KR20130088514A - 염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물에 관한 것으로, 염료감응형 태양전지 전해질에 있어서, 아래 화학식 중 어느 하나의 모노머를 이용하여 합성한 고분자 올리고머를 각종 첨가제 및 용매와 혼합하여 태양전지용 겔 전해질을 구성하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 2]
Acrylonitrile
Figure pat00021

[화학식 3]
Vinyl Imidazole
Figure pat00022

[화학식 4]
Vinyl Imidazolium Iodine

Description

염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물{The composition of the Gel electolyte for Dye-sensitive Solar Cell}
본 발명은 염료감응형 태양전지용 전해질에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 이미다졸계 고분자 올리고머를 합성하고, 이를 이용하여 유기염료 감응형 태양전지용 겔전해질 조성물에 관한 것이다.
염료감응형 태양전지(Dye-sensitized solar cell)는 광전기화학 셀로서, 일반적인 태양전지의 기본이 되는 p-n 접합형 태양전지와는 달리 접합이 필요치 않는 무접합형 태양전지이다.
이러한 염료감응형 태양전지는 다공성 TiO2를 입힌 워킹 전극(Working electrode) 및 백금을 입힌 카운터 전극(Counter electrode)으로이루어지고, 워킹 전극과 카운터 전극 사이에는 이온을 이동시켜주는 전해질이 위치한다. 워킹 전극에는 광변환 효율을 향상시키는 염료가 흡착된다. 염료감응형 태양전지는 염료가 전자를 여기시키고, 여기된 전자가 워킹 전극의 TiO2 입자를 통과해서 카운터 전극으로 이동하고, 전해질 하에서 산화/환원 반응이 진행됨으로써 구동된다.
기존의 p-n 접합형 태양전지들이 빛의 흡수에 의해 반도체 자체가 자유전자를 방출하는데 비하여, 염료감응형 태양전지는 나노입자에 코팅된 염료가 빛을 흡수하여 전자를 방출한다는 독특한 방식을 가지고 있다. 염료에서 방출된 전자는 염료와 붙어있는 반도체 전도대로 이동되어 외부회로를 통해 이동되고, 뒷면 카운터 전극에서 포획된 저에너지 상태의 전자는 전기화학 반응을 통해 워킹 전극의 염료 쪽으로 순환하는 과정을 거친다.
염료감응형 태양전지의 장점으로는 제조 비용이 적게 소요되고, 기존의 p-n 접합형 태양전지와는 달리 접합공정의 생략이 가능하여 간단하게 제조할 수 있다는 것이다.
염료감응형 태양전지의 고에너지 전환효율은 2009년 기준으로 약 11%로 보고되어 있는데, 이는 액체 전해질을 사용한 경우이다. 액체 전해질은 산화/환원쌍은 주로 요오드 분자(I2)와 요오드염(I-)염 등과 같은 할로겐 분자 및 할로겐염등과 요오드화염을 구성하는 양이온으로는 이미다졸륨, 피리디늄, 피라졸리듐 등의 양이온성 화합물과 유기 용매로 구성되어 있다. 이때 사용되는 유기용매로는 주로 아세토니트릴(Acetonitrile), 3-메톡시프로피오니트릴(MPN), 발레로니트릴(Valeronitrile), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 디메톡시 에탄(dimethoxy ethane), g-부틸로 락톤(GBL), N,N-디메틸 포름아미드(dimethyl formamide), 테트라하이드로푸란 (tetrahydrofurane) 등의 유기용매에 용해시킨 비수계(非水系) 전해액으로써, 포함된 유기용매는 점도가 낮아 누수가 쉬울 뿐만 아니라, 휘발성이 매우 강하여 증발될 우려가 있다. 또한 인화성도 강하다. 이에 따라, 이를 구비한 전기화학소자는 내구성 및 안정성에 문제가 있다.
이러한 액체 전해질의 문제점을 해결하기 위하여, 고체 전해질과 겔 타입의 고분자 전해질, 준고분자 전해질 등을 사용하여 액체 전해질을 대체하는 연구가 다양하게 진행되어 왔다.
하지만, 고체 전해질은 낮은 이온전도도와 전해질-전극 사이의 계면접착이 좋지 않은 문제가 있으며, 겔 타입의 고분자 전해질은 많은 양의 액체 전해질을 포함하며, 겔의 특성에 따른 용해도의 차이가 매우 크게 나타나는 문제점이 있다. 한편, 경화된 고분자는 겔고분자 전해질과 전극사이에 낮은 계면 저항을 가진다.
용매가 없는 고체 고분자 전해질을 이용한 태양전지는 2001년 브라질의 De Paoli 그룹의 연구에 의하여 최초로 시도되었으며 poly(epichlorohydrin-co-ethylene oxide)/NaI/I2로 구성되는 고분자 전해질을 제조하였으며, 100 ㎽/㎠에서 약 1.6%의 에너지 전환 효율을 갖는 것으로 보고한 바 있다. 이어서 2002년 그리스의 Flaras 그룹은 결정성이 높은 polyethylene oxide에 티타늄 산화물 나노입자를 첨가하여 고분자의 결정성을 감소시킴으로써 I-/I3-의 이동도를 향상시키는 연구를 수행하였다.
한편, 최근 2004년에는 KIST의 촉진수송분리막 연구단에서 수소결합을 이용하여 저분자량의 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 염료감응형 태양전지에 효과적으로 응용하는 연구를 수행하여, 에너지 전환 효율이 약 3.5%라는 결과를 보고한 바 있다.
겔 전해질에 대한 특허를 보면, 대한민국 특허공개 제 10-2006-0122484호는 폴리 실록산 고분자 물질에 벤젠 고리 또는 니트릴 기를 도입한 것을 특징으로 하는 겔 전해질을 이용하여 약 3%대의 에너지변환 효율을 얻었다는 내용이 있으며, 대한민국 특허공개 10-2011-0059148호는 TMPTA와 PEG를 코폴리머시킨 겔 전해질을 이용하여 2 ~ 4% 대의 에너지 변환효율을 얻었음을 보고하고 있다.
대한민국 특허공개 제 10-2009-0062774호는 우레탄아크릴레이트를 이용하여 광변환 효율 4%대가 출력됨을 보고하고 있다. 또한 대한민국 특허공개 제 10-2011-00111158호에서는 이미다졸계 고분자형 또는 올리고머형 이온용액을 이용한 전해질에 대한 발표 내용이 있다. 이 발명은 아래 화학식 1과 같은 구조의 물질을 이용한 것이다.
Figure pat00001
이미다졸계 고분자형 또는 올리고머형 이온용액을 이용하고는 있으나, 고분자의 주사슬은 에틸렌옥사이드 구조를 가지고 있으며, 분자량 500 내지 30,000이내의 중량 평균 분자량 내에 대칭형 구조를 가지는 구조를 가지고 있다.
그 동안의 겔전해질용으로 사용된 겔링화제가 주로 초기의 폴리비닐리덴플루오라이드 코헥사 플루오로프로필렌 의 불소계. 폴리옥시에틸렌류의 PEO계, 에폭시수지류, 아크릴레이트류, 우레탄 아크릴레이트류 또는 유기 고분자 사슬에 이미다졸, 불소기 등의 특성기를 도입한 혼합 타입 등으로 구성되어 있다.
특히, 이미다졸계는 액체 전해질의 주성분 중의 한개인 이미다졸늄 아이오다이드와 유사 분자구조를 가지고 있어 전해질의 전자이동에도 영향을 미칠 수 있는 관능기이다. 공개 10-2011-0105449에서는 고분자 전해질의 겔링화제로 에폭시 수지를 사용하면서 일부 가교경화제로 이미다졸계를 사용한 것이 보고되고 있으며, 등록특허 10-0553337에서는 POE 사슬에 이미다졸 치환기를 도입하여 염료감응형에 적용하여 2%대의 광변환효율이 보임을 보고한 예가 있다.
KR 10-2006-0122484호 KR 10-2011-0059148호 KR 10-2009-0062774호 KR 10-2011-0111158호 KR 10-2011-0105449호 KR 10-0553337호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 이미다졸계 고분자 올리고머를 합성하고, 상기 올리고머를 이용하여 유기염료 감응형 태양전지용 겔전해질을 사용함으로써 기존의 전해질에 따른 문제점을 해결하고, 에너지 변환효율을 높일 수 있는 염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 염료감응형 태양전지 전해질에 있어서, 아래 화학식 중 어느 하나 이상의 모노머를 이용하여 고분자 올리고머를 합성하고 용매 및 첨가제로 구성되는 되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 2]
Acrylonitrile
Figure pat00002

[화학식 3]
Vinyl Imidazole
Figure pat00003

[화학식 4]
Vinyl Imidazolium Iodine
Figure pat00004

또한, 상기 합성된 고분자 올리고머는, 상기 용매에 고분자 중량으로 10 ∼ 60중량%로 희석되어 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용매는, 액체 전해질용 용매로써, 아세토니트릴, 에틸렌글리콜, 부탄올, 이소부틸알코올, 이소펜틸알코올, 이소프로필알코올, 에틸에테르, 디옥산, 테트라히드로퓨란, n-부틸 에테르, 프로필 에테르, 이소프로필 에테르, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 이소부틸케톤, 에틸렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트, 감마-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈, 메톡시프로피오니트릴, 발레로니트릴 중 1종 또는 1종 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기용매인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모노머를 이용한 합성된 겔형 고분자는 아래의 화학식 구조를 가지는 염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물이다.
[화학식 5]
Figure pat00005

[화학식 6]
Figure pat00006

[화학식 7]
Figure pat00007

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 액체전해질의 가장 문제점이 누액을 방지할 수 있고, 액체전해질을 고형화 시킬 수 있기 때문에 기존의 봉지제로도 충분한 내구성을 가지는 염료감응형 태양전지를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 원료 모노머의 비율을 조절함으로써 적절한 이온전도도와 점도를 조정할 수 있고, 액체 전해질과 유사한 광효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 태양전지용 겔전해질 조성물의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 태양전지용 겔전해질 조성물은, 이미다졸계 고분자 올리고머를 합성하고, 이를 이용하여 유기염료 감응형 태양전지용 겔전해질로 적용하는 것을 특징으로 한다.
우선, 염료감응형 태양전지의 기본 구조는, 광전영역이 형성되도록 서로 대향하는 제1 기판과 제2 기판, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 상기 광전영역 외곽에 형성되어, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 광전영역을 밀봉하고, 상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 실링층, 상기 제1 기판 상의 상기 광전영역 안에 형성되고, 상기 제1 기판을 통해 상기 광전영역으로 입사된 광에너지를 흡수하여 전자를 생성하는 염료가 흡착된 TiO2층 및 상기 염료활성층을 포함한 상기 광전영역 내에, 소정 시간동안 자체적으로 형태를 유지할 수 있을 정도의 점도를 갖고 산화-환원 이온 종을 포함하는 전해질로 형성되는 고분자 전해질층을 포함하여 구성되는 것이 일반적이다.
또한, 상기 고분자 겔전해질층은 염료감응 태양전지의 액체 전해질제조에 통상적으로 사용되는 기타 첨가제(예를 들면, 4-tert-부틸피리딘(TBP) 등) 혹은 가소제를 더 포함할 수도 있다. 상기 첨가제는, 요오드분자(I2), 리튬요오드화물(LiI), 칼륨요오드화물(KI), 피리딘(pyridine)유도체, 이미다졸리움(imidazolium)유도체 중 하나일 수 있다. 또한 가소제는, 에틸렌탄산염(ethylene carbonate), 프로필렌탄산염(propylene carbonate), γ-부티로락톤(butyrolactone), 디메틸포름아미드(dimethyl formamide), 디메틸술폭시드(dimethyl sulfoxide) 중 하나에 해당할 수 있다.
상술한 예를 염료감응형 태양전지의 일반적인 구조에 전해질을 조성물의 일반적인 예를 설명한 것으로써, 이에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 결코 아니다.
본 발명에 따른 고분자 올리고머를 합성하기 위한 모노머는 다음과 같은 화학식을 가지는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00008
Acrylonitrile
Figure pat00009
Vinyl Imidazole
Figure pat00010
Vinyl Imidazolium Iodine
화학식 4는 아래 반응식 1과 같은 반응 공정으로 요오드 이미다졸늄염을 합성할 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00011
본 발명의 고분자 전해질용 고분자 올리고머는 이온 전도도 및 겔 점성의 물성이 발휘되기 위해 고분자 중량으로 10∼60 %의 범위에서 용매에 희석될 수 있으며, 전해질 내에서는 첨가제 량에 따라 적정 점도를 유지하도록 희석비율이 결정되어야 한다.
본 발명에서 이미 알려져 있는 요오드화물 염이면 모두 가능하며, 특별히 한정하지는 않는다. 주로 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화칼륨, 요오드화마그네슘, 요오드화구리, 요오드화규소, 요오드화망간, 요오드화바륨, 요오드화몰리브덴, 요오드화칼슘, 요오드화철, 요오드화세슘, 요오드화아연, 요오드화수은, 요오드화암모늄, 요오드화메틸, 요오드 화메틸렌, 요오드화에틸, 요오드화에틸렌, 요오드화이소프로필렌, 요오드화이소부틸, 요오드화벤질, 요오드화벤조일, 요오드화알릴 및 요오드화이미다졸리움으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 사용되는 용매는 액체 전해질용 용매이면 모두 가능하다 좀 더 구체적으로는 아세토니트릴, 에틸렌글리콜, 부탄올, 이소부틸알코올, 이소펜틸알코올, 이소프로필알코올, 에틸에테르, 디옥산, 테트라히드로퓨란, n-부틸 에테르, 프로필 에테르, 이소프로필 에테르, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 이소부틸케톤, 에틸렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트, 감마-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈, 메톡시프로피오니트릴, 발레로니트릴 중 1종 또는 1종 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기용매인 것을 특징으로 한다. 그러나, 본 발명이 상기 유기용매의 종류에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따라 합성된 고분자 전해질의 구조는 아래 화학식과 같다.
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
본 발명은 간단하게 겔형 올리고머를 합성할 수 있으면서 유기용매로 주로 사용되는 니트릴 분자가 고분자 체인의 사이드에 도입된 비닐 니트릴 분자와 전해질의 주요 성분인 이미다졸 분자를 고분자 올리고머의 사이드 체인에 도입하기 위해 비닐 이미다졸을 공중합 시키는 것에 의해 폴리 니트릴-이미다졸 코폴리머형 올리고머를 합성하고 이를 겔형제로 사용하여 염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물을 구현하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 니트릴/이미다졸 및 사이드 체인에 도입된 이미다졸을 양이온화시켜 니트릴/이미다졸륨염으로 합성하여 카치온 고분자 올리고머를 겔 전해질로 이용하는 것을 특징으로 하는 겔 전해질 조성물에 대한 것이다.
본 발명은 다양한 이미다졸 혹은 유사한 구조의 관능기를 공중합 시킴으로써 이미다졸의 구성비율을 적절하게 조정하는 것이 가능하며, 이미다졸 혹은 이미다졸리움의 비율에 따라 이온 전도도와 광효율에 미치는 영향을 조사하여 변환 효율이 높은 염료감응형 태양전지의 제조에 유용하게 이용할 수 있을 것으로 사료된다.
본 발명은 이미다졸계 또는 이미다졸륨계 올리고머형 겔링화제를 이용한 전해질로써 염료감응형 태양전지에 제공된다. 본 발명에 있어, 상기 전해질은 종래 액체 전해질에 첨가되는 첨가제나 액체 전해질의 주요성분을 포함하여 사용될 수 있다.
하기의 실시예 및 비교예에서 사용한 화학약품 및 고분자, 소재들은 제조사에서 제조된 것을 추가적인 정제없이 직접 사용하였다. 불소가 도핑된 틴 옥사이드 투명전도성 산화물층이 형성된 투명유리 기판을 2장 준비한 후, 한 장에는 20㎚의 TiO2 페이스트를 스크린 망을 이용하여 도포하고 450℃에서 충분히 소결시켜 후 염료(N-719, SORARONIX)액에 침지하여 24시간 정치하여 둔다. 또 한 장의 유리판은 육염화백금산(H2PtCl6)을 무수 알콜에 녹여 떨어뜨린 후, 450℃에서 열처리하여 백금층을 형성시켜 사용하였다. 2장의 유리판은 SURLYN(DUPONT사)를 이용하여 Hot Press를 이용하여 접합한다. 겔 전해질은 액체 전해액에 일정량의 합성된 올리고머를 첨가하여 점도를 조정하여 시험을 진행하며, 적절한 사용량은 실시예에서 표시하였다.
[실시예 1]
폴리아크릴로니트릴-비닐 이미다졸 코폴리머(1)의 합성
본 실시예는 아크릴로니트릴과 비닐 이미다졸을 공중합하여 올리고머를 합성하는 합성법이다. 모든 화학약품은 시약급을 사용하였으며, 가능한 고순도 제품을 사용하였다. 온도계, 콘덴서 및 촉매 투입관이 부착된 반응기에 아크릴로 니트릴과 비닐 이미다졸을 투입한다. 비닐이미다졸량은 아크릴로 니트릴의 2배량을 사용하였다. 반응액과 동량의 DMF를 투입하고 별도로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)과 n-라우릴메르캅탄을 DMF에 각각 10% 농도로 희석하여 반응액 대비 0.1part 및 0.05part가 되도록 촉매투입구에 준비하였다. 반응액의 온도를 올려 촉매의 투입을 시작하고 2시간 후 촉매 투입을 완료한 후 80도로 승온하여 약 4시간동안 촉매가 완전 분해되도록 한 후 반응을 종결하였다. 반응액을 실온으로 냉각한 후 디에틸에테르(용매량과 동일량)를 투입하면 백색의 침전물이 발생한다. 필터 Paper를 이용하여 필터하고 소량의 에탄올로 세척한 후 진공 건조하여 폴리아크릴로니트릴-비닐 이미다졸 코폴리머를 약 97%수율로 얻었다. NMR 및 IR 스펙트럼과 원소분석을 통하여 원하는 구조의 화합물이 얻어졌음을 확인하였다.
1H-NMR 스펙트럼 (600MHz, DMSO, ppm) : 1.8, 2.1(-CH2-), 2.7, 3.6(-CH-), 6.8, 7.2, 7.9(-Imidazole)
FT-IR 스펙트럼 (cm-1) : 3050(aromatic C-H), 2992(aliphatic C-H), 2245(C≡N), 1650(C=N), 1163 (C-N), 1167 (C-O)
[실시예 2]
폴리아크릴로니트릴-비닐 이미다졸 코폴리머(2)의 합성
본 실시2는 실시예1과 모두 동일하며 단지 비닐이미다졸의 사용량을 아크릴로니트릴 량의 4배를 사용하였다.
1H-NMR 스펙트럼 (600MHz, DMSO, ppm) : 1.8, 2.1(-CH2-), 2.5, 3.8 (-CH-), 6.8, 7.2, 7.9(-Imidazole)
FT-IR 스펙트럼 (cm-1) : 3050(aromatic C-H), 2992(aliphatic C-H), 2245(C≡N), 1650(C=N), 1163 (C-N), 1167 (C-O)
[실시예 3]
폴리아크릴로니트릴-비닐 이미다졸늄 요오드 코폴리머(3)의 합성
본 실시예 1에 합성한 화합물 1을 DMF 및 아세토니트릴(Acetonitrile) 에 약 10% 정도의 농도가 되도록 반응기에 투입하고 질소관, 냉각관을 장착한 후 화합물1에 도입된 이미다졸 mol과 동량 mol 비율로 메틸요오드(Methyl Iodide)를 투입하고 40℃에서 12시간 반응시킨다. 반응이 완료되면 에틸에테르를 첨가하여 침전시키고 필터막을 이용하여 필터하여 용제를 제거한다.(수율 92%)
1H-NMR 스펙트럼 (600MHz, DMSO, ppm) : 1.7, 2.1(-CH2-), 2.5, 3.9(-CH-), .4(Imidazole-CH3) 7.8, 8.8(-Imidazole)
FT-IR 스펙트럼 (cm-1) : 3050(aromatic C-H), 2992(aliphatic C-H), 2245(C≡N), 1650(C=N), 1163 (C-N), 1167 (C-O)
[실시예 4 ]
합성품 1을 이용한 전해질 1의 제조
0.05M LiI, 0.5M I2, 0.5M Tributylpyridine(TBP)을 아세토니트릴/3-메톡시프로피오니트릴 혼합용액을 용매로 하여 제조하고 여기에 합성품 1을 약 30% 추가하여 겔형 전해질을 제조하였다.
[실시예 5]
합성품 2을 이용한 전해질 2의 제조
상기 실시예 4와 동일하며 단지 합성품 2를 약 30% 추가하였다.
[실시예 6]
합성품 3을 이용한 전해질 3의 제조
상기 실시예 4와 동일하며 합성품 3을 약 30% 추가하였다.
[비교예 1 ]
아세토니트릴/3-메톡시프로피오니트릴에 0.05M LiI, 0.5M I2, 0.5M Tributylpyridine(TBP)를 용해시키고, 비교 대상으로써 0.5M 1,2-Dimethyl-3-propyl-Imidazonium Iodine(DMPII)를 추가하여 액체 전해질을 제조하였다.
[성능비교 예]
광효율 측정기는 CLASS AAA(3A) SOLAR SIMULATOR SYSTEM(NEWPORT Corp. model 94083A)를 사용하였다.

V oc (V)

J sc (mA/cm2)

FF

광변환 효율(%)

실시예1

0.65

8.3

0.45

2.3

실시예2

0.70

8.6

0.47

2.9

실시예3

0.71

9.8

0.58

3.8

비교예1

0.75

12.0

0.65

5.5
이와 같이 구성되는 본 발명은 누액을 방지할 수 있고, 액체전해질을 고형화 시킬 수 있기 때문에 높은 내구성을 가지는 염료감응형 태양전지를 제조할 수 있고, 액체 전해질과 유사한 광효율을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 염료감응형 태양전지 전해질에 있어서,
    아래 화학식 중 어느 하나의 모노머를 이용하여 고분자 올리고머를 합성하고 각종 첨가제 및 용매를 혼합하는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물.
    [화학식 2]
    Acrylonitrile
    Figure pat00015

    [화학식 3]
    Vinyl Imidazole
    Figure pat00016

    [화학식 4]
    Vinyl Imidazolium Iodine
    Figure pat00017
  2. 제 1항에 있어서, 상기 합성된 고분자 올리고머는,
    상기 용매에 고분자 중량으로 10 ∼ 60중량%로 희석되어 사용되는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 용매는,
    액체 전해질용 용매며, 아세토니트릴, 에틸렌글리콜, 부탄올, 이소부틸알코올, 이소펜틸알코올, 이소프로필알코올, 에틸에테르, 디옥산, 테트라히드로퓨란, n-부틸 에테르, 프로필 에테르, 이소프로필 에테르, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 이소부틸케톤, 에틸렌 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트, 감마-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈, 메톡시프로피오니트릴, 발레로니트릴 중 1종 또는 1종 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 유기용매인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물.
  4. 아래 화학식 구조를 가지는 염료감응형 태양전지용 겔전해질 조성물.
    [화학식 5]
    Figure pat00018


    [화학식 6]
    Figure pat00019


    [화학식 7]
    Figure pat00020
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017099460A1 (ko) * 2015-12-07 2017-06-15 고려대학교 산학협력단 블록 중합체, 이를 포함하는 준고체 고분자 전해질 및 이를 채용한 염료감응 태양전지

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WO2017099460A1 (ko) * 2015-12-07 2017-06-15 고려대학교 산학협력단 블록 중합체, 이를 포함하는 준고체 고분자 전해질 및 이를 채용한 염료감응 태양전지

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