KR20150137590A - Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same - Google Patents
Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150137590A KR20150137590A KR1020140065692A KR20140065692A KR20150137590A KR 20150137590 A KR20150137590 A KR 20150137590A KR 1020140065692 A KR1020140065692 A KR 1020140065692A KR 20140065692 A KR20140065692 A KR 20140065692A KR 20150137590 A KR20150137590 A KR 20150137590A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- forming
- dye
- photoelectrode
- mold
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 56
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 30
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 29
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 29
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 22
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 15
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 5
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 4
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CTSYMZHKWMVIIL-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;butyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C CTSYMZHKWMVIIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 claims description 3
- 229920000779 poly(divinylbenzene) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003053 polystyrene-divinylbenzene Polymers 0.000 claims description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 238
- 239000002355 dual-layer Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 39
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 22
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 11
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 8
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 7
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 7
- XREPTGNZZKNFQZ-UHFFFAOYSA-M 1-butyl-3-methylimidazolium iodide Chemical compound [I-].CCCCN1C=C[N+](C)=C1 XREPTGNZZKNFQZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-butylpyridine Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=NC=C1 YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 4
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VFLYBWGSQGMWHP-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-1h-imidazol-3-ium;iodide Chemical compound [I-].C[N+]=1C=CNC=1 VFLYBWGSQGMWHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RFFFKMOABOFIDF-UHFFFAOYSA-N Pentanenitrile Chemical compound CCCCC#N RFFFKMOABOFIDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- LDTNWRFZFBRBKV-UHFFFAOYSA-M 1-heptyl-3-methylimidazol-3-ium;iodide Chemical compound [I-].CCCCCCCN1C=C[N+](C)=C1 LDTNWRFZFBRBKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DBQJQWJYYAOEGT-UHFFFAOYSA-M 1-methyl-3-propan-2-ylimidazol-1-ium;iodide Chemical compound [I-].CC(C)N1C=C[N+](C)=C1 DBQJQWJYYAOEGT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 229920003182 Surlyn® Polymers 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NPNMHHNXCILFEF-UHFFFAOYSA-N [F].[Sn]=O Chemical compound [F].[Sn]=O NPNMHHNXCILFEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032900 absorption of visible light Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N coumarin Chemical compound C1=CC=C2OC(=O)C=CC2=C1 ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003754 ethoxycarbonyl group Chemical group C(=O)(OCC)* 0.000 description 2
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N guanidinium thiocyanate Chemical compound SC#N.NC(N)=N ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QDLAGTHXVHQKRE-UHFFFAOYSA-N lichenxanthone Natural products COC1=CC(O)=C2C(=O)C3=C(C)C=C(OC)C=C3OC2=C1 QDLAGTHXVHQKRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 2
- 229920001490 poly(butyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 description 2
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 description 2
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ARSMIBSHEYKMJT-UHFFFAOYSA-M 1,3-dimethylimidazolium iodide Chemical compound [I-].CN1C=C[N+](C)=C1 ARSMIBSHEYKMJT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QGIMLGJADWHQCV-UHFFFAOYSA-M 1,3-dipropylimidazol-1-ium;iodide Chemical compound [I-].CCCN1C=C[N+](CCC)=C1 QGIMLGJADWHQCV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DNGQZBPJNHJHQQ-UHFFFAOYSA-N 1-benzyl-2-methyl-1h-imidazol-1-ium;iodide Chemical compound [I-].CC1=NC=C[NH+]1CC1=CC=CC=C1 DNGQZBPJNHJHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDLXILPMFQFQMH-UHFFFAOYSA-M 1-ethyl-3-propan-2-ylimidazol-1-ium;iodide Chemical compound [I-].CC[N+]=1C=CN(C(C)C)C=1 ZDLXILPMFQFQMH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IXBVDUOPRIMGBO-UHFFFAOYSA-N 1-ethylimidazole;hydroiodide Chemical compound [I-].CC[N+]=1C=CNC=1 IXBVDUOPRIMGBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LOYMWUBUAVNERS-UHFFFAOYSA-M 1-methyl-3-pentylimidazol-1-ium;iodide Chemical compound [I-].CCCCCN1C=C[N+](C)=C1 LOYMWUBUAVNERS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JJWJFWRFHDYQCN-UHFFFAOYSA-J 2-(4-carboxypyridin-2-yl)pyridine-4-carboxylate;ruthenium(2+);tetrabutylazanium;dithiocyanate Chemical compound [Ru+2].[S-]C#N.[S-]C#N.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC.OC(=O)C1=CC=NC(C=2N=CC=C(C=2)C([O-])=O)=C1.OC(=O)C1=CC=NC(C=2N=CC=C(C=2)C([O-])=O)=C1 JJWJFWRFHDYQCN-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- SFPQDYSOPQHZAQ-UHFFFAOYSA-N 2-methoxypropanenitrile Chemical compound COC(C)C#N SFPQDYSOPQHZAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010748 Photoabsorption Effects 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229960000956 coumarin Drugs 0.000 description 1
- 235000001671 coumarin Nutrition 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- WRTMQOHKMFDUKX-UHFFFAOYSA-N triiodide Chemical compound I[I-]I WRTMQOHKMFDUKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Description
본원은, 다공성 활성층 및 다공성 산란층을 함유하는 이중층을 포함하는 염료감응 태양전지용 광전극, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell comprising a porous active layer and a bilayer containing a porous scattering layer, and a method of manufacturing the same.
일반적으로 태양전지는 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 소자이다. 태양전지는 무한한 에너지원인 태양광을 이용해 전기를 생산하는 도구로서, 이미 우리 생활에 널리 이용되고 있는 실리콘 태양전지가 대표적이며, 최근 차세대 태양전지로서 염료감응 태양전지가 연구되고 있다.Generally, a solar cell is a device that converts solar light energy into electric energy. A solar cell is a tool for producing electricity using sunlight, which is an infinite energy source, and is a silicon solar cell already widely used in our life. Recently, a dye-sensitized solar cell has been studied as a next generation solar cell.
염료감응 태양전지는 스위스의 그라첼(Gratzel) 등에 의하여 발표된 것이 대표적이다 (미국등록특허 제 5,350,644 호 참조). 구조적인 측면에서, 염료감응 태양전지의 2개의 전극 중 하나의 전극은 감광성 염료가 흡착되어 있는 반도체 산화물 층이 형성된 전도성 투명 기재를 포함하는 광전극이며, 두 전극 사이의 공간에는 전해질이 채워져 있다.Dye-sensitized solar cells have been reported by Gratzel et al. In Switzerland (see U.S. Patent No. 5,350,644). In terms of the structure, one of the two electrodes of the dye-sensitized solar cell is a photoelectrode including a conductive transparent substrate having a semiconductor oxide layer on which a photosensitive dye is adsorbed, and the space between the two electrodes is filled with an electrolyte.
염료감응 태양전지의 작동 원리를 살펴보면, 태양에너지가 전극의 반도체 산화물 층에 흡착된 감광성 염료에 의해 흡수됨으로써 광전자가 발생하며, 상기 광전자는 반도체 산화물 층을 통해 전도되어 투명 전극이 형성된 전도성 투명 기재에 전달되고, 전자를 잃어 산화된 염료는 전해질에 포함된 산화·환원 쌍에 의해 환원된다. 한편, 외부 전선을 통하여 반대편 전극인 상대전극에 도달한 전자는 산화된 전해질의 산화·환원 쌍을 다시 환원시킴으로써 태양전지의 작동 과정을 완성한다.The operation principle of the dye-sensitized solar cell is as follows. The solar energy is absorbed by the photosensitive dye adsorbed on the semiconductor oxide layer of the electrode to generate photoelectrons. The photoelectrons are conducted through the semiconductor oxide layer to form a transparent transparent substrate The oxidized dyes transferred and lost electrons are reduced by the oxidation / reduction pairs contained in the electrolyte. On the other hand, the electrons reaching the counter electrode, which is the opposite electrode through the external electric wire, complete the operation of the solar cell by reducing the redox pair of the oxidized electrolyte again.
종래에는 염료감응 태양전지의 산화물 전극을 제조함에 있어서, 다공성 단층의 메조 크기의 기공을 갖는 이산화티타늄 전극이 많이 사용되었다 (대한민국 특허 공개번호 2009-0047300 호 참조).Conventionally, a titanium dioxide electrode having meso-sized pores of a porous single layer has been widely used in the production of an oxide electrode of a dye-sensitized solar cell (see Korean Patent Publication No. 2009-0047300).
이에, 본원은 다공성 활성층 및 다공성 산란층을 포함하는 이중층 구조를 포함하는 염료감응 태양전지용 광전극, 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell having a double-layer structure including a porous active layer and a porous scattering layer, and a method of manufacturing the same.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본원의 제 1 측면은, 하기를 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극을 제공한다:A first aspect of the present invention provides a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell comprising:
전도성 투명 기재 상에 형성된 차단층; 및A barrier layer formed on the conductive transparent substrate; And
상기 차단층 상에 형성된 다공성 활성층 및 상기 활성층 상에 형성된 다공성 산란층을 함유하는 이중층.A porous layer formed on the barrier layer and a porous scattering layer formed on the active layer.
본원의 제 2 측면은, 하기를 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법을 제공한다:A second aspect of the present invention provides a method of manufacturing a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell comprising:
전도성 투명 기재 상에 차단층을 형성하는 단계;Forming a blocking layer on the conductive transparent substrate;
상기 차단층 상에 활성층 형성용 주형층을 형성하고, 상기 활성층 형성용 주형층에 산란층 형성용 주형층을 형성하여 이중층 주형을 형성하는 단계;Forming a mold layer for forming an active layer on the barrier layer and forming a mold layer for forming a scattering layer in the mold layer for forming an active layer to form a double layer mold;
상기 이중층 주형에 전이금속 산화물을 충진하는 단계; 및Filling the double layer mold with a transition metal oxide; And
상기 이중층 주형을 제거하는 단계.Removing the bilayer mold.
본원의 제 3 측면은, 하기를 포함하는, 염료감응 태양전지를 제공한다:A third aspect of the present invention provides a dye-sensitized solar cell comprising:
염료가 흡착된 제 1 항에 따른 광전극The photo-electrode according to claim 1, wherein the dye is adsorbed
상기 광전극에 대향되는 상대전극, 및 A counter electrode opposed to the photoelectrode, and
상기 광전극 및 상기 상대 전극 사이에 위치하는 전해질.And an electrolyte located between the photoelectrode and the counter electrode.
본원의 일 구현예에 있어서, 염료감응 태양전지용 광전극은, 광자결정 활성층 및 산란층을 포함하는 이중층 구조를 포함함으로써, 단일층 구조를 이용하여 제조된 광전극에 비해, 광-전기 변환 효율을 현저하게 높여 고효율의 염료감응 태양전지용 광전극을 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the photoelectrode for a dye-sensitized solar cell includes a double-layer structure including a photonic crystal active layer and a scattering layer, so that the photoelectric conversion efficiency It is possible to provide a photoelectrode for dye-sensitized solar cells with high efficiency.
본원의 일 구현예에 있어서, 염료감응 태양전지용 광전극은, 규칙적으로 배열된 메조 크기의 기공을 포함하는 활성층 및 규칙적으로 배열된 매크로 크기의 기공을 포함하는 산란층을 포함하는 이중층 구조를 포함함으로써 발생하는 광밴드갭 효과에 의해, 광전 변환 효율값을 증가시키는 효과가 있다.In one embodiment of the invention, the photoelectrode for a dye-sensitized solar cell comprises a bilayer structure comprising an active layer comprising regularly arranged meso sized pores and a scattered layer comprising regularly arranged macro sized pores There is an effect of increasing the photoelectric conversion efficiency value by the generated photonic band gap effect.
본원의 일 구현예에 있어서, 염료감응 태양전지용 광전극은, 상기 활성층 및 산란층을 포함하는 이중층 구조를 포함함으로써, 염료가 흡착할 수 있는 넓은 비표면적을 갖게 되므로, 광전변환 효율을 증가시키는 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, the photoelectrode for a dye-sensitized solar cell has a double-layer structure including the active layer and the scattering layer, and thus has a large specific surface area capable of adsorbing the dye. .
본원의 일 구현예에 있어서, 규칙적으로 배열된 매크로 기공을 함유하는 광자결정 산란층 및 규칙적으로 배열된 메조 크기의 기공을 함유하는 활성층을 포함하는 이중층 구조를 갖는 염료감응 태양전지용 광전극을 제조함으로써, 상기 염료감응 태양전지의 제조공정의 공정성을 개선할 수 있다.In one embodiment of the present invention, by fabricating a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell having a bilayer structure including a photonic crystal scattering layer containing regularly arranged macropores and an active layer containing regularly arranged mesoscopic pores , The processability of the dye sensitized solar cell can be improved.
도 1은, 본원의 일 구현예에 있어서, 염료감응 태양전지용 광전극의 구조를 도시한 개략도이다.
도 2는, 본원의 일 실시예에 있어서, 규칙적 배열의 매크로 크기의 기공을 함유하는 오팔구조의 기공층을 포함하는 산란층과, 규칙적 배열의 메조 크기의 기공을 함유하는 오팔구조의 기공층을 포함하는 활성층을 갖는, 이중층 구조를 포함하는 염료감응 태양전지용 광전극의 전자현미경 사진이다.
도 3은, 본원의 일 실시예에 있어서, 도 2의 이중층 경계면을 고배율로 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 4는, 본원의 일 구현예에 있어서, 도 2의 구조를 갖는 광전극을 포함하는 염료감응 태양전지용 광전극의 I-V 특성 그래프이다.
도 5는, 본원의 일 구현예에 있어서, 도 2의 구조를 갖는 광전극을 포함하는 염료감응 태양전지용 광전극의 파장에 따른 광전변환효율을 나타내는 그래프이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 있어서, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a schematic view showing the structure of a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell in one embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates, in one embodiment of the present invention, a method of forming a pore structure comprising a sputtering layer comprising a pore layer of an opal structure containing pores of macroscopic size in a regular arrangement and a pore layer of an opal structure containing regularly arranged meso sized pores And having a double-layer structure, which has an active layer containing a dye-sensitized solar cell.
FIG. 3 is an electron microscope photograph taken at a high magnification in the bilayer interface of FIG. 2 in one embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a graph showing IV characteristics of the photoelectrode for a dye-sensitized solar cell including the photoelectrode having the structure of FIG. 2 in one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating photoelectric conversion efficiency according to wavelength of a photo-electrode for a dye-sensitized solar cell including a photo-electrode having the structure of FIG. 2 in one embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 되어 있는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
Throughout this specification, the term "combination thereof" included in the expression of the machine form means one or more combinations or combinations selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the machine form, And the like.
본원의 제 1 측면은, 하기를 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극을 제공한다:A first aspect of the present invention provides a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell comprising:
전도성 투명 기재 상에 형성된 차단층; 및A barrier layer formed on the conductive transparent substrate; And
상기 차단층 상에 형성된 다공성 활성층 및 상기 활성층 상에 형성된 다공성 산란층을 함유하는 이중층.A porous layer formed on the barrier layer and a porous scattering layer formed on the active layer.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 다공성 활성층과 다공성 산란층 각각은 광결정 구조를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, each of the porous active layer and the porous scattering layer may have a photonic crystal structure, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 활성층은 규칙적으로 배열된 메조 크기의 기공을 포함하고, 상기 산란층은 규칙적으로 배열된 매크로 크기의 기공을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the invention, the active layer comprises regularly arranged meso sized pores, and the scattered layer may include regularly arranged macro sized pores, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 산란층의 기공은 상기 활성층의 기공보다 크기가 큰 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the pores of the scattering layer may be larger than the pores of the active layer, but the present invention is not limited thereto.
본원의 제 2 측면은, 하기를 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법을 제공한다:A second aspect of the present invention provides a method of manufacturing a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell comprising:
전도성 투명 기재 상에 차단층을 형성하는 단계;Forming a blocking layer on the conductive transparent substrate;
상기 차단층 상에 활성층 형성용 주형층을 형성하고, 상기 활성층 형성용 주형층에 산란층 형성용 주형층을 형성하여 이중층 주형을 형성하는 단계;Forming a mold layer for forming an active layer on the barrier layer and forming a mold layer for forming a scattering layer in the mold layer for forming an active layer to form a double layer mold;
상기 이중층 주형에 전이금속 산화물을 충진하는 단계; 및Filling the double layer mold with a transition metal oxide; And
상기 이중층 주형을 제거하는 단계.Removing the bilayer mold.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 차단층은 증착, 전기분해 또는 습식법에 의하여 제조되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the barrier layer may be formed by deposition, electrolysis or wet process, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 활성층 형성용 주형층은 메조 크기의 고분자 입자를 코팅하여 형성되는 것이고, 상기 산란층 형성용 주형층은 매크로 크기의 고분자 입자를 코팅하여 제조되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the active layer-forming mold layer is formed by coating meso-sized polymer particles, and the mold layer for forming the scattering layer may be formed by coating macro-sized polymer particles. But is not limited to.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 산란층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자는 상기 활성층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자보다 크기가 큰 것을 사용하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the polymer particles for forming the scattering layer-forming mold layer may have a larger size than the polymer particles for forming the active layer-forming mold layer, but the present invention is not limited thereto .
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 입자는 폴리스타이렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스타이렌/폴리디비닐벤젠, 폴리아미드, 폴리(부틸메타크릴레이트-디비닐벤젠), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present application, the polymeric particles are selected from the group consisting of polystyrene, polymethylmethacrylate, polystyrene / polydivinylbenzene, polyamide, poly (butyl methacrylate-divinylbenzene) , But is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전이금속 산화물을 충진하는 것은 전이금속 산화물 전구체를 이용하여 원자층 증착법 또는 졸-겔 반응에 의하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the invention, the filling of the transition metal oxide may be performed by atomic layer deposition or sol-gel reaction using a transition metal oxide precursor, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전이금속 산화물은 Ti, Cu, Zr, Fe, Zn, In, Ir, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Y, Sc, Sm, Ga, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것의 산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the transition metal oxide is selected from the group consisting of Ti, Cu, Zr, Fe, Zn, In, Ir, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Y, Sc, Sm, Ga, But are not limited to, oxides of oxides selected from the group consisting of combinations thereof.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이중층 주형을 제거하는 것은 열분해에 의하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the removal of the bilayer mold may be performed by pyrolysis, but is not limited thereto.
본원의 제 3 측면은, 하기를 포함하는, 염료감응 태양전지를 제공한다:A third aspect of the present invention provides a dye-sensitized solar cell comprising:
염료가 흡착된 제 1 항에 따른 광전극,The photoelectrode according to claim 1, wherein the dye is adsorbed,
상기 광전극에 대향되는 상대전극, 및A counter electrode opposed to the photoelectrode, and
상기 광전극 및 상기 상대 전극 사이에 위치하는 전해질.
And an electrolyte located between the photoelectrode and the counter electrode.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은, 본원의 일 구현예에 따른 산란층 및 활성층을 포함하는 염료감응 태양전지의 모식도이다. 도 1에 나타낸 일 구현예에 따른 염료감응 태양전지는, 전도성 투명 기재(10) 상에 형성된 차단층(20); 상기 차단층(20) 상에 형성된 다공성 활성층(30); 및 상기 활성층(30) 상에 형성된 다공성 산란층(40)을 포함하는 이중층을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 1 is a schematic diagram of a dye-sensitized solar cell comprising a scattering layer and an active layer according to an embodiment of the present invention. The dye-sensitized solar cell according to one embodiment shown in Fig. 1 comprises a
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전도성 투명 기재(10)는 당업계에 공지된 것들을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 전도성 투명 기재(10)는 투명 기재 상에 전도성 투명 산화물 또는 금속을 포함하는 전도성 투명 전극을 증착하여 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 투명 기재로는 외부광의 입사가 가능하도록 투명성을 가지는 물질이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 유리 기재 또는 유연성을 갖는 투명 고분자 기재를 사용할 수 있다. 상기 투명 기재로 사용할 수 있는 투명 고분자 기재의 재료로는, 예를 들어, 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 또는 이들의 공중합체 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 투명 기재 상에 형성되는 상기 전도성 투명 전극은, 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 안티몬 틴 옥사이드(ATO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, SnO2-Sb2O3, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 금속 산화물을 포함하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 투명 전극은, 전도성, 투명성, 및 내열성이 우수한 산화주석(SnO2), 또는 비용 면에서 저렴한 인듐 틴 옥사이드(ITO)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 전도성 투명 기재(10)는, 태양광과 같은 빛이 투과되어 내부로 입사됨으로써 계층형 다공성 광전극으로 이용할 수 있도록 하기 위함이다. 그리고, 본원을 설명하는 명세서에서 "투명"이라는 단어의 의미는, 소재의 광 투과율이 100% 인 경우뿐만 아니라 광 투과율이 높은 경우를 모두 포함한다.In one embodiment of the present invention, the conductive
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 투명 전도성 기재(10) 상에는 차단층(20)이 형성되어 있다.In one embodiment of the present invention, a
상기 차단층(20)은 기재 상에 산화물을 일정한 두께로 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 차단층(20)은 기재 상에 당업계에 공지된 물질을 공지된 방법으로 코팅하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 차단층(20)은 증착, 전기 분해, 또는 습식법에 의하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 차단층의 재료, 및 상기 차단층을 형성하기 위한 열처리 횟수나 조건 등은 본원의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 차단층(20)은, Ti, Cu, Zr, Fe, Zn, In, Ir, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Y, Sc, Sm, Ga, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전이금속의 산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 차단층(20)은 기재와 다공성 전이금속 산화물 구조체 사이에 접착력을 강화하는 역할을 한다.The
본원의 일 구현예에 있어서, 차단층(20) 상에는 활성층(30) 및 산란층(40)을 포함하는 이중층이 형성되어 있을 수 있다. 상기 활성층(30) 및 산란층(40)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이중층 구조를 이루는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 일 구현예에 따른 이중층을 포함하는 태양전지용 광전극을 제조하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 단일층을 포함하는 태양전지용 광전극을 제조하는 경우에 비하여 산란층의 광밴드갭 현상에 의한 현저한 광-전기 변환 고효율이 달성된다. 또한 단일층을 포함하는 태양전지용 광전극을 제조하는 경우에 비하여, 다공성 활성층을 포함함으로써 염료흡착량이 증가하여 광흡수량이 증가되며, 이로 인한 광전류 밀도가 증가함으로써 연료전지의 광전변환효율이 증대된다.In one embodiment of the invention, a bilayer may be formed on the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이중층 구조는 규칙적으로 배열된 기공을 가질 수 있다. 상기 규칙적으로 배열된 기공을 포함하는 활성층 및 산란층을 포함하는 이중층 구조로 인해 광-전기 변환 효율을 현저하게 높일 수 있다. 특히, 규칙적으로 배열된 기공을 포함하는 산란층을 포함함으로써, 상기 기공에 의한 광밴드갭 효과가 발생하여 광전변환효율을 증가시킬 수 있다.In one embodiment herein, the bilayer structure may have regularly arranged pores. The photoelectric conversion efficiency can be remarkably increased due to the double layer structure including the active layer including the regularly arranged pores and the scattering layer. Particularly, by including a scattering layer including regularly arranged pores, the photo-bandgap effect due to the pores can be generated and the photoelectric conversion efficiency can be increased.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이중층 구조는 서로 다른 크기의 기공을 갖는 활성층(30) 및 산란층(40)을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 산란층(40)의 기공의 크기는 활성층(30)의 기공의 크기보다 큰 것일 수 있다. 또한 상기 이중층 구조는 매크로 크기의 기공을 포함하는 산란층(40) 및 메조 크기의 기공을 포함하는 활성층(30)을 포함하는 이중층 구조를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 일 구현예에 있어서, 산란층(40) 및 활성층(30)에 포함된 규칙적으로 배열된 서로 다른 크기의 기공은 염료를 흡착할 수 있는 넓은 비표면적을 갖게 한다. 또한 매크로 크기의 기공을 갖는 산란층(40)은 특정 파장의 빛을 반사시켜 재사용할 수 있도록 하는 광밴드갭 효과를 발생시킴으로써 광-전기 변환 효율이 향상된다.In one embodiment of the present invention, the bilayer structure may include, but is not limited to, an
상기 활성층(30)은 규칙적인 배열의 기공을 갖는 다공성 구조로서 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 활성층(30)은 광결정 구조를 포함하는 다공성 구조로 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 활성층(30)은 메조 크기의 기공을 포함하는 다공성 구조로 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 본원의 일 구현예에 있어서, 규칙적으로 배열된 기공은 염료를 흡착할 수 있는 넓은 비표면적을 갖게 함으로써 산란효과가 증가하여 광-전기 변환 효율이 향상된다.The
본원의 일 구현예에 있어서, 다공성 활성층(30)의 기공은 약 2 nm 내지 약 100 nm 의 크기 범위를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the invention, the pores of the porous
예를 들어, 상기 다공성 활성층(30)의 기공의 크기는 약 2 nm 내지 약 100 nm, 약 2 nm 내지 약 90 nm, 약 2 nm 내지 약 80 nm, 약 2 nm 내지 약 70 nm, 약 2 nm 내지 약 60 nm, 약 2 nm 내지 약 50 nm, 약 2 nm 내지 약 40 nm, 약 2 nm 내지 약 30 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 20 nm 내지 약 100 nm, 약 30 nm 내지 약 100 nm, 약 40 nm 내지 약 100 nm, 또는 약 50 nm 내지 약 100 nm의 크기를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the pore size of the porous
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 다공성 활성층(30)은 약 2 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 다공성 활성층(30)의 두께는 약 2 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 또는 약 7 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 인 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, the porous
상기 다공성 활성층(30)이 수 마이크로의 두께를 가짐에 따라서 더 많은 염료가 흡착될 수 있고, 광흡수량이 증가하며, 이에 따라 광전류밀도가 증가하여, 상기 다공성 활성층을 포함하는 광전극을 연료감응 태양전지용 광전극으로 사용하는 경우, 연료전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다.As the porous
본원의 일 구현예에 있어서, 활성층(30) 상에는 산란층(40)이 형성되어 있다.In one embodiment of the invention, a
상기 산란층(40)은 규칙적인 배열을 갖는 기공을 갖는 다공성 구조로서 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 산란층(40)은 광결정 구조를 포함하는 다공성 구조로 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 산란층(40)은 광결정 구조의 배열을 갖는 매크로 크기의 기공을 포함하는 다공성 구조로 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The
상기 산란층(40)은 규칙적인 배열을 갖는 매크로 크기의 기공이 광결정 구조를 가짐에 따라서 3 차원 광 결정체(photonic crystal)를 형성하여 광증폭 효과를 기대할 수 있다.As the macro-sized pores having a regular arrangement have a photonic crystal structure, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 산란층(40)이 규칙적인 기공을 갖는 경우 광밴드갭(photonic band) 효과를 가질 수 있다. 상기 광밴드갭 효과는 브래그 법칙에 따라 밴드갭에 해당하는 특정 파장의 빛을 반사하는 효과를 발생시킴으로써 광전변환 효율을 증가시킬 수 있다.In one embodiment of the invention, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 산란층(40)이 매크로 크기의 기공을 갖는 경우 브래그 법칙에 따른 특정 파장대의 빛에서 밴드갭 효과를 가질 수 있다. 상기 밴드갭 효과에 의해 브래그 법칙에 따라 특정 파장의 빛을 반사시킴으로써 해당 파장대의 광전변환 효율값을 증가시키는 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, if the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 다공성 산란층(40)의 기공은 약 100 nm 내지 약 10 ㎛의 크기 범위를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the pores of the
예를 들어, 상기 다공성 산란층(40)의 기공은, 약 100 nm 내지 약 10 ㎛, 약 200 nm 내지 약 10 ㎛, 약 300 nm 내지 약 10 ㎛, 약 400 nm 내지 약 10 ㎛, 약 500 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 크기를 갖는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the pores of the
또한, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 규칙적 배열의 매크로 크기의 기공을 포함하는 산란층(40)은, 염료가 흡착할 수 있는 표면적을 증가시킴으로써, 염료의 흡착량이 증가하여 광흡수량이 증가되며, 이로 인한 광전류 밀도가 증가한다. 또한, 상기 산란층(40)은 상기 광전극에 조사된 빛의 양 대비 방출되는 전자의 수를 특정한 파장에서 일정하게 유지되도록 하는 역할을 담당할 수 있기 때문에, 결과적으로 상기 광전극의 전류밀도가 증가된다. 상기 효과들에 의해, 본원의 다공성 산란층(40)이 염료감응 태양전지용 광전극에 포함되도록 하는 경우, 도 5에 도시한 바와 같이 광전변환효율(IPCE)의 증가가 관찰된다.
In addition, in one embodiment of the present invention, the
이하, 본원의 일 구현예에 있어서, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a photo-electrode for a dye-sensitized solar cell will be described in detail in one embodiment of the present invention.
도 6은, 본원의 일 구현예에 있어서, 염료감응 태양전지용 광전극을 제조하는 과정에 대한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a process of fabricating a photo-electrode for a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
본원의 일 구현예에 있어서, 하기를 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법을 제공한다:In one embodiment of the invention, there is provided a method of manufacturing a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell comprising:
전도성 투명 기재 상에 차단층을 형성하는 단계(S10);Forming a blocking layer on the conductive transparent substrate (S10);
상기 차단층 상에 활성층 형성용 주형층을 형성하고, 상기 활성층 형성용 주형층에 산란층 형성용 주형층을 형성하여 이중층 주형을 형성하는 단계(S20);(S20) forming a double layer template by forming a mold layer for forming an active layer on the blocking layer and forming a mold layer for forming a scattering layer on the mold layer for forming an active layer;
상기 이중층 주형에 전이금속 산화물을 충진하는 단계(S30); 및Filling the double-layer mold with a transition metal oxide (S30); And
상기 이중층 주형을 제거하는 단계(S40).Removing the double-layered template (S40).
본원의 일 구현예에 있어서, 우선, 전도성 투명 기재를 준비한다. 상기 전도성 투명 기재는 본원의 제 1 측면에 따른 전도성 투명 기재를 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, first, a conductive transparent substrate is prepared. The conductive transparent substrate may be a conductive transparent substrate according to the first aspect of the present invention.
다음으로, 상기 기재 상에 차단층을 형성한다. 상기 차단층은 본원의 제 1 측면에 따른 차단층을 형성할 수 있다. Next, a barrier layer is formed on the substrate. The barrier layer may form a barrier layer according to the first aspect of the present invention.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 차단층상에 활성층 형성용 주형층을 형성하고, 상기 활성층 형성용 주형층에 산란층 형성용 주형층을 형성하여 이중층 주형을 형성하는 단계(S20)는, 상기 활성층 형성용 주형층은 메조 크기의 고분자 입자를 코팅하여 형성되는 것이고, 상기 산란층 형성용 주형층은 매크로 크기의 고분자 입자를 코팅하여 제조되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the step (S20) of forming a double layer template by forming a mold layer for forming an active layer on the blocking layer and forming a mold layer for forming a scattering layer on the mold layer for forming an active layer, The forming mold layer may be formed by coating meso-sized polymer particles, and the mold layer for forming the scattering layer may be formed by coating macro-sized polymer particles, but the present invention is not limited thereto.
이후, 형성된 상기 차단층 상에 활성층 형성용 주형층을 형성하고, 상기 활성층 형성용 주형층에 산란층 형성용 주형층을 형성하여 이중층 주형을 형성한다.Thereafter, a mold layer for forming an active layer is formed on the formed barrier layer, and a mold layer for forming a scattering layer is formed in the mold layer for forming an active layer to form a double layer mold.
상기 활성층 형성용 주형층 및 산란층 형성용 주형층을 형성하는 것은 동시에 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 상기 이중층을 동시에 형성하는 공정으로 인해 염료감응 태양전지의 제조공정의 공정성을 개선할 수 있다.The active layer-forming mold layer and the scattering layer-forming mold layer may be formed simultaneously, but the present invention is not limited thereto. The process of forming the double layer at the same time can improve the processability of the manufacturing process of the dye-sensitized solar cell.
상기 활성층 형성용 주형층 및 산란층 형성용 주형층을 형성하는 단계는 고분자 콜로이드 용액을 이용하여 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 고분자 콜로이드결정은 폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스타이렌/디비닐벤젠(PS/DVB), 폴리아미드, 폴리(부틸메타크릴레이트)(PBMA), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 고분자 콜로이드 입자를 포함하여 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The step of forming the active layer-forming mold layer and the scattering-layer-forming mold layer may include a step of producing a polymer colloid solution. The polymer colloidal crystals may be selected from the group consisting of polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene / divinyl benzene (PS / DVB), polyamide, poly (butyl methacrylate) (PBMA) But are not limited to, those formed of polymeric colloid particles including those selected from the group consisting of
본원의 일 구현예에 있어서, 활성층 형성용 주형층 및 산란층 형성용 주형층의 형성을 위한 콜로이드 코팅의 두께는 수 마이크로 미터의 두께를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the invention, the thickness of the colloid coating for forming the active layer forming mold layer and the scattering layer forming mold layer may have a thickness of several micrometers, but is not limited thereto.
예를 들어, 상기 활성층 형성용 주형층 및 산란층 형성용 주형층을 형성하기 위한 코팅의 두께는 약 2 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 또는 약 7 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the thickness of the coating for forming the active layer-forming mold layer and the scattering layer-forming mold layer may be from about 2 탆 to about 10 탆, from about 5 탆 to about 10 탆, or from about 7 탆 to about 10 탆 But is not limited thereto.
상기 다공성 활성층 형성용 주형층 및 상기 산란층 형성용 주형층이 수 마이크로의 두께를 가짐에 따라, 이로 인해 제조되는 활성층 및 산란층은 더 많은 염료를 흡착할 수 있고, 광흡수량이 증가하며, 이에 따라 광전류밀도가 증가하여 연료감응 태양전지용 광전극으로 사용하는 경우, 연료전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다.As the porous layer for forming a porous active layer and the casting layer for forming a scattering layer have a thickness of several micrometers, the active layer and the scattering layer produced thereby can absorb more dyes and increase the light absorption amount. Accordingly, when the photocurrent density is increased to be used as a photoelectrode for a fuel-responsive solar cell, photoelectric conversion efficiency of the fuel cell is increased.
상기 활성층 형성용 주형층의 형성을 위한 콜로이드 코팅의 두께는, 상기 산란층 형성용 주형층의 형성을 위한 콜로이드 코팅의 두께보다 두꺼울 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The thickness of the colloid coating for forming the active layer-forming mold layer may be thicker than the thickness of the colloid coating for forming the scattering layer-forming mold layer, but is not limited thereto.
상기 산란층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자의 크기는 상기 활성층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자보다 크기가 큰 것을 사용하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The size of the polymer particles for forming the scattering layer-forming mold layer may be larger than that of the polymer particles for forming the active layer-forming mold layer, but the present invention is not limited thereto.
상기 활성층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자의 크기는 메조 크기를 갖는 것으로서, 상기 고분자 입자의 크기는 약 2 nm 내지 100 nm 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다The size of the polymer particle for forming the active layer-forming mold layer is a meso size, and the size of the polymer particle may be about 2 nm to 100 nm, but is not limited thereto
예를 들어, 상기 활성층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자의 크기는 약 2 nm 내지 약 100 nm, 약 2 nm 내지 약 90 nm, 약 2 nm 내지 약 80 nm, 약 2 nm 내지 약 70 nm, 약 2 nm 내지 약 60 nm, 약 2 nm 내지 약 50 nm, 약 2 nm 내지 약 40 nm, 약 2 nm 내지 약 30 nm, 약 10 nm 내지 약 100 nm, 약 20 nm 내지 약 100 nm, 약 30 nm 내지 약 100 nm, 약 40 nm 내지 약 100 nm, 또는 약 50 nm 내지 약 100 nm의 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the size of the polymer particles for forming the active layer-forming mold layer may be about 2 nm to about 100 nm, about 2 nm to about 90 nm, about 2 nm to about 80 nm, about 2 nm to about 70 nm From about 2 nm to about 100 nm, from about 2 nm to about 50 nm, from about 2 nm to about 40 nm, from about 2 nm to about 30 nm, from about 10 nm to about 100 nm, from about 20 nm to about 100 nm, From about 30 nm to about 100 nm, from about 40 nm to about 100 nm, or from about 50 nm to about 100 nm, but is not limited thereto.
상기 산란층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자의 크기는 매크로 크기를 갖는 것으로서, 고분자 입자의 크기는 약 100 nm 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The size of the polymer particle for forming the scattering layer-forming mold layer is macro sized, and the size of the polymer particle may be about 100 nm or more, but is not limited thereto.
예를 들어, 상기 산란층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자의 크기는, 약 100 nm 내지 약 10 ㎛, 약 200 nm 내지 약 10 ㎛, 약 300 nm 내지 약 10 ㎛, 약 400 nm 내지 약 10 ㎛, 약 500 nm 내지 약 10 ㎛, 또는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 크기를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the size of the polymer particles for forming the scattering layer-forming mold layer may be about 100 nm to about 10 탆, about 200 nm to about 10 탆, about 300 nm to about 10 탆, about 400 nm to about 10 mu m, from about 500 nm to about 10 mu m, or from about 1 mu m to about 10 mu m.
상기 활성층 형성용 주형층 형성을 위한 고분자 입자의 배열은 규칙적인 배열을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 활성층 형성용 주형층 형성을 위한 고분자 입자의 배열은 광결정 구조의 규칙적인 배열을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The arrangement of the polymer particles for forming the active layer-forming mold layer may have a regular arrangement, but is not limited thereto. The arrangement of the polymer particles for forming the active layer-forming mold layer may be a regular arrangement of the photonic crystal structure, but is not limited thereto.
상기 산란층 형성용 주형층 형성을 위한 고분자 입자의 배열은 규칙적인 배열을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 산란층 형성용 주형층 형성을 위한 고분자 입자의 배열은 광결정 구조의 규칙적인 배열을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The arrangement of the polymer particles for forming the scattering layer-forming mold layer may have a regular arrangement, but is not limited thereto. In addition, the arrangement of the polymer particles for forming the scattering layer-forming mold layer may have a regular arrangement of the photonic crystal structure, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 입자는 폴리스타이렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스타이렌/폴리디비닐벤젠, 폴리아미드, 폴리(부틸메타크릴레이트-디비닐벤젠), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present application, the polymeric particles are selected from the group consisting of polystyrene, polymethylmethacrylate, polystyrene / polydivinylbenzene, polyamide, poly (butyl methacrylate-divinylbenzene) , But is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이중층 주형에 전이금속 산화물을 충진하는 단계(S30)에 있어서, 상기 전이금속 산화물을 충진하는 것은 전이금속 산화물 전구체를 이용하여 원자층 증착법 또는 졸-겔 반응에 의하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, in filling the transition metal oxide with the transition metal oxide (S30), the transition metal oxide is filled by atomic layer deposition or sol-gel reaction using a transition metal oxide precursor But is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전이금속 산화물은 Ti, Cu, Zr, Fe, Zn, In, Ir, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Y, Sc, Sm, Ga, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것의 산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the transition metal oxide is selected from the group consisting of Ti, Cu, Zr, Fe, Zn, In, Ir, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Y, Sc, Sm, Ga, But are not limited to, oxides of oxides selected from the group consisting of combinations thereof.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이중층 주형을 제거하는 단계(S40)에 있어서, 상기 이중층 주형을 제거하는 것은 열분해에 의하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, in the step of removing the double-layered mold (S40), the removal of the double-layered mold may be performed by thermal decomposition, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이중층 주형을 제거하는 단계는 열분해에 의해서 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 전이금속 산화물을 충진하여 주형을 제조한 후, 약 400℃ 내지 600℃의 온도에서 가열하여 이중층 주형을 열 분해하여 제거함으로써 규칙적인 배열을 갖는 전이금속 산화물 광전극을 형성할 수 있다. 이 과정에서 전극의 부피수축을 동반하여, 템플릿으로 사용한 고분자보다 작은 크기의 기공의 전극을 제조할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
In one embodiment of the invention, the step of removing the bilayer mold may be performed by pyrolysis. Specifically, the transition metal oxide photoelectrode having a regular arrangement can be formed by thermally decomposing and removing the double-layer template by heating at a temperature of about 400 ° C to 600 ° C after preparing a mold by filling the transition metal oxide. In this process, an electrode having pores smaller in size than the polymer used as the template may be produced along with the volume shrinkage of the electrode, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 하기를 포함하는, 염료감응 태양전지를 제공한다:In one embodiment of the invention, there is provided a dye-sensitized solar cell comprising:
염료가 흡착된 제 1 항에 따른 광전극,The photoelectrode according to claim 1, wherein the dye is adsorbed,
상기 광전극에 대향되는 상대전극, 및A counter electrode opposed to the photoelectrode, and
상기 광전극 및 상기 상대 전극 사이에 위치하는 전해질.And an electrolyte located between the photoelectrode and the counter electrode.
본원의 일 구현예에 있어서, 제 1 측면에 의해 형성된 광전극 상에 감광성 염료를 추가로 포함할 수 있다. 본원의 일 구현예에 따른 상기 광전극은 비표면적을 증가시켜 염료의 흡착량을 증가시킴으로써, 염료감응 태양전지용 광전극으로 이용되었을 경우에 태양전지의 에너지 전환효율을 높이는데 기여한다. 예를 들어, 본원의 일 구현예에 있어서, 다공성 전이금속 산화물 구조체를 감광성 염료가 포함된 용액에 침지하여 감광성 염료를 상기 다공성 전이금속 산화물 구조체의 내부 및 외부 표면에 흡착시켜 코팅할 수 있다. 상기 감광성 염료는 당업계에 공지된 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 유로퓸(Eu), 납(Pb), 이리듐(Ir), 또는 루테늄(Ru)을 포함하는 금속의 복합체 형태의 염료를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 중에서, 루테늄(Ru)은 백금족에 속하는 원소로서 많은 유기 금속 복합체를 형성할 수 있어, 루테늄(Ru)을 포함하는 감광성 염료가 많이 사용된다. 예를 들어, Ru(etcbpy)2(NCS)2·CH3CN 타입이 많이 사용되고 있다. 여기에서 etc는 (COOEt)2 또는 (COOH)2를 의미한다. 또한, 유기 색소 등을 포함하는 염료가 사용될 수도 있는데, 이러한 유기 색소로는, 예를 들어, 리보플라빈(riboflavin), 트리페닐메탄(triphenylmethane), 쿠마린(coumarin), 포르피린(porphyrin), 크산틴(xanthene) 등이 있다. 이들은 단독으로, 또는 루테늄(Ru) 복합체와 혼합 사용하여 장파장의 가시광선 흡수를 개선함으로써 광전 변환 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 상기 감광성 염료에 광이 입사되어 흡수되면 광전자가 생성되고, 생성된 광전자는 상기 활성층을 형성하고 있는 전이금속 산화물 구조체를 통로로 하여 전도성 투명 기재로 전달된다.In one embodiment of the invention, the photosensitive dye may further comprise a photosensitive dye on the photoelectrode formed by the first aspect. The photoelectrode according to an embodiment of the present invention increases the specific surface area to increase the amount of dye adsorbed, thereby contributing to enhancement of energy conversion efficiency of the solar cell when used as a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell. For example, in one embodiment of the invention, the porous transition metal oxide structure may be immersed in a solution containing a photosensitive dye to adsorb the photosensitive dye on the inner and outer surfaces of the porous transition metal oxide structure. The photosensitive dyes may be selected from the group consisting of aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), europium (Eu), lead (Pb), iridium (Ir) , Or ruthenium (Ru), may be used, but the present invention is not limited thereto. Among them, ruthenium (Ru) can form many organometallic complexes as elements belonging to the platinum group, and many photosensitive dyes including ruthenium (Ru) are used. For example, Ru (etcbpy) 2 (NCS) 2 · CH 3 CN type is widely used. Here, etc means (COOEt) 2 or (COOH) 2 . Also, dyes including organic pigments may be used. Examples of such organic pigments include riboflavin, triphenylmethane, coumarin, porphyrin, xanthene, ). These can be used alone or in combination with a ruthenium (Ru) complex to improve the photoelectric conversion efficiency by improving the absorption of visible light of a long wavelength. When light is absorbed and absorbed in the photosensitive dye, photoelectrons are generated, and the generated photoelectrons are transferred to the conductive transparent substrate through the transition metal oxide structure forming the active layer.
이후, 적절한 염료를 포함하는 용액을 이용하여 상기 다공성 전이금속 산화물 구조체에 상기 염료를 흡착시켜 염료감응 태양전지용 광전극을 완성할 수 있다.Thereafter, the dye is adsorbed on the porous transition metal oxide structure using a solution containing an appropriate dye, thereby completing the photoelectrode for a dye-sensitized solar cell.
예를 들어, 상기 다공성 전이금속 산화물 구조체를 감광성 염료가 포함된 용액에 침지하여 감광성 염료를 상기 다공성 전이금속 산화물 구조체의 내부 및 외부 표면, 예를 들어, 기공 표면에 흡착시켜 코팅할 수 있다. 상기 감광성 염료는 당업계에 공지된 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 유로퓸(Eu), 납(Pb), 이리듐(Ir), 또는 루테늄(Ru)을 포함하는 금속의 복합체 형태의 염료를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 중에서, 루테늄(Ru)은 백금족에 속하는 원소로서 많은 유기 금속 복합체를 형성할 수 있어, 루테늄(Ru)을 포함하는 감광성 염료가 많이 사용된다. 예를 들어, Ru(etcbpy)2(NCS)2·CH3CN 타입이 많이 사용되고 있다. 여기에서 etc는 (COOEt)2 또는 (COOH)2로서 상기 다공성 전이금속 산화물 구조체 표면과 같은 다공질 막과 결합이 가능한 반응기이다. 또한, 유기 색소 등을 포함하는 염료가 사용될 수도 있는데, 이러한 유기 색소로는, 예를 들어, 리보플라빈(riboflavin), 트리페닐메탄(triphenylmethane), 쿠마린(coumarin), 포르피린(porphyrin), 크산틴(xanthene) 등이 있다. 이들은 단독으로, 또는 루테늄(Ru) 복합체와 혼합 사용하여 장파장의 가시광선 흡수를 개선함으로써 광전 변환 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 상기 감광성 염료에 광이 입사되어 흡수되면 광전자가 생성되고, 생성된 광전자는 상기 다공성 전이금속 산화물 구조체를 통로로 하여 전도성 투명 기재로 전달된다.
For example, the porous transition metal oxide structure may be immersed in a solution containing a photosensitive dye to adsorb the photosensitive dye on the inner and outer surfaces of the porous transition metal oxide structure, for example, a pore surface. The photosensitive dyes may be selected from the group consisting of aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), europium (Eu), lead (Pb), iridium (Ir) , Or ruthenium (Ru), may be used, but the present invention is not limited thereto. Among them, ruthenium (Ru) can form many organometallic complexes as elements belonging to the platinum group, and many photosensitive dyes including ruthenium (Ru) are used. For example, Ru (etcbpy) 2 (NCS) 2 · CH 3 CN type is widely used. Here, etc is a (COOEt) 2 or (COOH) 2 , which is capable of bonding with a porous film such as the surface of the porous transition metal oxide structure. Also, dyes including organic pigments may be used. Examples of such organic pigments include riboflavin, triphenylmethane, coumarin, porphyrin, xanthene, ). These can be used alone or in combination with a ruthenium (Ru) complex to improve the photoelectric conversion efficiency by improving the absorption of visible light of a long wavelength. When light is absorbed and absorbed in the photosensitive dye, photoelectrons are generated, and the generated photoelectrons are transferred to the conductive transparent substrate through the porous transition metal oxide structure.
이하, 본원의 일 구현예에 있어서, 염료감응 태양전지에 포함되는 반대전극에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the opposite electrode included in the dye-sensitized solar cell will be described in detail in one embodiment of the present invention.
상기 염료감응 태양전지의 구성요소 가운데, 상기 광전극의 반대 전극은 투명전도성 기재에 평행하게 배치되어 있으며, 유리 등의 기재에 투명전극이 형성되어 있고, 백금 층이 형성되어 있다.Among the components of the dye-sensitized solar cell, the opposite electrode of the photo-electrode is disposed in parallel to the transparent conductive substrate, and a transparent electrode is formed on a substrate such as glass and a platinum layer is formed.
상기 반대전극에 있어서 전도성 투명 기재는, 상기 광전극에 이용되는 전도성 투명 기재와 마찬가지로, 투명 기재 상에 전도성 투명 전극을 코팅 또는 증착하여 형성할 수 있다. 여기서, 상기 투명 기재로는 외부광의 입사가 가능하도록 투명성을 가지는 물질이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 유리 기재 또는 투명 고분자 기재를 사용할 수 있다. 상기 투명 고분자 기재의 재료로는, 예를 들어, 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 또는 이들의 공중합체 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이러한 투명 기재 상에 형성되는 상기 전도성 투명 전극은, 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 안티몬 틴 옥사이드(ATO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, SnO2-Sb2O3, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 금속 산화물을 포함하며, 예를 들어, 전도성, 투명성, 및 내열성이 우수한 산화주석(SnO2), 또는 비용 면에서 저렴한 인듐 틴 옥사이드(ITO)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 여기에서, 상기 전도성 투명 기재를 채용하는 이유는 태양광이 투과되어 내부로 입사될 수 있도록 하기 위함이다. 그리고, 본원을 설명하는 명세서에서 "투명"이라는 단어의 의미는, 소재의 광 투과율이 100% 인 경우뿐만 아니라 광 투과율이 높은 경우를 모두 포함한다.In the opposite electrode, the conductive transparent substrate may be formed by coating or vapor-depositing a conductive transparent electrode on the transparent substrate in the same manner as the conductive transparent substrate used for the photoelectrode. The transparent material may be any material having transparency so that external light can be incident thereon without any particular limitation. For example, a glass material or a transparent polymer material may be used. Examples of the material of the transparent polymer base material include polypropylene (PP), polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), triacetylcellulose ), Copolymers thereof, and the like, but the present invention is not limited thereto. In addition, such a transparent base material and the conductive transparent electrodes formed on the indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), antimony tin oxide (ATO), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2), ZnO-Ga 2 O 3 , ZnO-Al 2 O 3 , SnO 2 -Sb 2 O 3 , and mixtures thereof. For example, the conductive metal oxide may have conductivity, transparency, and heat resistance But are not limited to, good tin oxide (SnO 2 ), or inexpensive indium tin oxide (ITO). Here, the reason why the conductive transparent substrate is used is to allow the sunlight to pass through and be incident on the inside. Incidentally, the meaning of the word "transparent" in the description of the present invention includes not only the case where the light transmittance of the material is 100% but also the case where the light transmittance is high.
한편, 상기 반대전극에 포함되는 상기 전도층은 산화·환원 쌍(redox couple)을 활성화시키는 역할을 하는 것으로, 백금(Pt), 금(Au), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 탄소(C), 산화텅스텐(WO3), 이산화티타늄 (TiO2), 또는 전도성 고분자 등의 전도성 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 반대전극의 일면에 형성된 전도층은 반사율이 높을수록 효율이 우수하므로, 반사율이 높은 재료를 선택하는 것이 바람직하다.On the other hand, the conductive layer included in the opposite electrode serves to activate a redox couple, and may be formed of at least one selected from the group consisting of platinum (Pt), gold (Au), ruthenium (Ru), palladium (Pd) But are not limited to, conductive materials such as Rh, Ir, Os, C, WO 3 , TiO 2 , or conductive polymers. . The conductive layer formed on one surface of the opposite electrode has higher efficiency as the reflectivity is higher, so it is preferable to select a material having a high reflectivity.
이하, 본원의 일 구현예에 있어서, 염료감응 태양전지에 포함되는 전해질-함유층에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the electrolyte-containing layer included in the dye-sensitized solar cell will be described in more detail in one embodiment of the present invention.
상기 염료감응 태양전지의 구성요소 가운데, 상기 광전극과 상기 반대전극 사이에는 전해질을 포함하는 액체(전해액), 고체 고분자 전해질 또는 겔형 고분자 전해질을 주입하여 전해질-함유 층을 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 전해질은, 예를 들어, 요오드화물(iodide)을 포함하며, 산화·환원에 의해 상대전극으로부터 전자를 받아 전자를 잃었던 염료분자에게 받은 전자를 전달하는 역할을 수행한다. 상기 전해질은 광전극의 기공 내부로 균일하게 분산되어 있을 수 있다. 상기 전해질은 전해액으로 이루어질 수 있으며, 상기 전해액은 요오드화물(iodide)/삼요오드화물(triodide) 쌍으로서 산화·환원에 의해 반대전극으로부터 전자를 받아 염료분자에게 전달하는 역할을 수행하는 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전해질로서는 요오드(Iodine, I2)를 아세토니트릴(ACN)에 용해시킨 용액 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 홀 전도 기능이 있는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 전해질로서는 약 0.7 M 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 요오드화물(1-butyl-3-methylimidazolium iodide, BMII), 약 0.03 M 요오드(Iodine, I2), 약 0.1 M 구아니디움 티오시아네이트(Guanidium thiocyanate, GSCN), 및 약 0.5 M 4-tert-부틸피리딘(4-tert-buthylpyridine, 4-TBP)을 아세토니트릴(ACN)과 발레노니트릴(VN)의 혼합액(부피비 85:15)에 용해시켜 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Among the components of the dye-sensitized solar cell, an electrolyte-containing layer may be formed between the photoelectrode and the opposite electrode by injecting a liquid (electrolytic solution), a solid polymer electrolyte or a gel polymer electrolyte containing an electrolyte, It is not. The electrolyte includes, for example, iodide, and receives electrons from the counter electrode by oxidation and reduction, thereby transferring electrons received by the dye molecules that have lost electrons. The electrolyte may be uniformly dispersed in the pores of the photoelectrode. The electrolyte may be an electrolytic solution, and the electrolytic solution may include a substance acting as a pair of iodide / triiodide to receive electrons from the opposite electrode by oxidation and reduction and to transfer the electrons to the dye molecules But is not limited thereto. For example, as the electrolyte, a solution in which iodine (I 2 ) is dissolved in acetonitrile (ACN) may be used. However, it is not limited thereto, and any one having a hole conduction function can be used without any particular limitation. For example, the electrolyte may include about 0.7 M 1-butyl-3-methylimidazolium iodide (BMII), about 0.03 M iodine (I 2 ) A mixture of acetonitrile (ACN) and valenonitrile (VN) (having a volume ratio of 1: 1) was mixed with about 0.5 M 4-tert-butylpyridine (4-TBP), guanidium thiocyanate (GSCN) 85:15), but the present invention is not limited thereto.
상기 염료감응 태양전지에 포함되는 전해질의 누출을 방지하기 위하여, 상기 광전극과 상기 반대전극의 가장 자리에는 밀봉부가 형성될 수 있다. 상기 밀봉부는 열가소성 고분자물질을 포함하며, 열 또는 자외선에 의하여 경화될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적인 예로, 밀봉부는 에폭시 수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 밀봉부로서 수십 마이크로미터 두께의 고분자 필름을 광전극과 반대전극 사이에 끼워 넣어 간격을 유지할 수 있다.In order to prevent leakage of the electrolyte contained in the dye-sensitized solar cell, a sealing portion may be formed at the edge of the optical electrode and the opposite electrode. The sealing portion includes a thermoplastic polymer material and can be cured by heat or ultraviolet rays, but is not limited thereto. As a specific example, the seal may include, but is not limited to, an epoxy resin. For example, a polymer film with a thickness of several tens of micrometers may be sandwiched between the photoelectrode and the opposite electrode as a sealing portion to maintain the gap.
한편, 염료감응 태양전지에 사용될 수 있는 전해질은 그 성상에 따라 액체 전해질, 겔형 전해질, 및 고체 전해질로 구분될 수 있는데, 앞서 설명한 액체 전해질을 사용하여 태양전지를 제조할 경우 에너지 전환효율이 높아진다는 장점이 있지만, 액체 전해질에 포함된 용매가 외부 온도의 증가와 태양전지의 밀봉 상태에 따라 누출되거나 휘발됨으로써 태양전지의 수명이 낮아질 수 있다는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여, 염료감응 태양전지에서 사용되는 상기 전해질은 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the electrolyte that can be used for the dye-sensitized solar cell can be classified into a liquid electrolyte, a gel electrolyte, and a solid electrolyte depending on the characteristics thereof. When a solar cell is manufactured using the liquid electrolyte described above, However, there is a disadvantage that the life of the solar cell may be lowered because the solvent contained in the liquid electrolyte leaks or volatilizes depending on the increase of the external temperature and the sealing state of the solar cell. In order to solve these drawbacks, the electrolyte used in the dye-sensitized solar cell may include one selected from the group consisting of a solid polymer electrolyte, a gel polymer electrolyte, and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 겔형 전해질은, 예를 들어, 요오드계 산화/환원쌍(I3 -/I-); 저휘발성 유기 용매; 및 고분자 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The gel electrolyte is, for example, an iodine oxidation / reduction pair (I 3 - / I - ); Low volatile organic solvent; And polymeric materials, but are not limited thereto.
예를 들어, 상기 요오드계 산화/환원쌍을 형성하기 위한 요오드화염은, n-메틸이미다졸륨 요오드, n-에틸이미다졸륨 요오드, 1-벤질-2-메틸이미다졸륨 요오드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-프로필이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소프로필이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-부틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소부틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-s-부틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-펜틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소펜틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-헥실이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소헥실이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-엑틸이미다졸륨 요오드, 1,2-디메틸-3-프로필이미다졸륨 요오드, 1-에틸-3-이소프로필이미다졸륨 요오드, 1-프로필-3-프로필이미다졸륨 요오드, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the iodine flame for forming the iodine-based oxidation / reduction pair may be selected from the group consisting of n-methylimidazolium iodide, n-ethylimidazolium iodide, 1-benzyl-2-methylimidazolium iodide, Methylimidazolium iodide, 1-methyl-3-isopropylimidazolium iodide, 1-methyl-3-methylimidazolium iodide, Methylimidazolium iodide, 1-methyl-3-pentylimidazolium iodide, 1-methyl-3-isopropylimidazolium iodide, Methyl-3-heptyl imidazolium iodide, 1-methyl-3-heptyl imidazolium iodide, Ethyl-3-isopropyl imidazolium iodide, 1-propyl-3-propyl imidazolium iodide, and combinations thereof. , But is not limited thereto.
예를 들어, 상기 저휘발성 유기 용매는, 메톡시프로피오니트릴, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 감마-부티로락톤, 디메틸포름아미드, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the low-volatile organic solvent may be selected from the group consisting of methoxypropionitrile, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, gamma-butyrolactone, dimethylformamide, , But is not limited thereto.
예를 들어, 상기 고분자 물질은 액체 전해질을 겔화시킴으로써 겔형 전해질을 제조하기 위한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 고분자 물질은 전도성 고분자로서, 종래의 액체 전해질처럼 전자 전달이 가능한 것이며, 액체 전해질을 포함하는 염료감응 태양전지의 단점 중의 하나인 누액 및 휘발 문제를 해결할 수 있는 것이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 겔형 전해질에 포함되는 고분자 물질은, 폴리에틸렌옥시드(PEO), 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(PVdF-HFP), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the polymer material may be one for producing a gel electrolyte by gelling a liquid electrolyte, but is not limited thereto. For example, the polymer material is a conductive polymer, which is capable of electron transfer as a conventional liquid electrolyte, and is capable of solving leakage and volatilization, which is one of the disadvantages of a dye-sensitized solar cell including a liquid electrolyte. It is not. For example, the polymer material contained in the gel electrolyte may be selected from the group consisting of polyethylene oxide (PEO), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP), and combinations thereof , But is not limited thereto.
예를 들어, 상기 요오드계 산화/환원쌍을 형성하기 위한 요오드화염 및 상기 고분자 물질의 비는 중량% 기준으로 1:1 내지 1:3 인 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the ratio of the iodine flame and the polymeric material for forming the iodine-based oxidation / reduction pair may be 1: 1 to 1: 3 on a weight% basis, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 광전극과 백금이 도포된 전극 사이에는 전해질이 있으며, 또한 광전극의 기공 내부에도 위치한다. 전해질은 요오드계 산화-환원 쌍을 갖는 액체 전해질을 사용할 수 있다. 예를 들면 약 0.05 M 요오드화 리튬(Lithium iodide), 약 0.03 M 요오드(Iodine), 약 0.7 M 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 요오드화물(1-butyl-3-methylimidazolium iodide(BMII)), 약 0.1 M 구아니디움 티오시아네이트(guanidinium thiocyanate(GSCN)), 및 약 0.5 M 4-tert-부틸피리딘(4-tert-butylpyridine(TBP))를 아세토니트릴(Acetonitrile(ACN)) 및 발레로니트릴(Valeronitrile(VN))에 용해시킨 후 사용할 수 있으며, 전해질 용액이 새어 나오지 않도록 하기 위해 약 60㎛ 두께의 썰린(Surlyn)을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
In one embodiment of the invention, there is an electrolyte between the photoelectrode and the platinum coated electrode, and is also located inside the pores of the photoelectrode. The electrolyte may be a liquid electrolyte having an iodine-based oxidation-reduction pair. For example, about 0.05 M lithium iodide, about 0.03 M iodine, about 0.7 M 1-butyl-3-methylimidazolium iodide (BMII) About 0.5 M guanidinium thiocyanate (GSCN), and about 0.5 M 4-tert-butylpyridine (TBP) were mixed with acetonitrile (ACN) and valeronitrile (Valeronitrile (VN)). In order to prevent leakage of the electrolyte solution, Surlyn may be used in a thickness of about 60 탆, but the present invention is not limited thereto.
이하, 본원의 염료감응 태양전지에 대하여 실시예를 이용하여 좀 더 구체적으로 설명하지만, 본원이 이에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the dye-sensitized solar cell of the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
[[ 실시예Example ]]
본 실시예의 광전극은 이중층 구조의 역전오팔구조로 템플릿 방법을 이용하여 제조하였다. 구체적으로, 사염화티타늄(TiCl4) 차단층이 형성된 FTO glass(fluorine doped tin oxide) 상에 메조 크기를 갖는 폴리스타이렌 입자를 코팅하여 오팔구조의 활성층 형성용 주형층을 제조하였다. 또한, 산란층 형성용 주형층 제조를 위하여 상기 형성된 활성층 형성용 주형층 상단에 매크로 크기의 폴리스타이렌 입자 코팅함으로써 이중층 구조의 주형을 제조하였다. 이후, 상기 제조된 이중층 주형에 기체 상태의 이산화티타늄 전구체를 충진하였다. 마지막으로 상기 이중층 구조의 폴리스타이렌 주형을 열분해 하여 메조 크기의 기공을 갖는 활성층과 매크로 크기의 기공을 갖는 산란층을 포함한 이중층 구조의 역전오팔구조를 포함하는 전극을 제조하였다.The photoelectrode of this embodiment was fabricated using a template method with an inverted opal structure having a bilayer structure. Specifically, a polystyrene particle having a meso size was coated on a fluorine doped tin oxide (FTO) glass having a titanium tetrachloride (TiCl 4 ) barrier layer to prepare a mold layer for forming an active layer of an opal structure. Further, in order to prepare a casting layer for forming a scattering layer, macroscopically sized polystyrene particles were coated on the formed mold layer for forming the active layer to prepare a mold having a double layer structure. Thereafter, the prepared bilayer mold was filled with a titanium dioxide precursor in gaseous form. Finally, the double layered polystyrene template was pyrolyzed to prepare an electrode including a double layered inverted opal structure including an active layer having pores of meso size and a scattering layer having macro pores.
상기 투명 전도성 기재는 투명한 유리 기재 상에 전도성의 투명전극이 형성되어 있는 구조를 갖는다. 상기 투명 전도성 기재 상에는 이산화 티타늄(TiO2)으로 이루어진 차단층을 형성하였다. 상기 차단층은 상기 투명 전도성 기재를 약 0.1 M 사염화티타늄(TiCl4) 수용액에 약 70℃ 오븐 내 약 30 분 동안 담가 두는 과정을 통해 제조된다.The transparent conductive substrate has a structure in which a transparent transparent electrode is formed on a transparent glass substrate. On the transparent conductive substrate, a barrier layer made of titanium dioxide (TiO 2 ) was formed. The barrier layer is from about 0.1 M titanium tetrachloride to the transparent conductive substrate (TiCl 4) And immersing it in an aqueous solution at about 70 ° C for about 30 minutes in an oven.
상기 활성층 형성용 주형층의 형성은 상기 차단층이 형성된 투명 전도성 기재에 폴리스타이렌 콜로이드 용액을 약 8 ㎛ 두께로 코팅함으로써 제조하였다. 이후, 산란층 형성용 주형층의 형성은 형성된 상기 활성층 형성용 주형층 상단에 폴리스타이렌 콜로이드 용액을 약 7 ㎛ 두께로 코팅함으로써 제조하였다. 구체적으로는, 활성층 형성용 주형층 제조를 위해 약 99 nm의 크기 갖는 폴리스타이렌 고분자 입자를 사용하였고, 산란층 형성용 주형층 제조를 위해서는 약 260 nm 크기를 갖는 폴리스타이렌 고분자 입자를 사용하였다.Formation of the active layer-forming mold layer was performed by coating a polystyrene colloid solution to a thickness of about 8 탆 on a transparent conductive substrate having the barrier layer formed thereon. Thereafter, the formation of the scattering layer-forming mold layer was carried out by coating a polystyrene colloid solution to a thickness of about 7 탆 on the formed mold layer for forming the active layer. Specifically, polystyrene polymer particles having a size of about 99 nm were used for the production of a mold layer for forming an active layer, and polystyrene polymer particles having a size of about 260 nm were used for preparing a casting layer for forming a scattering layer.
광전극의 형성은 제조된 상기 오팔구조의 이중층 주형에 이산화티타늄 전구체를 이용하여 원자층 증착 방식을 이용하여 이산화티타늄을 증착함으로써 제조하였다. 본 실시예에서는 이산화티타늄 전구체로서 사염화티타늄(TiCl4)과 물(H2O)을 사용하였고, 약 80℃의 온도에서 열처리 과정을 통해 상기 전구체를 이산화티타늄으로 전환 시켰다.The formation of the photoelectrode was performed by depositing titanium dioxide using atomic layer deposition method using a titanium dioxide precursor for the double layer template of the prepared opal structure. In this embodiment, titanium tetrachloride (TiCl 4 ) and water (H 2 O) were used as the titanium dioxide precursor, and the precursor was converted into titanium dioxide through heat treatment at a temperature of about 80 ° C.
이산화티타늄으로 충진된 상기 주형층을 제조한 후, 약 500℃의 온도에서 가열 소성 공정을 약 2시간 동안 실시하여 상기 주형층을 열분해 하여 제거함으로써 역전오팔구조를 갖는 이산화티타늄(TiO2) 광전극을 형성하였다. 이 과정은 전극의 부피 수축을 동반하므로, 템플릿으로 사용한 상기 약 99 nm의 폴리스타이렌보다 작은 메조 크기의 기공을 갖는 활성층 및 상기 약 260 nm의 폴리스타이렌보다 작은 매크로 크기의 기공을 갖는 산란층을 포함하는 이중층을 포함하는 광전극이 제조되었다.After the above-mentioned mold layer filled with titanium dioxide was prepared, the mold was heated and fired at a temperature of about 500 ° C for about 2 hours to thermally decompose and remove the template layer. Thus, a titanium dioxide (TiO 2 ) . This process is accompanied by the volume shrinkage of the electrode, so that the active layer having pores of meso-size smaller than the polystyrene of about 99 nm used as a template and the scattering layer having macro-sized pores smaller than the polystyrene of about 260 nm, Was prepared.
도 2는, 본 실시예에 있어서, 규칙적 배열의 매크로 크기의 기공을 함유하는 오팔구조의 기공층을 포함하는 산란층과, 규칙적 배열의 메조 크기의 기공을 함유하는 오팔구조의 기공층을 포함하는 활성층을 갖는, 이중층 구조를 포함하는 염료감응 태양전지용 광전극의 전자현미경 사진이다.Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the present invention, in which a scattering layer comprising a pore layer of an opal structure containing macroscopic pores of a regular arrangement and a pore layer of an opal structure containing mesoscale pores of
도 3은, 본 실시예에 있어서, 도 2의 이중층 경계면을 고배율로 촬영한 전자현미경 사진이다.Fig. 3 is an electron microscope photograph taken at a high magnification in the bilayer interface in Fig. 2 in this embodiment.
상기 광전극을 이루는 이산화티타늄 표면에 흡착되어 있는 염료분자로는 루테늄 또는 쿠마린계 염료분자 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 구체적으로 본 실시예에서는 루테늄계 염료분자인 N719 염료를 사용하였다. N719를 무수 에탄올에 분산시켜 약 0.5 mM의 농도로 맞추어 광전극을 약 24시간 동안 담가 염료를 흡착시켰다.As the dye molecules adsorbed on the titanium dioxide surface constituting the photoelectrode, any one of ruthenium or coumarin dye molecules may be used. Specifically, in this embodiment, a ruthenium-based dye molecule, N719 dye, was used. N719 was dispersed in anhydrous ethanol, and the dye was adsorbed by immersing the photoelectrode for about 24 hours at a concentration of about 0.5 mM.
광전극의 반대전극은 투명 전도성 기재에 평행하게 배치되어 있으며, 유리 등의 기재에 투명전극이 형성되어 있고, 백금 층이 형성되어 있다. 백금 층의 형성은 구체적으로, 염화백금산(H2PtCl6)용액을 투명 전도성 기재에 바르고 약 45℃의 가열판에 놓아서 용매를 기화시킴으로써 형성된다. 이후, 약 450℃의 온도에서 약 30 분 동안의 추가 열처리를 통해 투명 전도성 기재에 백금 층을 형성하였다.The opposite electrode of the photoelectrode is arranged parallel to the transparent conductive substrate, and a transparent electrode is formed on a substrate such as glass, and a platinum layer is formed. Formation of the platinum layer is specifically formed by vaporizing the solvent by applying a chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 ) solution onto a transparent conductive substrate and placing on a heating plate at about 45 ° C. Thereafter, a platinum layer was formed on the transparent conductive substrate by further heat treatment at a temperature of about 450 DEG C for about 30 minutes.
광전극과 백금이 도포된 전극 사이에는 전해질이 있으며, 또한 광전극의 기공 내부에도 위치한다. 전해질은 요오드계 산화-환원 쌍을 갖는 액체 전해질을 사용하였다. 예를 들면, 본 실시예에서는 약 0.05 M 요오드화 리튬(Lithium iodide), 약 0.03 M 요오드(Iodine), 약 0.7 M 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 요오드화물(1-butyl-3-methylimidazolium iodide(BMII)), 약 0.1M 구아니딘 티오시아네이트(guanidinium thiocyanate(GSCN)), 및 약 0.5 M 4-tert-부틸피리딘(4-tert-butylpyridine(TBP))을 아세토니트릴(Acetonitrile(ACN)) 및 발레로니트릴(Valeronitrile(VN))에 용해시킨 후 사용하였으며, 전해질 용액이 새어 나오지 않도록 하기 위해 약 60 ㎛ 두께의 썰린(Surlyn)을 사용하였다.There is an electrolyte between the photoelectrode and the platinum coated electrode, and is also located inside the pores of the photoelectrode. The electrolyte used was a liquid electrolyte having an iodine-based oxidation-reduction pair. For example, in this example, about 0.05 M lithium iodide, about 0.03 M iodine, about 0.7 M 1-butyl-3-methylimidazolium iodide (BMII), about 0.1 M guanidinium thiocyanate (GSCN), and about 0.5 M 4-tert-butylpyridine (TBP) were dissolved in acetonitrile (ACN) Valeronitrile (VN) was used to dissolve the electrolyte solution. Surlyn, about 60 ㎛ thick, was used to prevent the electrolyte solution from leaking out.
상기 실시예에 따라 제조된 염료감응 태양전지를 AM 1.5, 100 mW/cm²조건에서 전류밀도(Jsc), 전압(Voc), 충진계수(FF) 및 에너지 변환효율(EFF.)값을 측정하였다. 여기에서 광전극은 규칙적 배열의 메조 크기 기공을 갖는 활성층과 특정 파장 영역의 빛을 산란시키는 매크로 크기의 기공을 갖는 산란층으로 구성된 역전오팔구조이다. 도 4는 각각 단일층 또는 이중층을 갖는 염료감응 태양전지의 I-V 특성 그래프이다. 도 4에서 나타낸 바와 같이, 활성층 및 산란층의 이중층을 포함하는 광전극을 갖는 염료감응 태양전지는, 단일층을 포함하는 광전극을 갖는 염료감응 태양전지에 비해 높은 전류밀도 특성을 나타내었다. 또한, 도 5는 각각 단일층 또는 이중층을 갖는 염료감응 태양전지의 파장별 광전변환 효율을 나타내는 그래프이다. 도 5에서 나타낸 바와 같이 이중층 구조를 이루는 경우, 단일층 구조를 이루는 염료감응 태양전지에 비해 전 파장대에서 광전변환 효율이 높은 것을 확인할 수 있으며, 특히 산란층의 기공크기에 따라 600 nm 내지 700 nm의 범위에서 현저한 광전효율의 증가가 이루어졌음을 알 수 있다.
The current density (Jsc), the voltage (Voc), the filling factor (FF) and the energy conversion efficiency (EFF) of the dye-sensitized solar cell fabricated according to the above example were measured under conditions of AM 1.5 and 100 mW / Here, the photoelectrode is an inverted opal structure composed of an active layer having regularly arranged meso-sized pores and a scattering layer having macro-sized pores for scattering light of a specific wavelength region. 4 is a graph of IV characteristics of a dye-sensitized solar cell having a single layer or a double layer, respectively. As shown in FIG. 4, the dye-sensitized solar cell having a photo electrode including a double layer of an active layer and a scattering layer exhibited a higher current density characteristic than a dye-sensitized solar cell having a photo electrode including a single layer. 5 is a graph showing the photoelectric conversion efficiency of each dye-sensitized solar cell having a single layer or a double layer according to wavelengths. As shown in FIG. 5, in the case of the double layer structure, the photoelectric conversion efficiency is high at the entire wavelength range as compared with the dye-sensitized solar cell having a single-layer structure. Particularly, according to the pore size of the scattering layer, Lt; RTI ID = 0.0 > photovoltaic < / RTI >
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.
It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .
10: 전도성 투명 기재
20: 차단층
30: 활성층
40: 산란층10: Conductive transparent substrate
20:
30:
40: scattering layer
Claims (13)
상기 차단층 상에 형성된 다공성 활성층 및 상기 활성층 상에 형성된 다공성 산란층을 함유하는 이중층
을 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극.A barrier layer formed on the conductive transparent substrate; And
A porous layer formed on the barrier layer and a porous scattering layer formed on the active layer,
Wherein the photoelectrode for a dye-sensitized solar cell comprises:
상기 다공성 활성층과 다공성 산란층 각각은 광결정 구조를 갖는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극.The method according to claim 1,
Wherein each of the porous active layer and the porous scattering layer has a photonic crystal structure.
상기 활성층은 규칙적으로 배열된 메조 크기의 기공을 포함하고, 상기 산란층은 규칙적으로 배열된 매크로 크기의 기공을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극.The method according to claim 1,
Wherein the active layer comprises regularly arranged meso sized pores and the scattered layer comprises regularly arranged macroscopic sized pores.
상기 산란층의 기공은 상기 활성층의 기공보다 크기가 큰 것인, 염료감응 태양전지용 광전극.The method according to claim 1,
Wherein the pores of the scattering layer are larger in size than the pores of the active layer.
상기 차단층 상에 활성층 형성용 주형층을 형성하고, 상기 활성층 형성용 주형층에 산란층 형성용 주형층을 형성하여 이중층 주형을 형성하는 단계;
상기 이중층 주형에 전이금속 산화물을 충진하는 단계; 및
상기 이중층 주형을 제거하는 단계
를 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법.Forming a blocking layer on the conductive transparent substrate;
Forming a mold layer for forming an active layer on the barrier layer and forming a mold layer for forming a scattering layer in the mold layer for forming an active layer to form a double layer mold;
Filling the double layer mold with a transition metal oxide; And
Removing the bilayer mold
Wherein the photoelectrode for the dye-sensitized solar cell comprises:
상기 차단층은 증착, 전기분해 또는 습식법에 의하여 제조되는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the barrier layer is formed by vapor deposition, electrolysis or wet process.
상기 활성층 형성용 주형층은 메조 크기의 고분자 입자를 코팅하여 형성되는 것이고, 상기 산란층 형성용 주형층은 매크로 크기의 고분자 입자를 코팅하여 제조되는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the active layer forming mold layer is formed by coating meso-sized polymer particles, and the scattering layer forming mold layer is formed by coating macro-sized polymer particles.
상기 산란층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자는 상기 활성층 형성용 주형층을 형성하기 위한 고분자 입자보다 크기가 큰 것을 사용하는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the polymer particles for forming the scattering layer-forming mold layer are larger in size than the polymer particles for forming the active layer-forming mold layer.
상기 고분자 입자는 폴리스타이렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스타이렌/폴리디비닐벤젠, 폴리아미드, 폴리(부틸메타크릴레이트-디비닐벤젠), 또는 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the polymeric particle comprises one selected from the group consisting of polystyrene, polymethylmethacrylate, polystyrene / polydivinylbenzene, polyamide, poly (butyl methacrylate-divinylbenzene), or combinations thereof. A method for manufacturing a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell.
상기 전이금속 산화물을 충진하는 것은 전이금속 산화물 전구체를 이용하여 원자층 증착법에 의하여 수행되는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the filling of the transition metal oxide is performed by an atomic layer deposition method using a transition metal oxide precursor.
상기 전이금속 산화물은 Ti, Cu, Zr, Fe, Zn, In, Ir, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Y, Sc, Sm, Ga, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것의 산화물인 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법. 6. The method of claim 5,
Wherein the transition metal oxide is selected from the group consisting of Ti, Cu, Zr, Fe, Zn, In, Ir, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Y, Sc, Sm, Ga, Wherein the second electrode is an oxide.
상기 이중층 주형을 제거하는 것은 열분해에 의하여 수행되는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the removal of the double-layer mold is performed by pyrolysis.
상기 광전극에 대향되는 상대전극, 및
상기 광전극 및 상기 상대 전극 사이에 위치하는 전해질을 포함하는,
염료감응 태양전지.
The photoelectrode according to claim 1, wherein the dye is adsorbed,
A counter electrode opposed to the photoelectrode, and
And an electrolyte positioned between the photoelectrode and the counter electrode.
Dye - sensitized solar cell.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140065692A KR101601965B1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140065692A KR101601965B1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150137590A true KR20150137590A (en) | 2015-12-09 |
| KR101601965B1 KR101601965B1 (en) | 2016-03-09 |
Family
ID=54873503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140065692A KR101601965B1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101601965B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024005233A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 한국과학기술원 | Hybrid photoelectrode and photoelectric device comprising same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100927212B1 (en) * | 2007-07-24 | 2009-11-16 | 한국과학기술연구원 | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell containing hollow sphere metal oxide nanoparticles and method for manufacturing same |
| KR20110086269A (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | 서강대학교산학협력단 | Preparing method of photoelectrode and dye-sensitized solar cell having photoelectrode prepared by the same |
| KR101140784B1 (en) * | 2010-01-25 | 2012-05-03 | 한국과학기술연구원 | Preparation method of dye-sensitized solar cell module including scattering layers |
| KR101253563B1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | 서강대학교산학협력단 | Dye-sensitized solar cell including scattering layer containing colloid crystal, and preparing method of the same |
-
2014
- 2014-05-30 KR KR1020140065692A patent/KR101601965B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100927212B1 (en) * | 2007-07-24 | 2009-11-16 | 한국과학기술연구원 | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell containing hollow sphere metal oxide nanoparticles and method for manufacturing same |
| KR20110086269A (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | 서강대학교산학협력단 | Preparing method of photoelectrode and dye-sensitized solar cell having photoelectrode prepared by the same |
| KR101140784B1 (en) * | 2010-01-25 | 2012-05-03 | 한국과학기술연구원 | Preparation method of dye-sensitized solar cell module including scattering layers |
| KR101253563B1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | 서강대학교산학협력단 | Dye-sensitized solar cell including scattering layer containing colloid crystal, and preparing method of the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024005233A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 한국과학기술원 | Hybrid photoelectrode and photoelectric device comprising same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101601965B1 (en) | 2016-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101177399B1 (en) | Photoelectrode, preparing method of the same, and dye-sensitized solar cell having the same | |
| JP4963165B2 (en) | Dye-sensitized solar cell and dye-sensitized solar cell module | |
| KR101312335B1 (en) | Hierarchical porous transition metal oxide structure, preparing method of the same, photoelectrode including the same, and dye-sensitized solar cell including the photoelectrode | |
| KR101172361B1 (en) | Manufacturing method of photo electrode for dye-sensitized solar cell | |
| KR101085100B1 (en) | Preparing method of photoelectrode and dye-sensitized solar cell having photoelectrode prepared by the same | |
| KR101253563B1 (en) | Dye-sensitized solar cell including scattering layer containing colloid crystal, and preparing method of the same | |
| KR101458444B1 (en) | Porous transition metal oxide structure, preparing method of the same, photoelectrode including the same, and dye-sensitized solar cell including the photoelectrode | |
| KR101274948B1 (en) | Porous transition metal oxide structure, preparing method of the same, photoelectrode including the same, and dye-sensitized solar cell including the photoelectrode | |
| KR20120001896A (en) | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, preparing method of the same, and dye-sensitized solar cell having the same | |
| Dominici et al. | Dye solar cells: basic and photon management strategies | |
| KR101058081B1 (en) | Method for manufacturing photoelectrode using optical interference lithography and dye-sensitized solar cell comprising photoelectrode | |
| KR101665637B1 (en) | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, preparing method of the same, and dye-sensitized solar cell having the same | |
| JP2004134298A (en) | Manufacturing method of dye-sensitized solar cell, and dye-sensitized solar cell | |
| KR101601965B1 (en) | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same | |
| KR101429695B1 (en) | High efficiency dye-sensitized solar cells comprising 3-D photonic crystal structure, and the preparation method thereof | |
| KR101617173B1 (en) | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same | |
| KR101451114B1 (en) | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, preparing method of the same, and dye-sensitized solar cell including the same | |
| KR101800849B1 (en) | Scattering layer for dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same | |
| KR101363593B1 (en) | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, preparing method of the same, and dye-sensitized solar cell including the same | |
| KR101364446B1 (en) | Photoelectrode for dye-sensitized solar cell, preparing method of the same, and dye-sensitized solar cell including the same | |
| Gagliardi et al. | Experimental determination of the light-trapping-induced absorption enhancement factor in DSSC photoanodes | |
| KR101522920B1 (en) | Metal oxide-containing porous structure, preparing method of the same, photoelectrode including the same, and dye-sensitized solar cell including the photoelectrode | |
| KR101359440B1 (en) | Dye-sensitized solar cell, and preparing method of the same | |
| KR101625451B1 (en) | Blocking layer for dye-sensitized solar cell photoelectrode and preparing method of the same | |
| KR101773554B1 (en) | Tin oxide-titanium oxide core-shell composite and preparing method of the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190107 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200304 Year of fee payment: 5 |