KR20130107143A - Method of manufacturing flexible organic solar cell including nano-patterned hole extraction layer and flexible organic solar cell manufactured by them - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플렉서블 유기태양전지 제조방법 및 이에 의해 제조된 플렉서블 유기태양전지에 관한 것으로서, 특히 유리 기판 수준의 높은 공정 온도가 가능하고, 낮은 표면 거칠기, 낮은 열팽창 계수 및 우수한 핸들링 특성을 갖는 금속 기반의 플렉서블 기판과 더불어, 유기태양전지의 구조에서 정공 추출 역할을 하는 층에 롤-투-롤(ROLL-TO-ROLL) 공정을 통한 나노 패턴을 형성하여 높은 효율을 기대할 수 있는 플렉서블 유기태양전지 제조방법 및 이에 의해 제조된 플렉서블 유기태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a flexible organic solar cell and a flexible organic solar cell produced thereby, in particular, a metal-based material having a high process temperature at the glass substrate level and having a low surface roughness, a low coefficient of thermal expansion and excellent handling properties. In addition to the flexible substrate, a method of manufacturing a flexible organic solar cell in which a high efficiency can be expected by forming a nano pattern through a roll-to-roll process in a layer which plays a role of hole extraction in the structure of the organic solar cell. And it relates to a flexible organic solar cell produced thereby.
최근 석유와 같은 화석연료가 심각한 환경오염을 야기하고 있는 가운데, 무한 에너지원으로 각광받고 있는 태양광을 재생 에너지로 이용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, fossil fuels such as petroleum are causing serious environmental pollution, and researches are actively underway to use solar light, which is spotlighted as an infinite energy source, as renewable energy.
이러한 태양의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자를 태양전지라 일컫는데, 전도성을 갖는 재료로 각각 이루어지는 한 쌍의 전극 사이에 광 활성층이 구비되어 소정의 기판에 지지 형성된 구조를 갖는다.A semiconductor device that converts the energy of the sun into electrical energy is called a solar cell, and has a structure in which a photoactive layer is provided between a pair of electrodes each made of a conductive material to support a predetermined substrate.
그리고, 근래에는 멀티미디어의 발달과 함께 플렉서블(flexible) 전자소자의 중요성이 증대되고 있는 가운데, 무기물질을 기반의 태양전지보다 유기태양전지가 플렉서블(flexible)한 측면에서 우수한 특성을 선보이고 있어 많은 관심을 받고 있다. 하지만 유기태양전지의 기판으로는 광투과도가 우수하고 공정 편의성이 높은 유리 기판을 사용하고 있어 구부림 특성을 가지는 태양전지의 개발 필요성이 대두되고 있는 가운데 기존의 유리기판을 대신하여 플라스틱 및 스틸 기판을 이용하여 구부림 특성이 우수한 유기태양전지의 개발에 대한 많은 연구가 진행되고 있는 실정이다.In recent years, with the development of multimedia, the importance of flexible electronic devices is increasing, and organic solar cells are showing excellent characteristics in terms of flexibility of inorganic solar cells based on inorganic materials. I am getting it. However, as the substrate of the organic solar cell uses a glass substrate having excellent light transmittance and high process convenience, there is a need to develop a solar cell having a bending property, and instead of the existing glass substrate, plastic and steel substrates are used. Therefore, a lot of research is being conducted on the development of an organic solar cell having excellent bending characteristics.
먼저, 플라스틱 기판상에 전자소자를 직접 제조하는 방안과 관련하여, 대한민국 공개특허공보 제2009-0114195호에는 유리 기판상에 고분자 물질로 이루어진 가요성 기판을 접착한 후 전자 소자를 만든 후에 유리 기판으로부터 분리하는 방법이 개시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제2006-0134934호에는 유리 기판상에 스핀 온 방법으로 플라스틱을 코팅한 후 전자 소자를 만든 후에 유리 기판으로부터 분리하여 플렉서블 전자소자 제작하는 방법이 개시되어 있다.First, in relation to a method of directly manufacturing an electronic device on a plastic substrate, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0114195 discloses attaching a flexible substrate made of a polymer material on a glass substrate, and then forming an electronic device from the glass substrate. A method of separating is disclosed, and Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0134934 discloses a method of manufacturing a flexible electronic device by coating a plastic on a glass substrate by a spin-on method and then making an electronic device and then separating it from the glass substrate. have.
그러나, 플라스틱 기판의 경우는 투과도도 높고 유연한 장점이 있는데 반하여 수분과 산소의 투과도 쉽게 이루어지기 때문에, 고분자 태양전지의 특성 저하를 일으키기 쉽다. 이에 따라, 수분과 산소의 침투에 의한 특성 저하를 해결하기 위해서 스틸 기판과 같은 금속 기판을 고분자 태양전지에 적용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. However, in the case of a plastic substrate, the permeability is also high and flexible, whereas the permeation of moisture and oxygen is easily performed, and thus, it is easy to cause deterioration of characteristics of the polymer solar cell. Accordingly, in order to solve the deterioration of characteristics due to the penetration of moisture and oxygen, studies are being conducted to apply a metal substrate such as a steel substrate to a polymer solar cell.
또한, 금속기판을 사용하는 공정과 관련하여, 대한민국 공개특허공보 제2008-0024037호에는, 금속 기판상에 유리 성분을 포함하는 버퍼막을 통해 표면 거칠를 낮추어 생산수율이 높은 플렉서블 전자 소자를 제공하는 방법이 개시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제2009-0123164호에는 금속 기판상의 양각형 패턴을 연마를 통해 제거하여 수율을 향상시키는 방법이 개시되어 있으며, 대한민국 공개 특허공보 제2008-0065210호에는 유리 기판상에 박리층 및 금속막을 형성하는 방법이 개시되어 있다.In addition, in relation to a process using a metal substrate, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0024037 discloses a method for providing a flexible electronic device having high production yield by lowering surface roughness through a buffer film containing a glass component on a metal substrate. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0123164 discloses a method of improving the yield by removing an embossed pattern on a metal substrate by polishing, and Korean Laid-Open Patent Publication No. 2008-0065210 on a glass substrate A method of forming a release layer and a metal film is disclosed.
그런데, 플렉서블 고분자 태양전지에 사용되는 15 ~ 150㎛ 두께의 후막 금속기판은 그 제조 방법상 수백nm 이상의 표면 거칠기를 갖게 된다. 예를 들어, 압연을 통해 제작된 금속 후막의 경우 압연 흔이 존재하며, 유리 기판상에 증착을 통해 형성된 금속 후막의 경우 두께가 두꺼워짐에 따라 표면 거칠기가 비례하여 증가하기 때문에, 증착방법 및 조건에 따라 변하므로 낮은 표면 거칠기를 갖도록 플렉서블 금속 기판을 제작하는데 문제점이 있다. 이에 따라, 종래 금속 기판을 사용할 때는 금속 기판상의 표면 거칠기를 낮추기 위해 고분자 계열을 평탄화 층을 금속 기판상에 도포하거나 연마 공정을 행하는 것이 필수적이었다. 그런데 고분자 계열을 사용하여 표면 거칠기를 낮추는 경우는 고분자 태양전지 하부전극 형성에 필요한 고온 공정을 사용할 수 없는 문제점이 발생하게 되고, 연마 공정의 경우 단결정 Si 기판을 사용하는 고가의 마이크로프로세서나 RAM을 제작하는 경우에는 적합하나, 상대적으로 저가, 대면적이 요구되는 플렉서블 고분자 태양전지에 적용함에 있어서는 경제성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.However, a thick film metal substrate having a thickness of 15 to 150 µm used in a flexible polymer solar cell has a surface roughness of several hundred nm or more in terms of its manufacturing method. For example, in the case of the metal thick film produced by rolling, there are rolling traces, and in the case of the metal thick film formed by evaporation on a glass substrate, the surface roughness increases proportionally as the thickness increases, so that the deposition method and conditions Since there is a problem in manufacturing a flexible metal substrate to have a low surface roughness. Accordingly, when using a conventional metal substrate, in order to lower the surface roughness on the metal substrate, it was essential to apply a planarization layer on the metal substrate or to perform a polishing process. However, when the surface roughness is reduced by using a polymer series, a problem arises in that the high temperature process required for forming the lower electrode of the polymer solar cell cannot be used. In the polishing process, an expensive microprocessor or RAM using a single crystal Si substrate is manufactured. Although suitable for the case, there is a problem in that the economic efficiency is greatly reduced when applied to a flexible polymer solar cell that requires a relatively low cost, large area.
또한, 태양전지는 광 활성층에 많은 빛을 흡수할수록 더욱 많은 전하들이 광 활성층 내부에서 발생하여 그 효율은 더 향상될 수 있는데, 현재 태양전지 구조의 주류를 이루고 있는 박막 형태로 각각 구비되는 기판, 제 1 전극, 광 활성층 및 제 2 전극이 순서대로 적층된 2차원 박막의 적층구조는, 그 제조가 간단하다는 장점이 있으나, 광 활성층에 흡수되는 빛의 양이 적고 전하들이 신속하게 이동할 수 있는 구조가 아니므로 효율이 낮은 문제점이 있다. 또한 유기태양전지의 경우에는 광 활성층의 두께가 얇아 상대적으로 무기 물질을 기반으로 한 태양전지보다 흡수되는 빛의 양이 적어 효율이 낮은 문제점이 대두 되고 있는 실정이다.In addition, as the solar cell absorbs a lot of light in the photoactive layer, more charges are generated in the photoactive layer, thereby improving its efficiency. The laminated structure of the two-dimensional thin film in which the first electrode, the photoactive layer, and the second electrode are sequentially stacked has an advantage of simple manufacturing, but a structure in which the amount of light absorbed by the photoactive layer is small and the charges can move quickly Since there is a problem of low efficiency. In addition, in the case of the organic solar cell, the thickness of the photoactive layer is thin, and thus the amount of light absorbed is less than that of a solar cell based on an inorganic material.
이러한 낮은 효율을 향상시키기 위해 빛이 입사될 때에 기판의 표면 등에서 반사로 손실되는 빛의 양을 줄이거나, 태양전지로 입사되는 빛이 광 활성층을 통과하는 경로가 늘어나도록 빛을 산란 및 확산시키는 나노 스케일 내지 마이크로 스케일을 갖는 다수의 나노 패턴의 요철부를 기판의 표면에 형성하려는 노력이 이루어지고 있다. 종래에는 이러한 나노 패턴을 기판에 형성하기 위해 e-beam lithography를 이용하여 임프린트 몰드를 제작하는 기술 등이 주로 사용되었으나, 몰드 제작이나 식각 공정으로 인해 많은 비용과 시간이 소요되고 대면적 적용이 어려울 뿐만 아니라 식각 등이 용이한 기판 부재를 사용해야 하는 등 많은 한계가 있다.In order to improve the low efficiency, the nanoparticles reduce the amount of light lost by reflection at the surface of the substrate when the light is incident, or scatter and diffuse the light so that the path of the light incident on the solar cell passes through the photoactive layer. Efforts have been made to form the uneven portions of the plurality of nanopatterns having the scale to the microscale on the surface of the substrate. Conventionally, a technique of manufacturing an imprint mold using e-beam lithography has been mainly used to form such a nanopattern on a substrate, but due to the mold fabrication or etching process, it is difficult to apply a large area and cost. However, there are many limitations such as the use of a substrate member that is easily etched.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 유리 기판 공정과 동일한 수준의 소자 특성을 얻을 수 있는 낮은 표면 거칠기와 높은 전류밀도를 구현할 수 있는 플렉서블 유기태양전지 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a flexible organic solar cell capable of realizing low surface roughness and high current density, which can achieve the same level of device characteristics as a conventional glass substrate process. It is to provide a manufacturing method.
본 발명의 다른 목적은 플렉서블한 기판과 정공 추출층을 형성할 때 롤-투-롤 공정을 적용하여 높은 생산 속도와 양산화, 대면적 공정이 가능한 플렉서블 유기태양전지 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a flexible organic solar cell manufacturing method capable of high production speed, mass production, and a large area process by applying a roll-to-roll process when forming a flexible substrate and a hole extraction layer.
본 발명의 또 다른 목적은, 고분자 태양전지 내부에 입사되는 빛을 산란 및 확신시키는 다수의 나노 패턴을 정공 추출층에 형성하여 광 활성층으로 통과하는 빛의 경로를 증가시킴과 동시에 광 활성층과 정공 추출층의 접촉면적을 증가시켜 전하 캐리어들이 이동하는 경로를 감소시켜 태양전지의 효율을 향상시키는 플렉서블 유기태양전지 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to form a plurality of nano-patterns in the hole extraction layer that scatters and convinces the light incident inside the polymer solar cell, increasing the path of light passing through the photoactive layer and simultaneously extracting the photoactive layer and the hole. To provide a flexible organic solar cell manufacturing method to increase the contact area of the layer to reduce the path of the charge carriers to improve the efficiency of the solar cell.
본 발명의 다른 목적은 나노 패턴이 형성된 정공 추출층을 포함한 플렉서블 유기태양전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a flexible organic solar cell including a hole extraction layer formed with a nano-pattern.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플렉서블 유기태양전지의 제조방법은, 플렉서블 기판을 형성하는 단계; 상기 플렉서블 기판상에 반사 양극인 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상면에 졸-겔 p-type 물질로 정공 추출층을 형성하는 단계; 상기 정공 추출층에 나노패턴을 형성하는 단계; 상기 정공 추출층 상면에 광 활성층을 형성하는 단계; 상기 광 활성층 상면에 전자 추출층을 형성하는 단계; 및 상기 전자 추출층 상면에 음극인 제 2 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for manufacturing a flexible organic solar cell of the present invention for achieving the above object, forming a flexible substrate; Forming a first electrode, which is a reflective anode, on the flexible substrate; Forming a hole extraction layer of a sol-gel p-type material on an upper surface of the first electrode; Forming a nanopattern on the hole extraction layer; Forming a photoactive layer on an upper surface of the hole extraction layer; Forming an electron extraction layer on an upper surface of the photoactive layer; And forming a second electrode which is a cathode on an upper surface of the electron extraction layer. And a control unit.
상기 정공 추출층은 졸-겔 산화 텅스텐(WO3), 졸-겔 산화 몰리브데늄(MoO3), 졸-겔 산화 바나듐(V2O5), 졸-겔 산화 니켈(NiO), 졸-겔 산화 구리(CuOx) 등 졸-겔 p-type 산화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The hole extraction layer includes sol-gel tungsten oxide (WO 3 ), sol-gel molybdenum oxide (MoO 3 ), sol-gel vanadium oxide (V 2 O 5 ), sol-gel nickel oxide (NiO), sol- It is characterized by consisting of a material containing at least one selected from the group consisting of sol-gel p-type oxide, such as gel copper oxide (CuOx).
상기 나노 패턴은 나노 임프린트 몰드를 이용한 임프린팅 방식으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The nano pattern is formed by an imprinting method using a nano imprint mold.
상기 정공 추출층의 두께는 1nm이상 100nm이하로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The hole extraction layer has a thickness of 1 nm or more and 100 nm or less.
상기 플렉서블 기판은 PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), PES(polyether sulfone), PEN(polyethylene naphthalate), PI(polyimide), PA(poly acrylate), PUA, PDMS, PMMA, 및 금속 박막으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.The flexible substrate is made of polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyether sulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), poly acrylate (PA), PUA, PDMS, PMMA, and a metal thin film. It characterized in that it comprises at least one or more selected from the group.
상기 광 활성층은 P3HT, PCDTBT, PCTDTBT, MEH-PPV, PTB7, PBDTTT-CF, PFN 로 이루어진 군에서 선택된 1종과 PCBM, ICBA로 이루어진 군에서 1종이 혼합된 것을 특징으로 한다.The photoactive layer is characterized in that one selected from the group consisting of P3HT, PCDTBT, PCTDTBT, MEH-PPV, PTB7, PBDTTT-CF, PFN and a group consisting of PCBM, ICBA.
상기 제 2 전극은 투명 전극으로써, Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, ITO, FTO, AZO, GZO, IZO 및 PEDOT:PSS 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.The second electrode is a transparent electrode, Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V , Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, ITO, FTO, AZO, GZO, IZO and PEDOT: is characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of: PSS.
상기 나노패턴은 양극산화 알루미늄(AAO:Anodized aluminium oxide) 또는, 비등방성 결정 구조를 갖는 물질로부터 전사를 통하여 제작되는 것을 특징으로 한다.The nanopattern is characterized in that it is produced through the transfer from anodized aluminum oxide (AAO) or a material having an anisotropic crystal structure.
상기 금속 박막은 플렉서블 기판으로서 모기판 상에 형성하고 상기 모기판으로부터 분리시켜 접촉되어 있던 분리면 상인 것을 특징으로 한다.The metal thin film is formed on a mother substrate as a flexible substrate and is separated from the mother substrate to be in contact with each other.
상기 금속 박막은 Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, W, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In. Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Zn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, INVAR 및 스테인리스강으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 한다.The metal thin film is Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, W, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In. Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Zn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, INVAR and is characterized in that at least one metal selected from the group consisting of stainless steel.
상기 양극산화 알루미늄(AAO)은 황산, 옥살산, 인산 중에서 선택된 1종 이상을 포함하여 이루어지고, 상기 성분의 농도를 변화시키거나, 20~200V 범위 내에서 인가전압을 변화시켜 형성되는 나노 홀의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한다.The anodized aluminum (AAO) is made of one or more selected from sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, and the size of the nano-holes formed by changing the concentration of the component, or by changing the applied voltage within the range of 20 ~ 200V It is characterized by adjusting.
상기 비등방성 결정 구조를 갖는 물질은 산화 마그네슘(MgO), 산화 니켈(NiO), 산화 칼슘(CaO) 또는 이들의 혼합물로 이루어지고, 진공증착법, 전자선증착법, 열증착법, 스퍼터링법, 레이저증착법, 유기화학증착법 또는 화학증착법으로 증착하여 결정면의 표면에너지 차이에 의해 자발적으로 표면에 다수의 요철부가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.The material having an anisotropic crystal structure is made of magnesium oxide (MgO), nickel oxide (NiO), calcium oxide (CaO) or a mixture thereof, and vacuum deposition, electron beam deposition, thermal deposition, sputtering, laser deposition, organic Deposition by chemical vapor deposition or chemical vapor deposition is characterized in that a large number of irregularities formed on the surface spontaneously by the surface energy difference of the crystal surface.
상기 나노패턴은 10~500nm 지름의 나노 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.The nanopattern is characterized in that it has a nanostructure of 10 ~ 500nm diameter.
상기 전사를 위한 물질의 종류로는 티타늄 산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 포토레지스트, 폴리이미드, PDMS, PMMA, 열경화성 수지 또는 자외성 경화형 수지 중 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The kind of the material for the transfer is characterized by consisting of at least one selected from titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, photoresist, polyimide, PDMS, PMMA, thermosetting resin or ultraviolet curing resin.
상기 모기판은 유리 또는 금속 또는 고분자 재료로 이루어진 것을 특징으로 한다.The mother substrate is characterized in that made of glass or metal or polymer material.
상기 모기판 면의 표면 거칠기는 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측할 때, 0<Rms<100㎚, 0<Rp -v<1000㎚인 것을 특징으로 한다.The surface roughness of the surface of the mother substrate is 0 <R ms <100 nm and 0 <R p -v <1000 nm when observed in a scan range of 10 μm × 10 μm using AFM (Atomic Force Microscope). It is done.
또한, 본 발명은 제 1 항의 제조방법으로 제조된 플렉서블 유기태양전지를 제공한다.In addition, the present invention provides a flexible organic solar cell prepared by the method of claim 1.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 첫째, 기존 플렉서블 유기태양전지 제조 방법에서 해결하지 못하였던 플렉서블 기판, 특히 금속제 플렉서블 기판의 표면 거칠기 문제를 용이하게 해결할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of easily solving the surface roughness problem of the flexible substrate, particularly the metal flexible substrate, which has not been solved in the conventional flexible organic solar cell manufacturing method.
둘째, 유기태양전지 내부에 입사되는 빛을 산란 및 확신시키는 다수의 나노 패턴을 정공 추출층에 형성하여 광 활성층으로 반사되는 빛의 경로를 증가시켜 높은 전류밀도를 기대할 수 있는 효과가 있다.Second, by forming a plurality of nano-patterns in the hole extraction layer to scatter and assure the light incident inside the organic solar cell increases the path of light reflected to the photoactive layer can be expected to have a high current density.
셋째, 광 활성층과 정공 추출층의 접촉면적을 증가시켜 전하 캐리어들이 이동하는 경로를 감소시켜 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.Third, the efficiency of the solar cell can be improved by increasing the contact area between the photoactive layer and the hole extraction layer to reduce the path through which charge carriers travel.
넷째, 금속 기반의 플렉서블한 기판과 정공 추출층에 다수의 나노 패턴을 형성할 때 롤-투-롤 공정을 이용한 나노 임프린트 방식을 도입하여 높은 생산 속도, 양산화 및 대면적 공정이 가능한 효과가 있다.Fourth, when forming a large number of nano-pattern on the metal-based flexible substrate and hole extraction layer by introducing a nano-imprint method using a roll-to-roll process, high production speed, mass production and large-area process is possible.
뿐만 아니라, 고성능의 플렉서블 유기태양전지를 저비용으로 제조할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can produce a high performance flexible organic solar cell at low cost.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플렉서블 유기태양전지의 금속 기반의 플렉서블 기판을 만드는 순서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플렉서블 유기태양전지의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플렉서블 유기태양전지의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 양극산화 알루미늄 몰드를 나노임프린트하여 제작된 볼록한 모양의 나노 구조체의 주사 전자 현미경(SEM)사진을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 암염 결정구조를 갖는 산화 마그네슘(MgO), 산화 니켈(NiOx) 및 산화 구리(CuOx)를 전자선 증착법을 이용하여 결정면의 표면 에너지 차이에 의해 다수의 요철부들이 자발적으로 형성된 것을 주사 전자 현미경(SEM)으로 나타낸 것이다.1 is a view schematically showing a procedure of making a metal-based flexible substrate of the flexible organic solar cell according to the first embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing the overall structure of a flexible organic solar cell according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view schematically illustrating a manufacturing process of a flexible organic solar cell according to a first embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a scanning electron micrograph (SEM) of the convex shape of the nanostructure produced by nanoimprinting the anodized aluminum mold according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a plurality of irregularities of magnesium oxide (MgO), nickel oxide (NiOx), and copper oxide (CuOx) having a rock salt crystal structure due to the difference in surface energy of the crystal surface using electron beam deposition according to the first embodiment of the present invention. The spontaneous formation of the parts is shown by scanning electron microscopy (SEM).
이하, 본 발명에 따른 나노 패턴이 형성된 정공 추출층을 포함한 플렉서블 유기태양전지 제조방법 및 이에 의해 제조된 플렉서블 유기태양전지의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a flexible organic solar cell including a hole extracting layer formed with a nanopattern according to the present invention and a preferred embodiment of the flexible organic solar cell manufactured thereby will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.Hereinafter, the same reference numerals will be used to denote the same or similar elements in all of the following drawings, and repetitive descriptions will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention. It should be interpreted as meaning.
도 1 내지, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 플렉서블 유기태양전지 제조방법은, 플렉서블 기판(11)을 형성한다.(S10)1 to 5, the method of manufacturing the flexible organic solar cell of the present invention forms the flexible substrate 11 (S10).
상기 플렉서블 기판(11)은 태양전지가 형성되는 베이스로서의 기능을 수행하며, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), PES(polyether sulfone), PEN(polyethylene naphthalate), PI(polyimide), PA(poly acrylate), PUA, PDMS, PMMA, SUS(Steel Use Stainless) 및 금속 박막으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하여 구성될 수 있다.The
여기서, 상기 플렉서블 기판(11)은 금속 박막으로서, 종래의 플렉서블한 기판이 갖고 있는 낮은 공정 가능 온도, 높은 표면 거칠기, 높은 열팽창 계수, 나쁜 핸들링 특성의 문제를 해결하기 위해 본 실시 예에서는 도 1에서 도시한 바와 같이 롤 형상 모기판(10) 상에 금속 박막인 플렉서블 기판(11)을 형성하고 상기 롤 형상 모기판(10)으로부터 금속 박막인 플렉서블 기판(11)을 분리시킨다.Here, the
이때, 상기 플렉서블 기판(11)은, 상기 롤 형상 모기판(10)과 접촉되어 있던 분리면 상을 의미한다.In this case, the
또, 상기 플렉서블 기판(11)인 금속 박막은 Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, W, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In. Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Zn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, INVAR 및 스테인리스강으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다In addition, the metal thin film as the
또한, 상기 롤 형상 모기판(10)은, 유리 또는 금속 또는 고분자 재료로 이루어질 수 있으며, 모기판(10) 면의 표면 거칠기는 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측할 때, 0<Rms<100㎚, 0<Rp -v<1000㎚인 것이 바람직하다.In addition, the roll-shaped
다음, 상기 플렉서블 기판(11) 상에 반사 양극의 역할을 하는 제 1 전극(12)을 형성한다.(S20)Next, a
상기 제 1 전극(12)으로는 태양 전지 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 적용할 수 있다. Generally used in the solar cell field may be applied to the
예컨대, 상기 제 1 전극(12)은, 투명한 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 불소 첨가 주석 산화물(FTO), 주석 옥사이드, 아연 옥사이드, 아연 알루미늄 옥사이드, 및 티타늄 니트라이드 등의 금속 옥사이드 또는 금속니트라이드계 혹은 폴리아닐린, 폴리티오핀, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리(3-메틸티오핀), 및 폴리페닐렌설파이드 등의 전도성 중합체가 사용될 수 있다. For example, the
또, 상기 제 1 전극(12)은 전술한 재료들 중 한 가지 타입으로만 형성되거나 또는 복수 개의 재료의 혼합물로도 형성될 수 있다. In addition, the
그리고, 상기 제 1 전극(12)의 상면에 졸-겔 p-type 물질로 정공 추출층(13)을 형성한다.(S30)In addition, a
상기 정공 추출층(13)은 제 1 전극(12)과 광 활성층(14)의 사이에 구비되는 일종의 버퍼층으로서, 정공 추출의 역할을 하는 졸-겔 산화 텅스텐(WO3), 졸-겔 산화 몰리브데늄(MoO3), 졸-겔 산화 바나듐(V2O5), 졸-겔 산화 니켈(NiO), 졸-겔 산화 구리(CuOx) 등 졸-겔 p-type 산화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.The
여기서, 상기 정공 추출층(13)을 졸-겔 p-type 물질을 사용하여 형성하는 것은 정공이 잘 이동하도록 하기 위해서이다.Here, the
또한, 상기 정공 추출층(13)은 제 2 전극(16)을 통해 들어온 빛 중, 광 활성층(14) 상에 흡수되지 못한 빛은 정공 추출층(13)을 지나 제 1 전극(12)을 통해 반사되며, 다시 정공 추출층(13)을 지나 광 활성층(14)에서 흡수하게 된다.In addition, the
따라서, 상기 정공 추출층(13)은 빛이 잘 투과되어야 광 활성층(14)에서 더 많은 빛을 흡수할 수 있기 때문에 광투과도가 상대적으로 높은 산화물을 사용하는 것이 바람직하다.Therefore, since the
또, 상기 정공 추출층(13)의 두께는 1nm이상 100nm이하를 이루도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the
여기서, 상기 정공 추출층(13)의 두께를 1nm이상 100nm이하로 형성하는 이유는, 정공 추출층(13)의 가장 두꺼운 부분이 100nm이하가 되어야 정공이 양극으로 확산되어서 이동될 수 있으며, 정공 추출층(13)의 두께가 이보다 더 두꺼운 경우는 오히려 생성된 정공의 이동을 방해하게 된다.Here, the reason for forming the thickness of the
또, 정공 추출층(13)의 두께가 1nm이하로 할 경우에는 나노 임프린트 몰드의 표면 거칠기를 1nm이하로 조절하기 어렵고, 1nm이하의 패턴을 만들기도 어려워 정공 추출층(13)의 두께는 1nm이상 100nm이하를 이루도록 한정되는 것이 바람직하다. In addition, when the thickness of the
다음, 상기 정공 추출층(13)에 나노패턴을 형성한다.(S40)Next, a nanopattern is formed on the hole extraction layer 13 (S40).
본 실시 예에서는 유기태양전지의 낮은 광 흡수율을 개선하기 위하여 상기 정공 추출층(13)에 형상 나노 임프린트 몰드를 이용한 임프린팅 방식으로 제작하게 되면 도 4에 도시된 바와 같이 볼록한 모양의 나노 패턴이 형성된다.In the present embodiment, when the imprinting method using the shape nano imprint mold is formed on the
여기서, 상기 정공 추출층(13)에 나노패턴을 형성하는 이유는 반사되는 빛을 광 활성층(14)에서 흡수를 극대화하기 위한 것이다.The reason for forming the nanopattern in the
즉, 상기 나노패턴을 형성함으로써, 반사광의 산란을 유도하여 광 활성층(14)을 지나는 반사광의 경로를 증가시켜 태양전지의 효율을 증가시키기 위한 것이다.That is, by forming the nanopattern, the scattering of the reflected light is induced to increase the path of the reflected light passing through the
또, 상기 나노패턴을 나노 임프린트 방식으로 형성하는 것은 리소그래피 후 식각 등의 방법으로 형성할 경우, 공정이 복잡하고 생산비용이 크게 증가하는 것을 방지하기 위해서이다.In addition, the nano-pattern is formed by a nanoimprint method in order to prevent a complicated process and a large increase in production cost when the nanopattern is formed by etching or the like after lithography.
따라서, 졸-겔 형태의 p-type 산화물을 코팅한 후, 나노 임프린트 방식으로 광 산란을 위한 나노패턴을 형성하는 것이 바람직하다.Therefore, after coating the p-type oxide in the form of a sol-gel, it is preferable to form a nanopattern for light scattering by a nanoimprint method.
상기 롤 형상 나노 임프린트 몰드의 나노패턴은 양극산화 알루미늄(AAO:Anodized aluminium oxide), 비등방성 결정 구조를 갖는 물질로부터 전사를 통해 제작되는데, 양극산화 알루미늄(AAO)의 경우 황산, 옥살산, 인산 중에서 선택된 1종 이상을 포함하여 상기 성분의 농도를 변화시키거나, 20~200V 범위 내에서 인가전압을 변화시켜 형성되는 나노 홀의 크기를 조절할 수 있다.The nano-pattern of the roll-shaped nanoimprint mold is manufactured by transferring from an anodized aluminum oxide (AAO) and an anisotropic crystal structure, and in the case of anodized aluminum (AAO), selected from sulfuric acid, oxalic acid and phosphoric acid Including one or more kinds of the concentration of the component or by changing the applied voltage within the range of 20 ~ 200V it can adjust the size of the nano-holes formed.
또한, 비등방성 결정 구조를 갖는 물질은 산화 마그네슘(MgO), 산화 니켈(NiO), 산화 칼슘(CaO) 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것으로서, 진공증착법, 전자선증착법, 열증착법, 스퍼터링법, 레이저증착법, 유기화학증착법 또는 화학증착법으로 증착하면 도 5에 도시된 바와 같이 결정면의 표면에너지 차이에 의해 자발적으로 표면에 다수의 요철부가 형성된다.In addition, the material having an anisotropic crystal structure is made of magnesium oxide (MgO), nickel oxide (NiO), calcium oxide (CaO) or a mixture thereof, vacuum deposition method, electron beam deposition method, thermal deposition method, sputtering method, laser deposition method, When deposited by organic chemical vapor deposition or chemical vapor deposition, as shown in Figure 5 by the surface energy difference of the crystal surface spontaneous formation of a large number of irregularities on the surface.
이와 같이 형성된 나노 패턴은 10~500nm 지름을 갖을 수 있으며, 이러한 나노 패턴은 상기 제 1 전극(12)에서 반사되어 광 활성층(14)으로 입사되는 빛을 확산 및 산란시켜 광 활성층(14)의 광 흡수율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.The nanopattern formed as described above may have a diameter of 10 to 500 nm, and the nanopattern diffuses and scatters light reflected from the
또한, 상기 정공 추출층(13)과 광 활성층(14)의 접촉 면적을 증가시킴으로써 전하 수송 거리가 짧아져 유기태양전지의 높은 효율을 기대할 수 있다.In addition, by increasing the contact area between the
그리고, 상기 양극산화 알루미늄(AAO)과 비등방성 결정구조의 나노 패턴을 롤 형상 나노 임프린테 몰드로 전사하는 물질의 종류로는 티타늄 산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 포토레지스트, 폴리이미드, PDMS, PMMA, 열경화성 수지 또는 자외성 경화형 수지 중 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.The type of material for transferring the nano pattern of anodized aluminum (AAO) and anisotropic crystal structure into a roll-shaped nanoimprint mold may include titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, photoresist, polyimide, PDMS, It may be made of one or more selected from PMMA, thermosetting resin or ultraviolet curable resin.
이와 같이 입사되는 빛을 산란 및 확산시키는 다수의 나노 패턴이 형성된 정공 추출층(13)은 광 활성층(14)으로 통과하는 빛의 경로를 증가시킴과 동시에 광 활성층(14)과 정공 추출층(13)의 접촉 면적을 증가시켜 전하 캐리어의 이동 경로를 감소시켜 유기태양전지의 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.The
다음, 상기 정공 추출층(13)의 상면에 광 활성층(14)을 형성한다.(S50)Next, the
상기 광 활성층(14)은 빛을 흡수하여 전자와 정공을 발생할 수 있도록 전자도너와 전자억셉터를 가지며, 정공 추출층(13)의 상면에 형성된다.The
상기 광 활성층(14)은 P3HT, PCDTBT, PCTDTBT, MEH-PPV, PTB7, PBDTTT-CF, PFN 로 이루어진 군에서 선택된 1종과 PCBM, ICBA로 이루어진 군에서 1종이 혼합되어 이루어진다.The
다음, 상기 광 활성층(14)의 상면에 전자 추출층(15)을 형성한다.(S60) Next, the
상기 전자 추출층(15)은 태양 전지 분야에서 일반적으로 알려진 재료들이 사용될 수 있다.The
그리고, 상기 전자 추출층(15) 상면에 음극인 제 2 전극(16)을 형성한다.(S70)In addition, a
여기서, 상기 제 2 전극(16)은 제 1 전극(12)과 함께 광 활성층(14) 내부에서 발생한 전하들을 받아들여 전위차를 발생하도록 형성되는 것으로서, 투명 전극으로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the
또, 상기 제 2 전극(16)은, Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, ITO, FTO, AZO, GZO, IZO 및 PEDOT:PSS 로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The
또한, 본 발명은 상기 플렉서블 유기태양전지의 제조방법으로 제조된 나노패턴이 형성된 정공 추출층을 포함하는 플렉서블 유기태양전지를 제공한다.In addition, the present invention provides a flexible organic solar cell including a hole extraction layer formed with a nano-pattern formed by the manufacturing method of the flexible organic solar cell.
따라서, 본 발명은 특히 금속으로 이루어지는 플렉서블 기판의 표면 거칠기 문제를 용이하게 해결할 수 있고, 또 유기태양전지 내부에 입사되는 빛을 산란 및 확신시키는 다수의 나노 패턴을 정공 추출층에 형성하여 광 활성층으로 반사되는 빛의 경로를 증가시켜 높은 전류밀도를 형성할 수 있다.Therefore, the present invention can easily solve the problem of surface roughness of the flexible substrate made of metal, in particular, and form a plurality of nano-patterns in the hole extraction layer to scatter and assure the light incident into the organic solar cell to form the photoactive layer. By increasing the path of the reflected light can form a high current density.
그리고, 광 활성층과 정공 추출층의 접촉면적을 증가시켜 전하 캐리어들이 이동하는 경로를 감소시켜 태양전지의 효율을 향상시킴과 동시에 금속 기반의 플렉서블 기판과 정공 추출층에 다수의 나노 패턴을 형성할 때 롤-투-롤 공정을 이용한 나노 임프린트 방식을 도입하여 높은 생산 속도, 양산화 및 대면적 공정이 가능하여 고성능의 플렉서블 유기태양전지를 저비용으로 제조할 수 있는 것이다.In addition, by increasing the contact area between the photoactive layer and the hole extraction layer, the path of charge carriers is reduced to improve the efficiency of the solar cell and at the same time forming a plurality of nano-patterns on the metal-based flexible substrate and the hole extraction layer. It is possible to manufacture high-performance flexible organic solar cells at low cost by adopting a nano-imprint method using a roll-to-roll process to enable high production speed, mass production, and large-area processes.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. And will be apparent to those skilled in the art to which the invention pertains.
10 : 모기판 11 : 플렉서블 기판
12 : 제 1 전극(양극) 13 : 정공 추출층
14 : 광 활성층 15 : 전자 추출층
16 : 제 2 전극(음극) 10: mother substrate 11: flexible substrate
12: first electrode (anode) 13: hole extraction layer
14
16: second electrode (cathode)
Claims (17)
상기 플렉서블 기판상에 반사 양극인 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극 상면에 졸-겔 p-type 물질로 정공 추출층을 형성하는 단계;
상기 정공 추출층에 나노패턴을 형성하는 단계;
상기 정공 추출층 상면에 광 활성층을 형성하는 단계;
상기 광 활성층 상면에 전자 추출층을 형성하는 단계; 및
상기 전자 추출층 상면에 음극인 제 2 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.Forming a flexible substrate;
Forming a first electrode, which is a reflective anode, on the flexible substrate;
Forming a hole extraction layer of a sol-gel p-type material on an upper surface of the first electrode;
Forming a nanopattern on the hole extraction layer;
Forming a photoactive layer on an upper surface of the hole extraction layer;
Forming an electron extraction layer on an upper surface of the photoactive layer; And
Forming a second electrode as a cathode on an upper surface of the electron extraction layer; Flexible organic solar cell manufacturing method comprising a.
상기 정공 추출층은 졸-겔 산화 텅스텐(WO3), 졸-겔 산화 몰리브데늄(MoO3), 졸-겔 산화 바나듐(V2O5), 졸-겔 산화 니켈(NiO), 졸-겔 산화 구리(CuOx) 등 졸-겔 p-type 산화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 1,
The hole extraction layer includes sol-gel tungsten oxide (WO 3 ), sol-gel molybdenum oxide (MoO 3 ), sol-gel vanadium oxide (V 2 O 5 ), sol-gel nickel oxide (NiO), sol- A method for manufacturing a flexible organic solar cell, comprising: a material comprising at least one selected from the group consisting of sol-gel p-type oxides, such as gel copper oxide (CuOx).
상기 나노 패턴은 나노 임프린트 몰드를 이용한 임프린팅 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 1,
The nano-pattern is a flexible organic solar cell manufacturing method, characterized in that formed by the imprinting method using a nano imprint mold.
상기 정공 추출층의 두께는 1nm이상 100nm이하로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 1,
The thickness of the hole extraction layer is a flexible organic solar cell manufacturing method, characterized in that made of more than 1nm 100nm.
상기 플렉서블 기판은 PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), PES(polyether sulfone), PEN(polyethylene naphthalate), PI(polyimide), PA(poly acrylate), PUA, PDMS, PMMA, 및 금속 박막으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 1,
The flexible substrate is made of polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyether sulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), poly acrylate (PA), PUA, PDMS, PMMA, and a metal thin film. Flexible organic solar cell manufacturing method comprising at least one selected from the group.
상기 광 활성층은 P3HT, PCDTBT, PCTDTBT, MEH-PPV, PTB7, PBDTTT-CF, PFN 로 이루어진 군에서 선택된 1종과 PCBM, ICBA로 이루어진 군에서 1종이 혼합된 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 1,
The photoactive layer is a flexible organic solar cell manufacturing method characterized in that the mixture of one selected from the group consisting of P3HT, PCDTBT, PCTDTBT, MEH-PPV, PTB7, PBDTTT-CF, PFN and PCBM, ICBA. .
상기 제 2 전극은 투명 전극으로써, Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, ITO, FTO, AZO, GZO, IZO 및 PEDOT:PSS 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 1,
The second electrode is a transparent electrode, Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V , Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, ITO, FTO, AZO, GZO, IZO and PEDOT: PSS at least one member selected from the group consisting of: a flexible organic solar cell manufacturing method.
상기 나노패턴은 양극산화 알루미늄(AAO:Anodized aluminium oxide) 또는, 비등방성 결정 구조를 갖는 물질로부터 전사를 통하여 제작되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 3, wherein
The nanopattern is a method of manufacturing a flexible organic solar cell, characterized in that the nano-anode (AAO: anodized aluminum oxide), or a material having an anisotropic crystal structure is produced through the transfer.
상기 금속 박막은 플렉서블 기판으로서 모기판 상에 형성하고 상기 모기판으로부터 분리시켜 접촉되어 있던 분리면 상인 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 5, wherein
The metal thin film is a flexible organic solar cell manufacturing method, characterized in that formed on the mother substrate as a flexible substrate, separated from the mother substrate on the separation surface that was in contact.
상기 금속 박막은 Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, W, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In. Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Zn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, INVAR 및 스테인리스강으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 5, wherein
The metal thin film is Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, W, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In. Flexible organic solar cell manufacturing method, characterized in that at least one metal selected from the group consisting of Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Zn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, INVAR and stainless steel .
상기 양극산화 알루미늄(AAO)은 황산, 옥살산, 인산 중에서 선택된 1종 이상을 포함하여 이루어지고, 상기 성분의 농도를 변화시키거나, 20~200V 범위 내에서 인가전압을 변화시켜 형성되는 나노 홀의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 8,
The anodized aluminum (AAO) is made of one or more selected from sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, and the size of the nano-holes formed by changing the concentration of the component, or by changing the applied voltage within the range of 20 ~ 200V Characterized in that the flexible organic solar cell manufacturing method.
상기 비등방성 결정 구조를 갖는 물질은 산화 마그네슘(MgO), 산화 니켈(NiO), 산화 칼슘(CaO) 또는 이들의 혼합물로 이루어지고, 진공증착법, 전자선증착법, 열증착법, 스퍼터링법, 레이저증착법, 유기화학증착법 또는 화학증착법으로 증착하여 결정면의 표면에너지 차이에 의해 자발적으로 표면에 다수의 요철부가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 8,
The material having an anisotropic crystal structure is made of magnesium oxide (MgO), nickel oxide (NiO), calcium oxide (CaO) or a mixture thereof, and vacuum deposition, electron beam deposition, thermal deposition, sputtering, laser deposition, organic Method of manufacturing a flexible organic solar cell, characterized in that by depositing by chemical vapor deposition or chemical vapor deposition to form a plurality of irregularities on the surface spontaneously by the surface energy difference of the crystal surface.
상기 나노패턴은 10~500nm 지름의 나노 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 8,
The nanopattern is a flexible organic solar cell manufacturing method, characterized in that having a nanostructure of 10 ~ 500nm diameter.
상기 전사를 위한 물질의 종류로는 티타늄 산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 포토레지스트, 폴리이미드, PDMS, PMMA, 열경화성 수지 또는 자외성 경화형 수지 중 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 8,
The type of material for the transfer is a flexible organic solar cell comprising at least one selected from titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, photoresist, polyimide, PDMS, PMMA, thermosetting resin, or ultraviolet curable resin. Manufacturing method.
상기 모기판은 유리 또는 금속 또는 고분자 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지 제조방법.The method of claim 9,
The mother substrate is a flexible organic solar cell manufacturing method, characterized in that made of glass, metal or polymer material.
상기 모기판 면의 표면거칠기는 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측할 때, 0<Rms<100㎚, 0<Rp -v<1000㎚인 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기태양전지의 제조방법.The method of claim 9,
Surface roughness of the surface of the mother substrate is 0 <R ms <100 nm, 0 <R p- v <1000 nm, when observed in a scan range of 10 ㎛ × 10 ㎛ using AFM (Atomic Force Microscope) Method for producing a flexible organic solar cell.
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