KR20130121383A - 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치 및 박막 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 상에 소자를 이루기 위한 박막을 슬릿 코팅으로 형성하는 방법을 개선한 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치와 박막 형성 방법을 개시하며, 상기 슬릿 코팅 장치는, 염료감응 태양전지 서브 모듈을 형성할 기판 상을 이동하고 코팅 원료를 배출하는 슬릿이 하부에 형성된 다수의 노즐들이 구성된 하나 이상의 슬릿 헤드를 포함하는 슬릿 장치; 및 상기 슬릿 장치로 둘 이상의 상기 코팅 원료를 독립적인 경로를 통하여 상기 슬릿 장치로 공급하는 공급 장치;를 포함하며, 상기 슬릿 장치의 다수의 노즐들에 대하여 둘 이상의 상기 코팅 원료가 구분하여 공급됨으로써 상기 슬릿 장치의 구동으로 둘 이상의 코팅막을 형성함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 염료감응 태양전지 서브 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 상에 소자를 이루기 위한 박막을 슬릿 코팅으로 형성하는 방법을 개선한 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치와 박막 형성 방법에 관한 것이다.
1991년도 마이클 그라첼(Michael Gratzel) 연구팀에 의해 처음 개발된 염료감응 태양전지(DSSC: Dye-Sensitized Solar Cell)는 가시광선을 흡수하여 전자-홀 쌍을 생성할 수 있는 염료분자와 생성된 전자를 전달하는 전이금속 산화물을 주 구성 재료로 하는 광전기화학적 태양전지이다.
염료감응 태양전지는 한 쌍의 전극판이 하나의 단위셀을 이루는 형태로 제작되거나, 한 쌍의 전극판에 다수개의 단위셀을 서로 연결시킨 직렬구조 또는 병렬구조의 서브 모듈 형태로 제작된다.
일반적으로 염료감응 태양전지(또는 염료감응 태양전지 서브모듈에서 각각의 단위셀)는 전도성기판 위에 코팅된 다공성 나노입자 산화물층에 감광성 염료분자가 흡착되어 있는 일전극(working electrode)과, 전도성기판 위에 백금과 같은 금속 또는 탄소 등을 소재로 한 촉매층이 형성되어 있는 상대전극(counter electrode) 및 일정하게 이격된 상기 한 쌍의 전극판 사이의 전해질층으로 구성된다. 전도성기판은 기판(예를 들면, 유리기판) 상에 전도성물질(예를 들면, FTO)이 코팅되어 형성된다.
염료감응 태양전지 서브모듈은, 소정의 간격(단위셀의 폭)으로 예컨대 레이저 스크라이빙 등의 방법에 의해 직선형 절연패턴이 상기 한 쌍의 전극판에 형성되어 단위셀에 대응되는 일전극 및 상대전극이 독립적으로 형성된 구조이다. 이때 상기 절연패턴은 한 쌍의 전극판에 서로 어긋나게 형성된다.
이렇게 어긋나게 형성된 절연패턴 사이의 수직방향에서 볼 때 겹쳐지게 되는 단위셀의 일전극과 그의 일측에 인접한 단위셀의 상대전극은 전도성 재질의 단위셀연결전극(종래에서는 상기 그리드 절연패턴에 인접하여 동일한 패턴으로 형성되므로 통상 그리드라 칭하고 있음. 본 발명에서도 특별한 언급이 없으면 이러한 관행에 따라 종래 그리드패턴으로 형성된 단위셀연결전극을 그리드형 연결전극 또는 연속형 연결전극 또는 단순히 그리드라 칭함) 즉, 그리드에 의해 전기적으로 연결되어 있고, 각 그리드의 양측면은 격벽에 의해 전해질층과는 공간적으로 분리되어 있다. 따라서 종래 직렬구조의 염료감응 태양전지 서브모듈에서 각 단위셀의 전해질층은 인접한 단위셀과는 완전 차단된 구조이다.
상술한 염료감응 태양전지 서브 모듈의 효율을 개선하기 위하여 다층의 이다공성 나노입자 산화물을 채용하는 것이 개발된 바 있으며, 상기한 구조에서 염료감응 태양전지 서브 모듈을 이루는 각 단위셀의 다층의 다공성 나노입자 산화물은 수십 나노미터 직경의 1차 다공성 나노입자 산화물을 프린팅 기법으로 코팅한 후 건조 또는 소결하며, 이어서 수백 나노미터 직경의 2차 다공성 나노입자 산화물을 프린팅 기법으로 코팅한 후 건조 또는 소결을하고, 그 후 그리드를 형성하기 위한 전도성 재질을 프린팅 기법으로 코팅한 후 소결하고, 그 후 격벽재를 코팅하여 실링을 수행하는 순서로 제조된다.
상기한 바와 같이 종래의 염료감응 태양전지 서브 모듈은 코팅과 열처리에 의한 소결이 반복적으로 이루어진다.
따라서, 종래의 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조 방법은 세 종류 이상의 물질에 대하여 프린팅 기법을 이용한 코팅과 열처리 공정(소결)이 반복적으로 진행됨에 따라서 공정 시간이 길어지는 문제점이 있다.
그리고, 종래의 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조 방법은 코팅 공정이 반복됨에 따라서 먼저 형성된 코팅층이 후처리되는 코팅층에 영향을 미치고 결과적으로 균일한 코팅층을 형성하는데 어려움이 있는 문제점이 있다.
그리고, 종래의 염료감응 태양전지는 다공성 나노 산화물, 그리드 및 격벽재의 코팅층을 형성하는 것은 프린팅 기법이나, 디스펜싱(Dispensing) 또는 닥터 블레이드(Doctor Blade) 공정을 이용하였기 때문에 장비가 대형화되고 고가화되며 코팅시 코팅막의 품질이 떨어지고 선폭을 관리하기 어려워서 대면적의 양품을 생산하는데 적합하지 않은 문제점이 있다.
한편, 코팅층을 형성하는 방법으로 노즐 코팅 방법이 개발된 바 있고, 노즐 코팅 방법의 일예가 한국 공개특허 제10-2005-0116417호에 개시된 바 있다.
상기 한국 공개특허 제10-2005-0116417호는 코팅물질을 토출하여 도포하는 슬릿코터가 기판소재 상의 이물질과 접촉하여 손상되는 것을 방지한 코팅물질 도포장치를 제공한 것이다.
상기한 슬릿코터를 이용한 슬릿 코팅이 상술한 종래의 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조 방법을 개선하기 위하여 채택될 수 있다.
그러나, 종래의 슬릿 코팅 방법으로도 종래의 염료감응 태양전지 서브 모듈 제조 과정에서 발생하는 세 종류 이상의 물질에 대하여 코팅과 열처리 공정(소결)이 반복적으로 진행됨에 따른 공정 시간이 길어지는 문제점, 균일한 코팅층을 형성하기 어려운 문제점 및 대면적의 양품을 생상하는데 어려움 등을 해결하기 어렵다.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은 슬릿 코팅을 채용하고 둘 이상의 코팅층을 동시에 형성함으로써 공정 시간을 단축할 수 있고 균일한 코팅층을 형성하도록 제어할 수 있으며 대면적의 양품을 생상하는데 적합한 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치 및 박막 형성 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 둘 이상의 코팅 층을 기판의 서로 다른 영역 또는 중첩된 영역에 동시에 형성하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치 및 박막 형성 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치는, 염료감응 태양전지 서브 모듈을 형성할 기판 상을 이동하고 코팅 원료를 배출하는 슬릿이 하부에 형성된 다수의 노즐들이 구성된 하나 이상의 슬릿 헤드를 포함하는 슬릿 장치; 및 상기 슬릿 장치로 둘 이상의 상기 코팅 원료를 독립적인 경로를 통하여 상기 슬릿 장치로 공급하는 공급 장치;를 포함하며, 상기 슬릿 장치의 다수의 노즐들에 대하여 둘 이상의 상기 코팅 원료가 구분하여 공급됨으로써 상기 슬릿 장치의 구동으로 둘 이상의 코팅막을 형성함을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 공급 장치는 제1 다공성 나노입자 산화물과 제2 다공성 나노입자 산화물을 공급하고, 두 개의 상기 슬릿 헤드가 상기 슬릿 장치의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치됨으로써 상기 각 행의 상기 슬릿 헤드 별로 상기 제1 다공성 나노입자 산화물과 상기 제2 다공성 나노입자 산화물을 구분하여 공급하여서 상기 제1 다공성 나노입자 산화물에 의한 제1 코팅막의 상부에 상기 제2 다공성 나노입자 산화물에 의한 제2 코팅막을 적층하는 코팅을 수행할 수 있다.
그리고, 상기 공급 장치는 제1 다공성 나노입자 산화물과 제2 다공성 나노입자 산화물을 공급하고, 상기 슬릿 헤드의 하부에는 다수의 상기 노즐이 상기 슬릿 장치의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치됨으로써 상기 각 행의 상기 노즐들 별로 상기 제1 다공성 나노입자 산화물과 상기 제2 다공성 나노입자 산화물을 구분하여 공급하여서 상기 제1 다공성 나노입자 산화물에 의한 제1 코팅막의 상부에 상기 제2 다공성 나노입자 산화물에 의한 제2 코팅막을 적층하는 코팅을 수행할 수 있다.
여기에서, 상기 공급 장치는 상기 제1 다공성 나노입자 산화물로 입자의 직경이 20nm인 것을 공급하고 상기 제2 다공성 나노입자 산화물로 입자의 직경이 100∼400nm인 것을 공급할 수 있다.
그리고, 상기 슬릿 장치의 구동 방향에 대하여 상기 행 별 노즐들은 동일한 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 슬릿 장치는 하나의 슬릿 헤드를 포함하고, 상기 슬릿 헤드의 다수의 상기 노즐 별로 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물 중 어느 하나와 그리드를 구분하여 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행할 수 있다.
그리고, 두 개의 슬릿 헤드가 상기 슬릿의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치되며, 상기 각 행의 상기 슬릿 헤드 별로 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 그리드를 구분하여 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행할 수 있다.
그리고, 상기 슬릿 장치는 하나의 슬릿 헤드를 포함하고, 상기 슬릿 헤드의 다수의 상기 노즐 별로 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물 중 어느 하나, 그리드 및 격벽재를 구분하여 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행할 수 있다.
그리고, 두 개의 슬릿 헤드가 상기 슬릿의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치되며, 어느 한 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물 중 어느 하나와 그리드를 다수의 상기 노즐 별로 구분하여 공급하고 다른 행의 상기 슬릿 헤드에 격벽재를 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행할 수 있다.
그리고, 두 개의 슬릿 헤드가 상기 슬릿의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치되며, 어느 한 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 그리드를 다수의 상기 노즐 별로 구분하여 공급하고 다른 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물과 격벽재를 다수의 상기 노즐 별로 구분하여 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행할 수 있다.
그리고, 두 개의 슬릿 헤드가 상기 슬릿의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치되며, 어느 한 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 그리드 및 격벽재를 다수의 상기 노즐 별로 구분하여 공급하고 다른 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물을 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 박막 형성 방법은, 기판 상의 분리된 영역에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 전도성 금속을 동시에 슬릿 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 코팅층을 소결하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물을 슬릿 코팅하면서 그의 상부에 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물을 슬릿 코팅함으로써 상기 코팅층을 형성할 수 있다.
또한편, 본 발명에 따른 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 박막 형성 방법은, 기판 상의 중첩된 영역에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 상기 입자의 직경이 20nm인 제2 다공성 나노입자 산화물을 순차적으로 슬릿 코팅하여 적층된 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 코팅층을 소결하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 둘 이상의 코팅 원료를 배출하여 기판 상의 분리된 영역 또는 중첩된 영역에 코팅막을 형성할 수 있으며 코팅막들에 대한 소결을 동시에 수행함으로써 염료감응 태양전지 서브 모듈을 제조하기 위한 코팅 및 소결에 소요되는 공정 시간이 단축될 수 있고 인라인 공정에 유리한 이점이 있다.
또한 본 발명은 염료감응 태양전지 서브 모듈을 구성하는 코팅막의 두께를 제어할 수 있어서 대면적의 양품으로 생산하는데 적합하다.
또한, 본 발명은 염료감응 태양전지 서브 모듈을 제조함에 있어서 분리된 영역 또는 중첩되게 둘 이상의 코팅층이 동시에 형성되므로 소결을 위한 열처리 공정이 최소화될 수 있어서 수율이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명은 염료감응 태양전지 서브 모듈을 제조함에 있어서 둘 이상의 코팅 원료를 동시에 코팅하여 코팅막을 형성하고 둘 이상의 코팅 원료에 대한 소결을 한번에 수행할 수 있어서 그 만큼 공정을 수행하기 위한 장비의 크기가 작게 설계 및 제작될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 염료감응 태양전지 서브 모듈의 일부 단면도.
도 2는 도 1의 염료감응 태앙전지 서브 모듈의 기판 상에 형성된 코팅층의 패턴을 예시한 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치의 일예를 나타내는 모식도.
도 4는 도 3의 슬릿 코팅 장치를 나타내는 일부 사시도.
도 5는 도 3의 변형된 실시예를 나타내는 모식도.
도 6은 도 5의 슬릿 코팅 장치를 나타내는 일부 사시도.
도 7은 두 개의 코팅 물질을 이용하여 기판의 서로 다른 영역에 코팅층을 형성하기 위한 슬릿 코팅 장치를 나타내는 일부 사시도.
도 8은 하나의 슬릿 헤드를 포함한 슬릿 장치로 도 7의 슬릿 코팅 장치를 구현한 일예를 나타내는 일부 사시도.
도 9는 두 개의 슬릿 헤드를 포함하는 슬릿 장치로 도 7의 슬릿 코팅 장치를 구현한 일예를 나타내는 일부 사시도.
도 10은 세 개의 코팅 물질을 이용하여 기판의 서로 다른 영역에 코팅층을 형성하기 위한 슬릿 코팅 장치를 나타내는 일부 사시도.
도 11은 하나의 슬릿 헤드를 포함한 슬릿 장치로 도 10의 슬릿 코팅 장치를 구현한 일예를 나타내는 일부 사시도.
도 12는 두 개의 슬릿 헤드를 포함하는 슬릿 장치로 도 10의 슬릿 코팅 장치를 구현한 일예를 나타내는 일부 사시도.
도 13 및 도 14는 두 개의 슬릿 헤드를 포함하는 슬릿 장치로 기판의 서로 다른 영역에 코팅층을 형성하면서 적층된 코팅층을 형성하는 슬릿 코팅 장치의 일예를 나타내는 일부 사시도.
도 2는 도 1의 염료감응 태앙전지 서브 모듈의 기판 상에 형성된 코팅층의 패턴을 예시한 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치의 일예를 나타내는 모식도.
도 4는 도 3의 슬릿 코팅 장치를 나타내는 일부 사시도.
도 5는 도 3의 변형된 실시예를 나타내는 모식도.
도 6은 도 5의 슬릿 코팅 장치를 나타내는 일부 사시도.
도 7은 두 개의 코팅 물질을 이용하여 기판의 서로 다른 영역에 코팅층을 형성하기 위한 슬릿 코팅 장치를 나타내는 일부 사시도.
도 8은 하나의 슬릿 헤드를 포함한 슬릿 장치로 도 7의 슬릿 코팅 장치를 구현한 일예를 나타내는 일부 사시도.
도 9는 두 개의 슬릿 헤드를 포함하는 슬릿 장치로 도 7의 슬릿 코팅 장치를 구현한 일예를 나타내는 일부 사시도.
도 10은 세 개의 코팅 물질을 이용하여 기판의 서로 다른 영역에 코팅층을 형성하기 위한 슬릿 코팅 장치를 나타내는 일부 사시도.
도 11은 하나의 슬릿 헤드를 포함한 슬릿 장치로 도 10의 슬릿 코팅 장치를 구현한 일예를 나타내는 일부 사시도.
도 12는 두 개의 슬릿 헤드를 포함하는 슬릿 장치로 도 10의 슬릿 코팅 장치를 구현한 일예를 나타내는 일부 사시도.
도 13 및 도 14는 두 개의 슬릿 헤드를 포함하는 슬릿 장치로 기판의 서로 다른 영역에 코팅층을 형성하면서 적층된 코팅층을 형성하는 슬릿 코팅 장치의 일예를 나타내는 일부 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
염료감응 태양전지 서브 모듈은 도 1 및 도 2와 같이 하부의 기판(10) 상에 전도성 물질(12)이 코팅되고 상부의 기판(14) 상에도 전도성 물질(16), 촉매층(18)인 백금(Pt) 박막이 순차적으로 코팅된 구성을 갖는다.
그리고, 기판들(10, 14) 사이는 격벽층(실런트)(20)으로 봉지된 단위 셀이 형성된 구조를 가지며, 단위 셀 내에는 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22), 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물(24) 및 전해질(Electolyte)(26)이 슬릿 코팅 및 충전되고, 인접한 단위 셀을 이루는 격벽층(20)의 사이에는 배선을 이루는 그리드(28)가 형성된다.
상기한 실시예는 전도성기판 위에 코팅된 제1 및 제2 다공성 나노입자 산화물(22, 24)에 감광성 염료분자가 흡착되어 있는 일전극(working electrode)과, 전도성기판 위에 백금과 같은 금속 또는 탄소 등을 소재로 한 촉매층인 백금 박막(18)이 형성되어 있는 상대전극(counter electrode) 및 일정하게 이격된 상기 한 쌍의 전극판 사이의 전해질층(26)으로 구성된다. 전도성기판은 기판(10, 14; 예를 들면, 유리기판) 상에 전도성물질(12, 16; 예를 들면, FTO)이 코팅되어 형성되는 것으로 도면 상에 두 개의 층으로 나타낸 것은 이를 표시하기 위한 것이다.
그리고, 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)은 염료를 흡착한 것이고, 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물(24)은 광 산란을 위하여 구성되는 것이다. 여기에서, 염료가 흡착되는 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)은 염료의 전자를 방출하는 경로를 제공한다.
그리고, 전해질(26)은 산화·환원에 의하여 염료의 전자를 채워주는 역할을 하는 것이며, 격벽층(20)은 단위 영역 간을 실링을 위한 것이다.
그리고, 그리드(28)는 은(Ag)과 같은 전도성 금속으로 형성될 수 있다.
상기한 구성에서 하부의 기판(10) 상부에 코팅되는 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22), 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물(24), 격벽층(20) 및 그리드(28)는 본 발명에 따른 슬릿 코팅 장치 및 박막 형성 방법에 의하여 슬릿 코팅될 수 있다.
일예로, 기판(10) 상의 중첩된 영역에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 순차적으로 슬릿 코팅하여 적층된 코팅층을 형성하고, 적층된 코팅층을 소결하는 순으로 기판(14) 상에 코팅막이 박막으로 형성될 수 있다.
다른 예로, 기판 상의 분리된 영역에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)를 동시에 슬릿 코팅하여 코팅층을 형성하고, 분리된 영역에 형성된 코팅층을 소결하는 순으로 기판(10) 상의 박막이 형성될 수 있다.
여기에서, 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 슬릿 코팅하면서 그의 상부에 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 순차적으로 슬릿 코팅하여 적층된 코팅층을 형성할 수 있다.
또한, 격벽층(20)을 그리드(28)와 동시 또는 순차적으로 슬릿 코팅하여 형성할 수 있다.
도 1 및 도 2의 염료감응 태양전지 서브 모듈은 본 발명을 구현하기 위한 대상으로 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22), 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물(24), 그리드(28) 및 격벽층(20)을 코팅막으로 포함하는 일예를 예시한 것이다.
본 발명은 기판(10)의 전도성물질(12) 상에 분리된 영역에 형성되는 코팅막들이나 적층되는 코팅막들을 동시에 형성하고 다수의 코팅막들에 대한 소결을 동시에 수행하도록 이루질 수 있다. 그러므로, 코팅막을 형성하기 위한 코팅 및 소결에 소요되는 공정 시간이 단축될 수 있다.
그리고, 기판(10) 상에 형성되는 코팅막은 노즐의 슬릿의 배출 면적 등의 조절로 제어될 수 있다. 그에 따라서 본 발명에 따른 실시예는 염료감응 태양전지 서브 모듈을 대면적의 양품으로 생산하는데 적합하다.
그리고, 본 발명에 의하면 분리된 영역 또는 중첩되게 둘 이상의 코팅층이 동시에 형성되므로 소결을 위한 열처리 공정이 최소화될 수 있어서 수율이 개선될 수 있다.
상술한 바와 같은 박막 형성 공정을 진행하기 위하여 본 발명에 따른 염료 감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치는 도 3 내지 도 14와 같이 실시될 수 있다.
본 발명에 따른 슬릿 코팅 장치는 슬릿 장치(40)와 공급 장치(60)를 포함하며, 슬릿 장치(40)는 염료감응 태양전지 서브 모듈을 형성할 기판(10) 상을 이동하고 코팅 원료를 배출하는 슬릿이 하부에 형성된 다수의 노즐들이 구성된 하나 이상의 슬릿 헤드를 포함하는 구성을 가지고, 공급 장치(60)는 슬릿 장치(40)로 둘 이상의 코팅 원료를 독립적인 경로를 통하여 공급하는 구성을 갖는다.
슬릿 코팅 장치는 슬릿 장치(40)에 둘 이상의 상기 코팅 원료가 구분하여 공급됨으로써 슬릿 장치(40)의 구동으로 둘 이상의 코팅막을 형성할 수 있다.
상기한 슬릿 장치(40)와 공급 장치(60)의 실시예들은 도 3 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 슬릿 장치(40)와 공급 장치(60)는 도 3 내지 도 6와 같이 기판의 중첩된 영역에 두 개의 서로 다른 코팅 원료를 분사하여 코팅막을 형성하기 위하여 구성될 수 있으며, 도 3 및 도 4와 같이 두 개의 슬릿 헤드를 서로 다른 행을 이루도록 구성하거나 도 5 및 도 6과 같이 하나의 슬릿 헤드에 노즐이 두 개의 행을 이루도록 구성될 수 있다.
먼저, 도 3 및 도 4의 슬릿 코팅 장치는 공급 장치(60)로서 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 공급하는 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부(62)와 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 공급하는 제2 다공성 나노입자 산화물 공급부(64)를 포함한다.
여기에서, 다공성 나노입자 산화물은 이산화티타늄으로 구성될 수 있다.
그리고, 슬릿 장치(40)는 코팅을 위하여 구동되는 방향(화살표)에 대하여 행을 이루도록 상호 이격되는 두 개의 슬릿 헤드(42, 44)를 포함한다.
슬릿 헤드(42)는 제1 이산화티타늄 공급부(62)에서 코팅 원료인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 배관(70)을 통하여 공급받도록 구성되고, 슬릿 헤드(44)는 코팅 원료인 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 배관(72)을 통하여 공급받도록 구성된다.
슬릿 헤드(42, 44)는 제1 및 제2 다공성 나노입자 산화물(22, 24)을 하부의 기판(10) 상으로 배출하는 공간을 갖도록 기판(10)과 일정한 간격을 갖도록 설치될 수 있으며, 상호 동시에 구동되도록 구성됨이 바람직하다.
그리고, 슬릿 헤드(42, 44)의 하부에는 제1 및 제2 다공성 나노입자 산화물(22, 24)을 정위치에 일정한 폭으로 배출하기 위한 노즐(46, 48)이 형성되며, 노즐(46, 48)의 하부 즉 저면에는 제1 또는 제2 다공성 나노입자 산화물(22, 24)을 배출하기 위한 슬릿(50)이 형성된다. 슬릿 헤드(42, 44)의 노즐(46, 48)은 중첩된 영역에 제1 및 제2 다공성 나노입자 산화물(22, 24)을 순차적으로 코팅하기 위하여 동일한 패턴을 갖도록 형성됨이 바람직하다.
여기에서, 슬릿(50)은 제1 또는 제2 다공성 나노입자 산화물(22, 24)을 배출하는 출구를 이루는 것이다.
제1 및 제2 다공성 나노입자 산화물(22, 24)이 적층되어 코팅되는 기판(10)은 구체적으로 도시되지 않았으나 저면을 진공으로 흡착하는 진공척 또는 정전기로 고정하는 정전척이 설치된 스테이지 상부에 배치되어서 코팅이 수행되는 동안 고정될 수 있다.
코팅막 즉 제1 다공성 나노입자 산화물(22) 또는 제2 다공성 나노입자 산화물(24)의 두께는 슬릿 헤드(42, 44)의 구동 속도와 슬릿(50)의 배출 면적 및 코팅 원료의 배출 압력 등에 따라 결정될 수 있으며, 코팅막이 설계된 두께를 갖도록 슬릿 헤드(42, 44)의 구동 속도와 노즐(46, 48)의 슬릿(50)의 배출 면적 그리고 코팅 원료의 배출 압력이 조절 및 선택될 수 있다.
상기한 구성에 의하여 공급 장치(60)는 이루는 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부(62)와 제2 다공성 나노입자 산화물 공급부(64)에서 배관들(70, 72)을 통하여 노즐 장치(40)를 이루는 슬릿 헤드(42, 44) 별로 각각 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 구분하여 공급한다.
슬릿 헤드(42,44)는 동시 또는 순차적으로 동일한 방향으로 구동됨이 바람직하다.
제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 공급받는 슬릿 헤드(42)가 앞쪽에 배치되어서 일방향(화살표 방향)으로 진행하고, 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 공급받는 슬릿 헤드(44)는 뒤쪽에 배치되어서 슬릿 헤드(42)의 구동과 동시에 또는 시차를 두고 순차적으로 일방향(화살표 방향)으로 진행한다.
코팅막은 구동되는 슬릿 헤드(42)에 의하여 1차적으로 제1 다공성 나노입자 산화물(22)이 일정한 두께로 코팅되고, 구동되는 슬릿 헤드(44)에 의하여 2차적으로 제2 다공성 나노입자 산화물(24)이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)의 상부에 적층되어 코팅될 수 있다.
이와 같이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 제2 다공성 나노입자 산화물(24)이 순차적으로 코팅 및 적층됨으로써 코팅막이 형성될 수 있다.
상기와 같이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 제2 다공성 나노입자 산화물(24)이 적층되어 형성된 코팅막은 후속하여 소결처리될 수 있다. 이때 소결처리는 열처리 공정을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4와 달리 도 5 및 도 6의 실시예는 하나의 슬릿 헤드(52)를 포함한 슬릿 장치(40)를 이용하여 코팅막을 형성할 수 있으며, 슬릿 헤드(52)는 노즐(54, 56)이 두 개의 행을 이루도록 구성될 수 있다. 도 5 및 도 6에서 공급 장치(60)는 도 3 및 도 4와 동일하게 구성되므로 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
슬릿 장치(40)를 이루는 슬릿 헤드(52)의 앞쪽에 행을 이루도록 배치되는 노즐(54)은 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부(62)에서 코팅 원료인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 배관(70)을 통하여 공급받도록 구성되고, 슬릿 헤드(52)의 뒷쪽에 행을 이루도록 배치되는 노즐(56)은 제2 다공성 나노입자 산화물 공급부(64)에서 코팅 원료인 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 배관(72)을 통하여 공급받도록 구성된다.
그리고, 슬릿 헤드(54)의 노즐(54, 56)은 중첩된 영역에 제1 및 제2 다공성 나노입자 산화물(22, 24)을 순차적으로 코팅하기 위하여 동일한 패턴을 갖도록 형성됨이 바람직하다.
그리고, 슬릿 헤드(54)의 각 노즐(54, 56)의 하부에는 제1 및 제2 다공성 나노입자 산화물(22, 24)을 정위치에 일정한 폭으로 배출하기 위한 슬릿(50)이 형성된다.
상기한 구성에 의하여 공급 장치(60)는 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부(62)와 제2 다공성 나노입자 산화물 공급부(64)에서 배관들(70, 72)을 통하여 노즐 장치(40)를 이루는 슬릿 헤드(52)의 각 노즐(54, 56) 별로 각각 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 구분하여 공급한다.
슬릿 헤드(52)가 구동되면, 구동되는 슬릿 헤드(52)의 노즐(54)에 의하여 1차적으로 제1 다공성 나노입자 산화물(22)이 일정한 두께로 코팅되고, 구동되는 슬릿 헤드(52)의 노즐(56)에 의하여 2차적으로 제2 다공성 나노입자 산화물(24)이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)의 상부에 적층되어 코팅될 수 있다.
이와 같이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 제2 다공성 나노입자 산화물(24)이 순차적으로 코팅 및 적층됨으로써 코팅막이 형성될 수 있다.
상기와 같이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 제2 다공성 나노입자 산화물(24)이 적층되어 형성된 코팅막은 후속하여 소결처리될 수 있다. 이때 소결처리는 열처리 공정을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 실시예는 도 7 내지 도 9와 같이 기판 상의 분리된 영역에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)를 동시에 슬릿 코팅하여 코팅층을 형성하도록 실시될 수 있다.
이 경우 실시예는 슬릿 장치(40)가 도 7 및 도 8과 같이 하나의 슬릿 헤드(42)를 포함하여 구현되거나 도 9와 같이 두 개의 슬릿 헤드(42, 44)를 포함하여 구현될 수 있다.
먼저, 도 7 및 도 8과 같이 슬릿 장치(40)는 하나의 슬릿 헤드(42)를 포함하여 구성되고, 공급 장치(60)는 제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 공급하는 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부(62)와 그리드 공급부(63)를 포함한다.
슬릿 장치(40)를 이루는 슬릿 헤드(42)의 하부에 제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 형성할 위치에 구성되는 노즐(46)과 그리드(28)를 형성할 위치에 구성되는 노즐(58)이 하나의 행을 이루도록 구성되며, 노즐(46)은 제1 다공성 나노입자 산화물(62)에서 코팅 원료인 제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 배관(70)을 통하여 공급받도록 구성되고, 노즐(58)은 그리드 공급부(63)에서 코팅 원료인 전도성 금속을 배관(71)을 통하여 공급받도록 구성된다.
그리고, 슬릿 헤드(42)의 각 노즐(46, 58)의 하부에는 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)를 형성하기 위한 전도성 금속을 정위치에 일정한 폭으로 배출하기 위한 슬릿(50)이 형성된다.
상기한 구성에 의하여 공급 장치(60)는 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부(62)와 그리드 공급부(63)에서 배관들(70, 71)을 통하여 노즐 장치(40)를 이루는 슬릿 헤드(42)의 각 노즐(46, 58) 별로 각각 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)를 형성하기 위한 전도성 금속을 구분하여 공급한다.
슬릿 헤드(42)가 구동되면, 구동되는 슬릿 헤드(42)의 노즐(46, 58)에 의하여 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28) 형성을 위한 전도성 금속이 동시에 배출되어서 기판(10) 상에 코팅될 수 있다.
즉, 도 7 및 도 8과 같이 구성되는 실시예에 의하여 기판(10) 상의 분리된 영역에 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)와 같은 코팅막이 동시에 코팅될 수 있으며, 이들 코팅막은 후속하여 동시에 소결처리될 수 있다.
한편, 도 9와 같이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)를 코팅하기 위하여 슬릿 장치(40)가 두 개의 슬릿 헤드(42, 44)를 포함하여 구현되는 경우, 슬릿 헤드(42)에 제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 배출하는 노즐(46)이 구성되고, 슬릿 헤드(44)에 그리드(28)를 형성하기 위한 전도성 금속을 배출하는 노즐(58)이 분리 배치될 수 있다.
상기한 구성에 의하여 공급 장치(60)는 슬릿 헤드(42)의 노즐(46)에 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부(62)의 제1 다공성 나노입자 산화물(22)을 배관(70)을 통하여 공급하고, 슬릿 헤드(44)의 노즐(58)에 그리드 공급부(63)의 전도성 금속을 배관(71)을 통하여 공급한다.
슬릿 헤드(42)와 슬릿 헤드(44)가 동시 또는 순차적으로 구동될 수 있으며, 구동되는 슬릿 헤드(42)의 노즐(46)에 의하여 제1 다공성 나노입자 산화물(22)이 일정한 두께로 코팅되고, 기판(10)의 분리된 영역에 슬릿 헤드(44)의 노즐(58)에 의하여 전도성 금속이 배출되어서 그리드(28)가 코팅될 수 있다.
이와 같이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)가 기판(10)의 분리된 영역에 동시에 코팅막으로 형성될 수 있으며, 상기한 코팅막은 후속하여 소결처리될 수 있다. 이때 소결처리는 열처리 공정을 포함할 수 있다.
상기한 도 7 내지 도 9에서 제1 다공성 나노입자 산화물(22) 대신 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 그리드(28)와 같이 코팅하는 것으로 실시예가 구성될 수도 있다.
도 7 내지 도 9는 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)를 코팅하기 위한 구성을 개시한 것이며, 본 발명은 상기한 도 7 내지 도 9의 실시예에 격벽층(20)을 추가로 코팅하는 구성을 더하여 도 10 내지 도 12와 같이 실시될 수 있다.
도 10 내지 도 11의 실시예는 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28) 및 격벽층(20)을 동시에 코팅하는 것이며, 이 경우 실시예는 슬릿 장치(40)가 도 10 및 도 11과 같이 하나의 슬릿 헤드(42)를 포함하여 구현되거나 도 12와 같이 두 개의 슬릿 헤드(42, 44)를 포함하여 구현될 수 있다.
먼저, 도 10 및 도 11의 실시예는 도 7 및 도 8의 실시예에서 공급 장치(60)에 슬릿 헤드(42)에 격벽재(실런트) 공급부(65)를 더 포함하고, 슬릿 장치(40)에 포함되는 하나의 슬릿 헤드(42)에 격벽재 공급부(65)에서 배관(73)을 통하여 격벽재를 공급받아서 기판(10) 상에 코팅하는 노즐(59)을 더 포함한다. 도 10 및 도 11에 있어서 격벽재 공급부(65), 배관(73) 및 노즐(59)의 구성을 제외한 다른 구성요소들은 도 7 및 도 8과 동일하므로 이에 대한 중복된 설명은 생략한다.
상기한 구성에 의하여 공급 장치(60)는 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부(62)와 그리드 공급부(63) 및 격벽재 공급부(65)에서 배관들(70, 71, 73)을 통하여 노즐 장치(40)를 이루는 슬릿 헤드(42)의 각 노즐(46, 58, 59) 별로 각각 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)를 형성하기 위한 전도성 금속 그리고 격벽재를 구분하여 공급한다.
슬릿 헤드(42)가 구동되면, 구동되는 슬릿 헤드(42)의 노즐(46, 58, 59)에 의하여 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28) 형성을 위한 전도성 금속 그리고 격벽재가 동시에 배출되어서 기판(10) 상에 코팅될 수 있다.
즉, 도 10 및 도 11과 같이 구성되는 실시예에 의하여 기판(10) 상의 분리된 영역에 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28) 및 격벽층(20)과 같은 코팅막이 동시에 코팅될 수 있으며, 이들 코팅막은 후속하여 동시에 소결처리될 수 있다.
한편, 도 12와 같이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28) 및 격벽층(20)을 코팅하기 위하여 슬릿 장치(40)가 두 개의 슬릿 헤드(42, 44)를 포함하여 구현되는 경우, 슬릿 헤드(42)에 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28) 코팅을 위한 도전성 금속을 배출하는 노즐(46, 58)이 구성되고, 슬릿 헤드(44)에 격벽재를 배출하는 노즐(59)이 분리 배치될 수 있다.
상기한 구성에 의하여 공급 장치(60)는 슬릿 헤드(42)의 노즐(46, 58)에 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부(62)의 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드 공급부(63)의 전도성 금속을 배관(70, 71)을 통하여 공급하고, 슬릿 헤드(44)의 노즐(59)에 격벽재 공급부(73)의 격벽재를 배관(73)을 통하여 공급한다.
슬릿 헤드(42)와 슬릿 헤드(44)가 동시 또는 순차적으로 구동될 수 있으며, 구동되는 슬릿 헤드(42)의 노즐(46, 58)에 의하여 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)가 분리된 영역에 일정한 두께로 코팅되고, 기판(10)의 또다른 분리된 영역에 슬릿 헤드(44)의 노즐(59)에 의하여 격벽재가 배출되어서 격벽층(20)이 코팅될 수 있다.
이와 같이 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28) 및 격벽층(20)이 기판(10)의 분리된 영역에 동시에 코팅막으로 형성될 수 있으며, 상기한 코팅막은 후속하여 소결처리될 수 있다.
상기한 도 10 내지 도 12에서 제1 다공성 나노입자 산화물(22) 대신 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 그리드(28)와 같이 코팅하는 것으로 실시예가 구성될 수도 있다.
또한편, 본 발명에 따른 실시예는 도 13 및 도 14와 같이 제1 다공성 나노입자 산화물(22), 제2 다공성 나노입자 산화물(24), 그리드(28) 및 격벽층(20)을 코팅하도록 슬릿 장치(40)가 구현될 수 있다.
이 경우, 슬릿 장치(40)는 두 개의 슬릿 헤드(42, 44)를 포함하여 구현될 수 있다.
도 13은 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28)를 코팅하기 위한 노즐(46, 58)은 앞쪽의 슬릿 헤드(42)에 구성하고 제2 다공성 나노입자 산화물(24)과 격벽층(20)을 코팅하기 위한 노즐(48, 59)은 뒷쪽의 슬릿 헤드(44)에 구성하는 것을 예시하고 있으며, 그에 따라서 동시 또는 순차적으로 구동되는 슬릿 헤드(42, 44)에 의하여 제1 다공성 나노입자 산화물(22), 그리드(28) 및 격벽층(20)이 기판(10) 상의 분리된 영역에 코팅되고 제1 다공성 나노입자 산화물(22) 상부에 제2 다공성 나노입자 산화물(24)이 적층되어 코팅될 수 있다.
도 14는 제1 다공성 나노입자 산화물(22)과 그리드(28) 및 격벽층(20)을 코팅하기 위한 노즐(46, 58, 59)은 앞쪽의 슬릿 헤드(42)에 구성하고 제2 다공성 나노입자 산화물(24)을 코팅하기 위한 노즐(48)는 뒷쪽의 슬릿 헤드(44)에 구성하는 것을 예시하고 있으며, 그에 따라서 동시 또는 순차적으로 구동되는 슬릿 헤드(42, 44)에 의하여 제1 다공성 나노입자 산화물(22), 그리드(28) 및 격벽층(20)이 기판(10) 상의 분리된 영역에 코팅되고 제1 다공성 나노입자 산화물(22) 상부에 제2 다공성 나노입자 산화물(24)이 적층되어 코팅될 수 있다.
도 13 및 도 14의 슬릿 코팅 장치에 의하여 코팅된 코팅막은 후속하여 소결처리될 수 있다.
본 발명에 따른 슬릿 코팅 장치는 상술한 바와 같이 둘 이상의 코팅 원료를 배출하여 기판 상의 분리된 영역 또는 중첩된 영역에 코팅막을 형성할 수 있으며 그에 따라서 다수의 코팅막들에 대한 소결을 동시에 수행하도록 이루질 수 있다. 그러므로, 코팅막을 형성하기 위한 코팅 및 소결에 소요되는 공정 시간이 단축될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 슬릿 코팅 장치는 기판(10) 상에 배출되는 제1 및 제2 다공성 나노입자 산화물, 격벽재 및 그리드를 포함하는 코팅 원료에 의하여 형성되는 코팅막의 두께를 제어할 수 있다.그에 따라서 본 발명에 따른 실시예는 염료감응 태양전지 서브 모듈을 대면적의 양품으로 생산하는데 적합하다.
그리고, 분리된 영역 또는 중첩되게 둘 이상의 코팅층이 동시에 형성되므로 소결을 위한 열처리 공정이 최소화될 수 있어서 수율이 개선될 수 있다.
10, 14 : 기판 12, 16 : 전도성물질
18 : 촉매층 20 : 격벽층
22 : 제1 다공성 나노입자 산화물 24 : 제2 다공성 나노입자 산화물
26 : 전해질 28 : 그리드
40 : 슬릿 장치 42, 44, 52 : 슬릿 헤드
46, 48, 58, 59 : 노즐 50 : 슬릿
60 : 공급 장치
62 : 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부
63 : 그리드 공급부
64 : 제2 다공성 나노입자 산화물 공급부
65 : 격벽재 공급부
18 : 촉매층 20 : 격벽층
22 : 제1 다공성 나노입자 산화물 24 : 제2 다공성 나노입자 산화물
26 : 전해질 28 : 그리드
40 : 슬릿 장치 42, 44, 52 : 슬릿 헤드
46, 48, 58, 59 : 노즐 50 : 슬릿
60 : 공급 장치
62 : 제1 다공성 나노입자 산화물 공급부
63 : 그리드 공급부
64 : 제2 다공성 나노입자 산화물 공급부
65 : 격벽재 공급부
Claims (14)
- 염료감응 태양전지 서브 모듈을 형성할 기판 상을 이동하고 코팅 원료를 배출하는 슬릿이 하부에 형성된 다수의 노즐들이 구성된 하나 이상의 슬릿 헤드를 포함하는 슬릿 장치; 및
상기 슬릿 장치로 둘 이상의 상기 코팅 원료를 독립적인 경로를 통하여 상기 슬릿 장치로 공급하는 공급 장치;를 포함하며,
상기 슬릿 장치의 다수의 노즐들에 대하여 둘 이상의 상기 코팅 원료가 구분하여 공급됨으로써 상기 슬릿 장치의 구동으로 둘 이상의 코팅막을 형성함을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 공급 장치는 제1 다공성 나노입자 산화물과 제2 다공성 나노입자 산화물을 공급하고, 두 개의 상기 슬릿 헤드가 상기 슬릿 장치의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치됨으로써 상기 각 행의 상기 슬릿 헤드 별로 상기 제1 다공성 나노입자 산화물과 상기 제2 다공성 나노입자 산화물을 구분하여 공급하여서 상기 제1 다공성 나노입자 산화물에 의한 제1 코팅막의 상부에 상기 제2 다공성 나노입자 산화물에 의한 제2 코팅막을 적층하는 코팅을 수행하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 공급 장치는 제1 다공성 나노입자 산화물과 제2 다공성 나노입자 산화물을 공급하고, 상기 슬릿 헤드의 하부에는 다수의 상기 노즐이 상기 슬릿 장치의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치됨으로써 상기 각 행의 상기 노즐들 별로 상기 제1 다공성 나노입자 산화물과 상기 제2 다공성 나노입자 산화물을 구분하여 공급하여서 상기 제1 다공성 나노입자 산화물에 의한 제1 코팅막의 상부에 상기 제2 다공성 나노입자 산화물에 의한 제2 코팅막을 적층하는 코팅을 수행하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 공급 장치는 상기 제1 다공성 나노입자 산화물로 입자의 직경이 20nm인 것을 공급하고 상기 제2 다공성 나노입자 산화물로 입자의 직경이 100∼400nm인 것을 공급하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제2항 또는 제3 항에 있어서,
상기 슬릿 장치의 구동 방향에 대하여 상기 행 별 노즐들은 동일한 패턴으로 형성되는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 슬릿 장치는 하나의 슬릿 헤드를 포함하고,
상기 슬릿 헤드의 다수의 상기 노즐 별로 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물 중 어느 하나와 그리드를 구분하여 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제1 항에 있어서,
두 개의 슬릿 헤드가 상기 슬릿의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치되며, 상기 각 행의 상기 슬릿 헤드 별로 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 그리드를 구분하여 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 슬릿 장치는 하나의 슬릿 헤드를 포함하고,
상기 슬릿 헤드의 다수의 상기 노즐 별로 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물 중 어느 하나, 그리드 및 격벽재를 구분하여 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제1 항에 있어서,
두 개의 슬릿 헤드가 상기 슬릿의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치되며, 어느 한 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물 중 어느 하나와 그리드를 다수의 상기 노즐 별로 구분하여 공급하고 다른 행의 상기 슬릿 헤드에 격벽재를 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제1 항에 있어서,
두 개의 슬릿 헤드가 상기 슬릿의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치되며, 어느 한 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 그리드를 다수의 상기 노즐 별로 구분하여 공급하고 다른 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물과 격벽재를 다수의 상기 노즐 별로 구분하여 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 제1 항에 있어서,
두 개의 슬릿 헤드가 상기 슬릿의 구동 방향에 대하여 이격된 두 개의 행을 이루도록 배치되며, 어느 한 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 그리드 및 격벽재를 다수의 상기 노즐 별로 구분하여 공급하고 다른 행의 상기 슬릿 헤드에 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물을 공급하여서 상기 기판 상의 서로 다른 영역에 코팅을 수행하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치.
- 기판 상의 분리된 영역에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물 및 그리드를 동시에 슬릿 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 코팅층을 소결하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 박막 형성 방법.
- 제12 항에 있어서,
상기 입자의 직경이 20nm인 상기 제1 다공성 나노입자 산화물을 슬릿 코팅하면서 그의 상부에 입자의 직경이 100∼400nm인 제2 다공성 나노입자 산화물을 슬릿 코팅함으로써 상기 코팅층을 형성하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 박막 형성 방법.
- 기판 상의 중첩된 영역에 입자의 직경이 20nm인 제1 다공성 나노입자 산화물과 상기 입자의 직경이 20nm인 제2 다공성 나노입자 산화물을 순차적으로 슬릿 코팅하여 적층된 코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 코팅층을 소결하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 박막 형성 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120044534A KR20130121383A (ko) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치 및 박막 형성 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120044534A KR20130121383A (ko) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치 및 박막 형성 방법 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20130121383A true KR20130121383A (ko) | 2013-11-06 |
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ID=49851626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120044534A KR20130121383A (ko) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | 염료감응 태양전지 서브 모듈의 제조를 위한 슬릿 코팅 장치 및 박막 형성 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130121383A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2012
- 2012-04-27 KR KR1020120044534A patent/KR20130121383A/ko not_active Application Discontinuation
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