실시예에서 상기 기판의 양 측면에는 각각 상기 기판 테두리에 형성된 상기 두 개의 전극(131, 132)를 밀봉하기 위한 또 다른 밀봉부재(300)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 접촉하는 투명 전도성 전극(111, 121) 중 어느 하나는 식각되며, 상기 밀봉부재(300)는 상기 두 기판의 상부면과 동시에 접촉한다. In one embodiment of the present invention, both sides of the substrate are transparent to contact, characterized in that further provided with another sealing member 300 for sealing the two electrodes (131, 132) formed on the edge of the substrate, respectively One of the conductive electrodes 111 and 121 is etched, and the sealing member 300 is in contact with the upper surfaces of the two substrates at the same time.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 기판의 일 방향에 전지의 양극과 음극이 동시에 구성됨으로써, 외부 전선과의 연결이 용이하고, 기판의 외측면에 채워지는 전극에 의하여 소자의 물리적 견고성이 증가하고, 서로 어긋나는 기판 측면으로 노출되는 전극을 보호하기 위한 보호막 적층공정이 불필요해짐으로써 공정상 경제적이다. In the dye-sensitized solar cell according to the present invention, the anode and the cathode of the cell are simultaneously configured in one direction of the substrate, so that the connection with the external electric wire is easy, and the physical rigidity of the device is increased by the electrode filled on the outer surface of the substrate. In addition, it is economical in the process by eliminating the need for a protective film lamination step for protecting the electrodes exposed to the side surfaces of the substrate which are shifted from each other.

도 1은 종래 기술에 따른 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 염료감응 태양전지의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판 외측면에 밀봉부재를 구성시킨 염료감응 태양전지의 외측 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 밀봉된 염료감응 태양전지의 단면도이다.
도 6은 종래기술에 따라 밀봉된 염료감응 태양전지의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell according to the prior art.
2 is a cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is an outer side cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell having a sealing member formed on an outer surface of a substrate according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a sealed dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell sealed according to the prior art.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated. In addition, the terms "... unit", "... unit", "module", "block", etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which means hardware, software, or hardware. And software.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 염료감응 태양전지의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 두 기판(110, 120)이 서로 어긋나지 않고, 서로 수직 방향에서 볼 때 서로 중첩되는 구성이며, 두 개의 기판(110, 120) 상에는 투명 전도성 전극(111, 121)이 각각 적층된 상태이다. 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 두 기판(110, 120) 외곽, 즉, 기판 테두리에 상기 두 개의 기판과 모두 접촉하는 전극(131, 132)가 구비되는데, 상기 전극(131, 132)은 전지로부터 생성된 전자가 외부로 흐르는 역할을 수행한다. 따라서, 도 2에 따른 염료감응 태양전지는 전지 외곽 전극과 단위 셀 사이에는 단위 셀을 정의하는 별도의 밀봉부재(133)가 구비되며, 상기 밀봉부재(133) 일단에는 전자가 두 기판으로 동시에 흐르지 못하도록 투명 전도성 전극(111, 121) 중 어느 하나가 식각된 상태이다. Referring to FIG. 2, the dye-sensitized solar cell according to the present invention has a configuration in which two substrates 110 and 120 do not deviate from each other and overlap each other when viewed in a vertical direction with each other, and are transparent on two substrates 110 and 120. The electrodes 111 and 121 are stacked, respectively. Dye-sensitized solar cell according to the present invention is provided with electrodes (131, 132) in contact with both of the two substrates (110, 120) outside, that is, the substrate border, the electrode (131, 132) Electrons generated from the outside play a role. Therefore, the dye-sensitized solar cell according to FIG. 2 is provided with a separate sealing member 133 defining a unit cell between the battery outer electrode and the unit cell, and at one end of the sealing member 133, electrons do not flow simultaneously to the two substrates. Either one of the transparent conductive electrodes 111 and 121 is etched so as not to be etched.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 단위 셀은 종래 기술과 동일하며, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지의 단위 셀은 염료가 흡착된 반도체 전극(140), 이에 대향하는 상대전극(150), 그리고 두 전극 사이를 채우는 전해질(150)을 포함하며, 각각의 단위 셀 사이에는 서로 대향하는 두 기판을 전기적으로 연결하는 전도성층(170)과 상기 전도성층(170)을 전해질로부터 보호하고, 단위 셀 영역을 정의하는 밀봉부재(180)를 포함한다. The unit cell of the dye-sensitized solar cell according to the present invention is the same as in the prior art, the unit cell of the dye-sensitized solar cell according to the present invention is a semiconductor electrode 140 to which the dye is adsorbed, the counter electrode 150 opposite thereto, and An electrolyte 150 filling between two electrodes, and between each unit cell, a conductive layer 170 electrically connecting two substrates facing each other and the conductive layer 170 to protect the conductive layer 170 from an electrolyte, and a unit cell region. It includes a sealing member 180 to define.

도 2에서 살핀 바와 같이 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 두 기판이 서로 어긋나지 않은 형태로서, 두 기판의 양 측면에 두 기판 사이를 지지하는 형태로 전극(131)이 형성된다. 따라서, 기판 중 어느 하나에만 전극을 형성시킨 종래 기술과 달리, 상기 전극은 기판 사이를 효과적 완충, 지지하는 전극을 지지부재로서 활용한다. 상기 전극 중 하나(132)는 단위 셀에서 이동하는 전자가 집전되어 외부로 흐르는 전극(양극)으로, 나머지 하나(131)는 외부로 흘렀던 전류가 흐르는 전극(음극)이 된다. As shown in FIG. 2, in the dye-sensitized solar cell according to the present invention, two substrates are not misaligned with each other, and electrodes 131 are formed on both sides of the two substrates to support the two substrates. Therefore, unlike the prior art in which the electrode is formed only on any one of the substrates, the electrode utilizes an electrode that effectively buffers and supports the substrates as a supporting member. One of the electrodes 132 is an electrode (anode) in which electrons moving in a unit cell are collected and flow to the outside, and the other 131 is an electrode (cathode) through which an electric current flowing to the outside flows.

본 발명은 두 기판 사이를 물리적으로 지지하며, 기판 중 어느 하나에만 전기적으로 연결된 전극(131, 132)을 기판 테두리를 따라 기판의 동일 측면으로 연장시킨 후, 기판의 상기 동일 측면으로부터 외부 정션박스와 연결된다. The present invention physically supports between two substrates, and extends the electrodes 131 and 132 electrically connected to only one of the substrates to the same side of the substrate along the edge of the substrate, and then to the external junction box from the same side of the substrate. Connected.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 염료감응 태양전지의 평면도이다.3 is a plan view of a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 대향하는 기판 외측(즉, 단위 셀의 바깥 기판)에 형성된 두 전극(도 2의 131, 132)이 반도체 전극(도 2의 140), 상대전극(도 2의 150) 및 전해질(도 2의 160)을 포함하는 단위 셀의 길이 방향으로 구비되며, 상기 전극은 단위 셀 길이방향과 평행한 두 개의 제 1 전극부(131b, 132b) 및 상기 제 1 전극부(131b, 132b)의 단부로부터 수직 연장되며, 동일 기판 측면에 구비되는 제 2 전극부(131a, 132a)를 포함한다. Referring to FIG. 3, two electrodes (131 and 132 of FIG. 2) formed on an opposite substrate (ie, an outer substrate of a unit cell) are formed of a semiconductor electrode (140 of FIG. 2), a counter electrode (150 of FIG. 2), and It is provided in the longitudinal direction of the unit cell containing the electrolyte (160 in FIG. 2), the electrode is two first electrode portion (131b, 132b) and the first electrode portion (131b, 132b) parallel to the unit cell longitudinal direction It extends vertically from the end of the) and includes the second electrode portion (131a, 132a) provided on the side of the same substrate.

상기 연장된 두 전극의 제 2 전극부(131a, 132a)는 기판의 동일측면에서 서로 접촉하지 않으며, 소정 간격으로 이격된 수준까지만 동일 방향으로 연장된다. 또한, 상기 기판의 동일 측면으로 연장된 제 2 전극부 (131a, 132a)는 상기 기판 측면에 구비된 외부 정션박스(미도시)에 연결된다. The second electrode portions 131a and 132a of the two extended electrodes do not contact each other on the same side of the substrate, and extend in the same direction only up to a level spaced at predetermined intervals. In addition, the second electrode parts 131a and 132a extending to the same side of the substrate are connected to an external junction box (not shown) provided on the side of the substrate.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라 기판 테두리에 구비되는 두 전극은 각각 단위 셀의 길이방향에 평행한 제 1 전극부(131b, 132b)와 상기 제 1 전극부(131b, 132b)로부터 수직 연장되며, 동일 기판 측면에 구비되는 제 2 전극부(131a, 132a)를 포함하는 구조이다. 더 나아가, 본 발명의 일 실시예는 특히 단위 셀 길이 방향에 평행한 제 1 전극부(131b, 132b)의 너비 또는 두께와 제 2 전극부(131a, 132a)의 너비 또는 두께를 달리 구성하며, 제 2 전극부의 너비 또는 두께는 제 1 전극부보다 넓거나 두껍다. 또한, 제 2 전극부(131a, 132a)의 단부(131c, 132c)는 소자 바깥쪽으로 넓거나 두껍게 하여 돌출된 형태이다. 즉, 상기 제 2 전극부의 단부(131c, 132c)는 제 2 전극부의 주요부(131a, 132a) 보다 너비 또는 두께가 넓거나 두꺼운 형태이다. 본 발명은 상기 구성을 통하여 제 2 전극부의 두께를 더 두껍게 구성하고, 단부 형태를 전지 바깥쪽으로 돌출시킴으로써 집전 효과를 극대화시키고, 정션 박스 연결 에 필요한 접촉면적을 증가시킬 수 있다. Therefore, in accordance with an embodiment of the present invention, the two electrodes provided at the edge of the substrate extend vertically from the first electrode portions 131b and 132b and the first electrode portions 131b and 132b which are respectively parallel to the longitudinal direction of the unit cell. And a second electrode portion 131a and 132a provided on the side of the same substrate. Furthermore, one embodiment of the present invention particularly configures the width or thickness of the first electrode portions 131b and 132b parallel to the unit cell length direction and the width or thickness of the second electrode portions 131a and 132a. The width or thickness of the second electrode portion is wider or thicker than the first electrode portion. In addition, the end portions 131c and 132c of the second electrode portions 131a and 132a are protruded to widen or thicken to the outside of the device. That is, the end portions 131c and 132c of the second electrode portion have a width or a thickness that is wider or thicker than the main portions 131a and 132a of the second electrode portion. According to the present invention, the thickness of the second electrode part may be made thicker, and the end shape may be protruded out of the cell to maximize the current collecting effect and increase the contact area required for junction box connection.

또한, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 단위 셀들로부터 발생한 전류가 흐르는 두 전극이 외부와 연결되는 영역(210)을 기판의 동일 측면에서 좁게 구성시켜, 전선 체결 시 발생하는 누전, 누수 등의 가능성을 최소화시킨다. 전극이 연장되는 상기 기판의 측면은 상기 셀의 길이방향에 수직하는 것이 바람직하다. In addition, in the dye-sensitized solar cell according to the present invention, a region 210 in which two electrodes through which currents generated from the unit cells flow is connected to the outside is narrowly configured on the same side of the substrate, such that a short circuit, leakage, or the like may occur when the wire is connected. Minimize The side of the substrate on which the electrode extends is preferably perpendicular to the longitudinal direction of the cell.

본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 기판을 통하여 노출되는 전극을 기판 내부로 구성시킴으로써 별도의 보호 부재를 사용하지 않은 상태에서 서로 대향하는 기판의 외측면만을 간단히 밀봉시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 전극으로 사용된 은과 같은 금속물질의 변성을 방지하기 위한 별도의 보호부재를 전극상에 적층시키는 종래의 공정을 없애는 장점이 있다. The dye-sensitized solar cell according to the present invention simply seals the outer surfaces of the substrates facing each other without using a separate protective member by configuring the electrode exposed through the substrate into the substrate. Therefore, the dye-sensitized solar cell according to the present invention has the advantage of eliminating the conventional process of stacking a separate protective member on the electrode to prevent the modification of the metal material such as silver used as the electrode.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판 외측면에 밀봉부재를 구성시킨 염료감응 태양전지의 외측 단면도이다.4 is an outer cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell having a sealing member formed on an outer surface of a substrate according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 두 개의 기판(110, 120)을 포함하며, 이는 상술한 바와 같다. 또한, 단위 셀 바깥쪽의 기판에는 전극(131)이 구비된다. 또한, 상기 전극(131)은 서로 대향하는 두 기판을 모두 전기적으로 연결, 물리적으로 지지하며, 상기 전극(131)은 기판의 경계를 따라 기판의 또 다른 일 측면으로 연장됨은 상술한 바와 같다. Referring to FIG. 4, the dye-sensitized solar cell according to the present invention includes two substrates 110 and 120, as described above. In addition, the electrode 131 is provided on the substrate outside the unit cell. In addition, the electrode 131 electrically connects and physically supports both substrates facing each other, and the electrode 131 extends to another side of the substrate along the boundary of the substrate as described above.

특히, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 두 기판 상부와 동시에 접착하여, 기판 사이의 공간을 밀봉시키는 밀봉부재(300)를 포함한다. 상기 밀봉부재(300) 물질로는 외부 충격에 의한 깨짐방지 역활과 방습, 절연 연활을 할 수 있는 물질로서, 폴리우레탄계(Poly Urethane) 물질과 실리콘계(Silicone), 변성실리콘계, 폴리설파이드계(Polysulfide) 물질이 사용 가능하다. 또한, 외부 실링 후 완전 경화됨에 따라, 탄성이 없는 밀봉이 가능한 수성아크릴계와 엑포시계 물질 또한 사용가능하다. 상기 밀봉부재(300)는 두 기판 사이에서 노출된 전극(131) 측면을 기판 사이에서 완전 밀봉하는 형태로서, 기판(110, 120) 상부와 일부(300a, 300b) 접합될 수 있는데, 이로써 기판 측면에서의 밀봉력이 극대화된다. In particular, the dye-sensitized solar cell according to the present invention includes a sealing member 300 for bonding the two substrates at the same time, sealing the space between the substrates. The sealing member 300 is a material capable of acting as a breakage prevention, moisture-proof, and insulation by the external impact, a polyurethane-based material, silicon (Silicone), modified silicon, polysulfide (Polysulfide) Substances can be used. In addition, as it is fully cured after external sealing, water-based acrylic and expo clock materials which can be elastically sealed can also be used. The sealing member 300 is a form in which the electrode 131 exposed between the two substrates is completely sealed between the substrates, and the upper portion of the substrates 110 and 120 may be partially joined to the substrates 300a and 300b, whereby the side surfaces of the substrates may be bonded. The sealing force at the top is maximized.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 밀봉된 염료감응 태양전지의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of a sealed dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지 기판에는 기판(110, 120) 사이에 구비된 전극(131, 132)을 기판 외부로부터 밀봉시키기 위한 밀봉부재(300)가 구비되며, 상기 밀봉부재(300)는 서로 대향하는 두 기판 상부와 동일 면적만큼 접합되어, 균일한 기계적 강도를 달성할 수 있다. 즉, 도 6에서 도시한 바와 같이, 종래 기술은 이러한 밀봉부재(301)를 서로 어긋난 기판에 적층시켜야 하므로, 두 기판과의 동일한 강도로의 접착을 기대하기 어려웠다. Referring to FIG. 5, the dye-sensitized solar cell substrate according to the present invention includes a sealing member 300 for sealing the electrodes 131 and 132 provided between the substrates 110 and 120 from the outside of the substrate. The member 300 may be bonded by the same area as two upper substrates facing each other, thereby achieving uniform mechanical strength. That is, as shown in FIG. 6, since the sealing member 301 should be laminated on substrates deviated from each other, it is difficult to expect adhesion to the same strength with the two substrates.

하지만, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지는 동일하게 중첩되는 기판 배열에 따라, 밀봉부재(300)는 두 기판과 동일한 면적으로 접촉, 접합이 가능하며, 그 결과 밀봉효과는 극대화된다. However, in the dye-sensitized solar cell according to the present invention, the sealing member 300 can be contacted and bonded to the same area as the two substrates according to the overlapping substrate arrangement, and as a result, the sealing effect is maximized.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다. As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications will fall within the scope of the invention.

Claims (7)

서로 대향하며, 상부에 투명 전도성전극(111, 121)이 각각 적층된 두 개의 기판(110, 120)과, 상기 두 개의 기판 중 어느 하나에 적층되며, 염료분자가 흡착된 반도체 전극(140)과, 상기 반도체 전극에 대향하는 또 다른 기판에 적층된 상대전극(150)과, 상기 반도체 전극(140)과 상대전극(150) 사이의 전해질(160)과, 상기 두 기판(110, 120) 사이에 구비되며, 상기 두 기판을 전기적으로 연결하는 전도성층(170)과, 상기 전해질로부터 상기 전도성층을 보호하도록 상기 두 기판 사이에 구비되는 밀봉부재(180)를 포함하는 염료감응 태양전지 단위 셀을 복수 개 포함하는 염료감응 태양전지로서, 상기 두 개의 기판은 수직 방향에서 서로 중첩되며, 상기 기판(110, 120)의 외곽에는 상기 두 기판과 모두 접촉하는 두 개의 전극(131, 132)이 구비되며, 상기 전극(131, 132)는 각각 상기 단위 셀 길이방향과 평행한 제 1 전극부(131b, 132b) 및 상기 제 1 전극부(131b, 132b)의 단부로부터 상기 기판의 동일 측면(a)으로 수직 연장된 제 2 전극부(131a, 132a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.Two substrates 110 and 120 facing each other and having the transparent conductive electrodes 111 and 121 stacked thereon, the semiconductor electrode 140 stacked on any one of the two substrates, and the dye molecules adsorbed thereon; And a counter electrode 150 stacked on another substrate facing the semiconductor electrode, an electrolyte 160 between the semiconductor electrode 140 and the counter electrode 150, and between the two substrates 110 and 120. And a plurality of dye-sensitized solar cell unit cells including a conductive layer 170 electrically connecting the two substrates and a sealing member 180 provided between the two substrates to protect the conductive layer from the electrolyte. In the dye-sensitized solar cell comprising a dog, the two substrates overlap each other in the vertical direction, the outer surface of the substrate 110, 120 is provided with two electrodes (131, 132) in contact with both substrates, The electrodes 131 and 132 are respectively First electrode portions 131b and 132b parallel to the cell length direction and second electrode portions 131a and 132a vertically extending from the end portions of the first electrode portions 131b and 132b to the same side surface a of the substrate. Dye-sensitized solar cell comprising a). 제 2항에 있어서,
상기 일 측면으로 연장된 상기 두 개의 전극(131, 132)의 제 2 전극부(131a, 132a)는 서로 접촉되지 않으며, 소정 간격으로 이격된 상태에서 외부 전선과 체결되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.The method of claim 2,
Dye-sensitized aspect characterized in that the second electrode portions 131a and 132a of the two electrodes 131 and 132 extending to one side thereof are not in contact with each other and are fastened with an external electric wire in a state spaced at a predetermined interval. battery. 제 1항에 있어서,
상기 일 측면은 상기 단위 셀의 길이 방향에 수직하는 측면인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.The method of claim 1,
The one side is a dye-sensitized solar cell, characterized in that the side perpendicular to the longitudinal direction of the unit cell. 제 1항에 있어서,
상기 두 개의 전극과 단위 셀 사이에는 또 다른 밀봉부재(133)가 각각 구비되며, 여기에서 상기 또 다른 밀봉부재는 두 기판 사이에 구비되고, 상기 또 다른 밀봉부재(133)와 접촉하는 투명 전도성 전극(111, 121) 중 어느 하나는 식각된 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.The method of claim 1,
Another sealing member 133 is provided between the two electrodes and the unit cell, respectively, wherein the another sealing member is provided between the two substrates, and the transparent conductive electrode is in contact with the another sealing member 133. Dye-sensitized solar cell, characterized in that any one of (111, 121) is etched. 제 1항에 있어서,
상기 제 2 전극부(131a, 132a)의 두께 또는 너비는 수직 연결된 제 1 전극부(131b, 132b)의 두께 또는 너비보다 두껍거나, 넓으며, 상기 제 2 전극부의 단부(131c, 132c)는 상기 염료감응 태양전지의 바깥쪽으로 돌출된 형태로서, 상기 단부(131c, 132c)는 상기 제 2 전극부(131a, 132a)의 너비 또는 두께보다 넓거나 두꺼운 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.The method of claim 1,
The thickness or width of the second electrode portions 131a and 132a is thicker or wider than the thickness or width of the vertically connected first electrode portions 131b and 132b, and the end portions 131c and 132c of the second electrode portions 131c and 132c are A dye-sensitized solar cell, wherein the end portion (131c, 132c) is wider or thicker than the width or thickness of the second electrode portion (131a, 132a). 제 1항에 있어서,
상기 기판의 양 측면에는 각각 상기 기판 테두리에 형성된 상기 두 개의 전극(131, 132)를 밀봉하기 위한 또 다른 밀봉부재(300)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 접촉하는 투명 전도성 전극(111, 121) 중 어느 하나는 식각된 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.The method of claim 1,
Opposite transparent conductive electrodes 111 and 121 on both sides of the substrate are further provided with another sealing member 300 for sealing the two electrodes 131 and 132 formed on the edge of the substrate, respectively. Any one of the dye-sensitized solar cell, characterized in that etched. 제 6항에 있어서,
상기 밀봉부재(300)는 상기 두 기판의 상부면과 동시에 접촉하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지. The method according to claim 6,
The sealing member 300 is a dye-sensitized solar cell, characterized in that in contact with the upper surface of the two substrates at the same time.
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