KR20170083992A - 염료감응형 태양 전지 - Google Patents
염료감응형 태양 전지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170083992A KR20170083992A KR1020170087376A KR20170087376A KR20170083992A KR 20170083992 A KR20170083992 A KR 20170083992A KR 1020170087376 A KR1020170087376 A KR 1020170087376A KR 20170087376 A KR20170087376 A KR 20170087376A KR 20170083992 A KR20170083992 A KR 20170083992A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- dye
- electrode
- substrate
- solar cell
- sensitized solar
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 11
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 33
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 13
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 6
- 238000005034 decoration Methods 0.000 claims description 6
- 238000004049 embossing Methods 0.000 claims description 4
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- QVZNQFNKKMMPFH-UHFFFAOYSA-N chromium niobium Chemical compound [Cr].[Nb] QVZNQFNKKMMPFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 abstract description 22
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 1
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000005315 stained glass Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2022—Light-sensitive devices characterized by he counter electrode
-
- 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
태양 전지의 활용도를 높이기 위해 태양 전지에 사용되는 재료, 물질 구성 및 새로운 환경에 응용가능하게 하는 염료감응형 태양 전지는 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 전해질; 상기 하부 기판의 상부 상에 형성되는 하부 전극; 상기 상부 기판의 하부 상에 형성되는 상부 전극; 상기 하부 전극 상에 형성되는 상대 전극 및 상기 상대 전극 상부에 형성되며, 그 표면에 염료 흡착되는 전이 금속을 포함하며, 상기 전이 금속은 니오븀(Nb) 또는 지르코늄(Zr)의 나노 입자를 포함한다.
Description
본 발명은 염료감응형 태양 전지(DSSC: Dye-sensitized Solar Cell)에 관한 것으로 특히, 태양 전지의 활용도를 높이기 위해 태양 전지에 사용되는 재료, 물질 구성 및 새로운 환경에 응용가능하게 하는 염료감응형 태양 전지에 관한 것이다.
최근, 온실 가스 배출 관련 교토협약으로 인해 에너지 수입 의존도가 높은 나라들은 미래의 에너지와 환경 문제를 극복할 수 있는 신재생 에너지 개발 및 상용화가 절실한 상황이다. 미래 신재생 에너지 중 무한한 태양 빛을 에너지원으로 하는 환경친화적인 태양 전지의 중요성이 부각되고 있다.
현재까지 다양한 종류의 태양 전지가 개발되어 있으며, 이 중 상용화되어 가장 널리 사용되는 것이 실리콘계 태양전지이다. 그러나, 실리콘계 태양 전지는 대형의 고가 제조 장비, 실리콘 원료 가격 및 설치 장소의 한계로 인해 실질적인 대체 에너지원으로 경제성이 미진한 실정이다.
태양 전지의 대규모 상용화를 위해서는, 태양 전지를 고효율화하거나 아니면, 저가화해야 한다. 고효율화는 비록 전지의 가격은 높지만 효율을 크게 높여 발전 단가를 줄이는 방법으로 실리콘과 화합물 반도체를 이용한 태양전지가 이에 해당된다. 저가화는 비록 효율이 낮더라도 전지의 제조 단가를 낮춰 초기 설치 투자비 부담을 줄이는 방향으로 광합성 원리를 이용한 염료감응형 태양전지(Dye-sensitized solar cell)와 유기 반도체 태양전지가 있다.
광전기화학형 염료감응형 태양전지는 스위스의 Gratzel 교수가 1991년 비교적 값이 싼 TiO2 반도체 박막에 광감응제로 Ru(Ⅱ) 계열의 착화합물을 흡착시켜 개발하였다. 실리콘을 대체할 태양 전지로서 상용화에 가장 근접한 염료감응형 태양전지는 기존의 태양 전지에 비해 광전효율이 약 10%로 다소 낮은 수준이나, 저가의 제조 설비 및 공정 기술로 인해 발전 단가를 실리콘계의 1/5까지 낮출 수 있고, 유연한(flexible) 기판에 투명 태양 전지로 응용 가능한 장점으로 인해 세계적으로 집중적인 연구가 행해지고 있다.
따라서, 각 국가의 연구소들은 차세대 태양 전지로 각광받고 있는 염료감응형 태양 전지의 재료 및 소자 기술에 대한 다양한 연구를 보다 밀도 있게 진행하고 있다.
이에 본 발명은 상술한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 염료감응형 태양 전지의 활용도를 높일 수 있으며, 그 자재, 설치 공간 및 편의성 등 그 활용이 다양한 염료감응형 태양 전지를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 염료감응형 태양 전지는, 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 전해질; 상기 하부 기판의 상부에 형성되는 하부 전극; 상기 상부 기판의 하부에 형성되는 상부 전극; 상기 하부 전극 상부에 형성되는 상대 전극 및 상기 상부 전극 하부에 전이 금속이 다공성으로 형성되며 그 표면에 염료가 흡착되되, 상기 전이 금속은 니오븀(Nb), 크롬(Cr) 또는 지르코늄(Zr)의 나노 입자인 것을 특징으로 한다.
실시 예에 따라서는, 상기 상/하부 기판은 이산화탄소 고분자, 세라믹, 플라스틱, PPE(poly aryleneethylene), 폴리프로필렌 및 스테인글라스을 사용하여 형성할 수 있다. 바람직하게는, 스테인글라스를 표현일 때를 제외하고 상기 상/하부 기판의 하부 또는 상/하부 표면에 엠보싱으로 장식이 가능하다. 상 또는 하부 기판으로 탄소 나노튜브 강화 플라스틱을 사용할 수 있다. 자동차, 전지 카트, 기차, 자건거, 모터 싸이클, 보트, 요트, 배 또는 비행기의 표면으로 사용할 시 PPE (poly aryleneethylene)를 사용하여, 표면의 보호가 가능하다.
실시 예에 따라서는, 상기 상부 전극은 ITO 필름을 사용하여 형성하며, 상기 상 또는 하부 기판으로 유리를 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 전이 금속으로는 지르코늄, 금 및 백금 중 둘 이상의 나노입자들을 혼합하여 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 염료를 부착시키기 위해 상대전극 금속 또는 다공성막에 E-Painting, 붓 또는 펜으로 그릴 수 있다.
실시 예에 따라서는, 자개, 조개, 나무, 금속, 합금 금속, 돌, 도자기(세라믹) 등이 코팅이 되어 삽입되어 장식이 가능하며, 양면 장식을 특징으로 한다.
실시 예에 따라서는, UV 코팅의 상 또는 하부 기판에 탈 부착이 가능하다.
실시 예에 따라서는, 상부 또는 하부 기판에 실크 프린팅, E-Painting 또는 그라비아 인쇄를 장식을 위해 사용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 염료감응형 태양 전지의 활용도를 높일 수 있으며, 그 자재, 설치 공간 및 편의성 등 그 활용이 다양한 염료감응형 태양 전지를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 염료감응형 태양 전지의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전이 금속 및 전이 금속에 포함된 장식이 양쪽으로 보이기 위해 양면을 가짐을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전이 금속 및 전이 금속에 포함된 장식이 양쪽으로 보이기 위해 양면을 가짐을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시 예들은 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 예컨대, 본 명세서에서 어떤 기판 또는 막이 다른 기판 또는 막의 "상부에 형성"라고 기재된 경우, 상기 기판이 상기 다른 막 또는 기판의 위에 직접 존재할 수도 있고, 그 사이에 제 3의 다른 막이 개재될 수도 있다. 첨부 도면에서, 기판들 및 영역들의 두께 및 크기는 이해의 용이성을 위해 과장된 것일 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부도면에 도시된 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 염료감응형 태양 전지의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연료감응형 태양 전지는 하부 기판(190), 상부 기판(110), 상부 전극(120), 하부 전극(130), 전해질, 전이 금속(140), 상대 전극(160), 염료(170), 엠보싱(150) 및 실링 및 패키징(180)을 포함한다.
상기 전해질은 상기 하부 기판(190)과 상기 상부 기판(110) 사이에 개재된다. 상기 전해질은 바람직하게는 용액 형태일 수 있다. 상기 전해질 용액은 태양 광 흡수에 의해 산화된 상기 염료(170)에 전자를 공급하여 산화된 염료를 환원시킨다. 상기 전해질 용액은 염화나트륨, 황산, 염산, 수산화나트륨, 또는 질산나트륨일 수 있다.
상기 하부 전극(130)은 상기 하부 기판(190) 상에 형성되며, 상기 상부 전극(120)은 상기 상부 기판(110)의 하부 상에 형성된다. 바람직하게는 상기 상부 기판(110)은 태양 광을 투과할 수 있도록 투명하다.
상기 상대 전극(160)은 상기 하부 전극(160) 상에 형성되어, 상기 전해질 용액을 통해 환원용 전자를 상기 염료(170)에 제공한다.
상기 전이 금속(140)은 상기 상부 전극(120) 하부에 다공성으로 형성되며, 그 표면에 염료가 흡착된다. 상기 전이 금속(140)는 본 발명에 따라, 니오븀(Nb), 크롬(Cr) 또는 지르코늄(Zr)의 나노 입자가 이용된다. 실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속(160)으로는 백금, 팔라듐, 금 및 은 중 하나 또는 둘 이상의 나노입자들의 혼합으로 형성될 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 금(Au)/은(Ag)과 탄탈륨(Ta)/티타늄(Ti)/지르코늄(Zr)과 니오븀 합금을 사용할 수 있다.
또한 실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 철(Fe)/아연(Zn)과 지르코늄/지르코늄과 니오븀 합금을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 백금(Pt)/팔라듐(Pd)과 크롬(Cr)/지르코늄(Zr)의 합금을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 백금(Pt)/로듐(Rd)과 지르코늄 (Zr)/티타늄(Ti)의 합금을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 코발트(Co)/금(Au)/은(Ag)의 합금과 크롬(Cr)/지르코늄(Zr)/티타늄(Ti)을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 아연(Zn)과 크롬(Cr)과 크롬의 합금을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 코발트/금/은/백금/팔라듐/니켈/구리/아연/철의 합금과 이트륨(Y)을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 이리듐(Ir)과 지르코늄/니오븀/크롬의 합금을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 아연/코발트와 크롬/지르코늄/티타늄의 합금을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상대 전극 금속 (160)과 전이 금속(140)은 골드/코발트와 지르코늄/지르코늄과 니오븀 합금/탄탈륨의 합금을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 전이 금속(140)은 은/코발트와 크롬/지르코늄/지르코늄과 니오븀(Nb)의 합금을 사용할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 상기 상부 기판(110) 또는 하부 기판(190)은 이산화탄소 고분자를 포함한다. 또한, 실시 예에 따라서는, 상기 하부 기판(190)은 세라믹을 사용하여 형성한다. 또한, 다른 실시 예에서, 상기 상부 기판(110) 또는 하부 기판(190)으로는 플라스틱이 사용될 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 상부 기판(110) 또는 하부 기판(190)은 폴리프로필렌이 사용될 수 있다.
또한, 실시 예에 따라서는, 상기 상부 기판(110) 또는 하부 기판(190)의 하부 또는 상부 표면에 엠보싱(150)이 형성될 수 있으며, 상기 상부 전극(120)은 ITO 필름으로 형성할 수 있으며, 상기 상부 기판(110) 또는 하부 기판(190)은 유리를 사용하여 형성할 수 있다.
상부 전극(120)으로 단일벽 탄소 나노 튜브 필름을 사용하는 것을 더 포함하는 구성을 가질 수 있다.
상부 기판(110) 또는 하부 기판(190)으로 탄소나노튜브 강화 플라스틱을 사용하여 자동차, 전기 카트, 자전거, 모터사이클, 기차, 요트, 보트, 배 또는 비행기에 적용할 수 있으며, 표면 처리에 PPE (poly aryleneethylene)를 더 포함하는 구성을 가질 수 있다. 가전 제품 또는 전자 제품의 표면 대입하여 활용될 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 선이나 면으로 형태를 이룬 상대 전극 금속(200)위나 장식(210) 위에 백금, 팔라듐, 금 또는 은의 나노(220)를 포함하여 전기 발생률을 높이는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 금속, 합금 금속, 자개, 나무, 조개, 돌, 세라믹 또는 유리 장식을 삽입시킬 수 있으며, 그 장식이 양면(320)인 것을 특징으로 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상대 전극 금속이나 상/하부 기판의 내외부에 엠보싱 장식을 가질 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 스테인 글라스 효과로 장식할 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 상부 또는 하부 기판에 실크 프린팅 또는 그라비아 인쇄를 장식을 위해 사용할 수 있다.
염료 부착을 위해 다공성 막(필름)이나 상대 전극 금속에 E-Painting, 붓 또는 펜으로 그려서 부착할 수 있다.
또한 하부 기판에 E-Painting으로 장식이 가능하다.
상부 또는 하부 기판에 UV 코팅이 되거나 UV 코팅이된 코팅지를 탈부착하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Claims (7)
- 염료감응 태양 전지에 있어서,
하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 전해질;
상기 하부 기판의 상부 상에 형성되는 하부 전극;
상기 상부 기판의 하부 상에 형성되는 상부 전극;
상기 상부 전극과 하부의 상대 전극 사이에 제 3의 막이 있으며,
상기 제 3막을 중심으로 상부 전극 상에 염료와 크롬(Cr), 지르코늄(Zr),
니오브(Nb) 또는 탄탈륨(Ta) 나노 입자와
상기 제 3막을 중심으로 하부 전극 상에 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 골드(Au),
은(Ag), 아연(Zn), 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 나노 입자로 구성되는 것을
특징으로 하고
하부 또는 상부 기판의 하부 또는 상부 및 상대 전극 금속 표면은
엠보싱 처리를 하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양 전지. - 염료감응 태양 전지에 있어서,
하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 전해질;
상기 하부 기판의 상부 상에 형성되는 하부 전극;
상기 상부 기판의 하부 상에 형성되는 상부 전극;
상기 상부 전극과 하부의 상대 전극 사이에 제 3의 막이 있으며,
상기 제 3막을 중심으로 상부 전극 상에 염료와 크롬(Cr), 지르코늄(Zr),
니오브(Nb) 또는 탄탈륨(Ta) 나노 입자와
상기 제 3막을 중심으로 하부 전극 상에 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 골드(Au),
은(Ag), 아연(Zn) 또는 구리(Cu) 나노 입자로 구성되는 것을 특징하고
상부 또는 하부 기판에 장식을 위해 E-Painting, 스핀코팅
또는 그라비아 인쇄를 하는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양 전지. - 염료감응 태양 전지에 있어서,
하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 전해질;
상기 하부 기판의 상부 상에 형성되는 하부 전극;
상기 상부 기판의 하부 상에 형성되는 상부 전극;
상기 상부 전극과 하부의 상대 전극 사이에 제 3의 막이 있으며,
상기 제 3막을 중심으로 상부 전극 상에 염료와 크롬(Cr), 지르코늄(Zr),
니오브(Nb) 또는 탄탈륨(Ta) 나노 입자와
상기 제 3막을 중심으로 하부 전극 상에 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 골드(Au),
은(Ag), 아연(Zn), 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 나노 입자로 구성되는 것을
특징으로 하고
상대 전극 금속은 선 또는 면 형태를 가지는 것을 특징으로 하는
염료감응 태양 전지. - 염료감응 태양 전지에 있어서,
하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 전해질;
상기 하부 기판의 상부 상에 형성되는 하부 전극;
상기 상부 기판의 하부 상에 형성되는 상부 전극;
상기 상부 전극과 하부의 상대 전극 사이에 제 3의 막이 있으며,
상기 제 3막을 중심으로 상부 전극 상에 염료와 크롬(Cr), 지르코늄(Zr),
니오브(Nb) 또는 탄탈륨(Ta) 나노 입자와
상기 제 3막을 중심으로 하부 전극 상에 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 골드(Au),
은(Ag), 아연(Zn) 또는 구리(Cu) 나노 입자로 구성되는 것을 특징하고
자개 장식, 나무 장식, 조개, 돌 장식, 세라믹 장식 내지 유리 장식이
코팅되어 포함이 되는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양 전지. - 염료감응 태양 전지에 있어서,
하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 전해질;
상기 하부 기판의 상부 상에 형성되는 하부 전극;
상기 상부 기판의 하부 상에 형성되는 상부 전극;
상기 상부 전극과 하부의 상대 전극 사이에 제 3의 막이 있으며,
상기 제 3막을 중심으로 상부 전극 상에 염료와 크롬(Cr), 지르코늄(Zr),
니오브(Nb) 또는 탄탈륨(Ta) 나노 입자와
상기 제 3막을 중심으로 하부 전극 상에 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 골드(Au),
은(Ag), 아연(Zn) 또는 구리(Cu) 나노 입자로 구성되는 것을 특징하고
상부 또는 하부 기판에 스테인 글라스로 장식할 수 있는 것을
특징으로 하는 염료감응 태양 전지. - 청구항 3에 있어서,
상기 하부 전극 상에 형성되는 상대 전극의 장식이 양면인 것을
특징으로 하는 염료감응 태양 전지. - 염료감응 태양 전지에 있어서,
하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 전해질;
상기 하부 기판의 상부 상에 형성되는 하부 전극;
상기 상부 기판의 하부 상에 형성되는 상부 전극;
상기 상부 전극과 하부의 상대 전극 사이에 제 3의 막이 있으며,
상기 제 3막을 중심으로 상부 전극 상에 염료와 크롬(Cr), 지르코늄(Zr),
니오브(Nb) 또는 탄탈륨(Ta) 나노 입자와
상기 제 3막을 중심으로 하부 전극 상에 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 골드(Au),
은(Ag), 아연(Zn) 또는 구리(Cu) 나노 입자로 구성되는 것을 특징하고
하부 전극 상에 형성되는 상대 전극 금속에 염료를 부착하기 위해서
E-Painting, 붓 또는 펜으로 그리는 것을
특징으로 하는 염료감응 태양 전지.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170087376A KR20170083992A (ko) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | 염료감응형 태양 전지 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170087376A KR20170083992A (ko) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | 염료감응형 태양 전지 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090104013A Division KR20110047402A (ko) | 2009-10-30 | 2009-10-30 | 염료감응형 태양 전지 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170083992A true KR20170083992A (ko) | 2017-07-19 |
Family
ID=59427510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170087376A KR20170083992A (ko) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | 염료감응형 태양 전지 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20170083992A (ko) |
-
2017
- 2017-07-10 KR KR1020170087376A patent/KR20170083992A/ko not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liang et al. | A review on gC 3 N 4 incorporated with organics for enhanced photocatalytic water splitting | |
Yoon et al. | NH2-MIL-125 (Ti)/TiO2 nanorod heterojunction photoanodes for efficient photoelectrochemical water splitting | |
Guo et al. | Recent development of transparent conducting oxide‐free flexible thin‐film solar cells | |
Hao et al. | Recent advances in alternative cathode materials for iodine-free dye-sensitized solar cells | |
Ou et al. | Surface-supported metal–organic framework thin-film-derived transparent CoS1. 097@ N-doped carbon film as an efficient counter electrode for bifacial dye-sensitized solar cells | |
Ju et al. | Fully blossomed WO3/BiVO4 structure obtained via active facet engineering of patterned FTO for highly efficient Water splitting | |
Bang et al. | Advances in protective layer-coating on metal nanowires with enhanced stability and their applications | |
Zhu et al. | Anthocyanin-sensitized solar cells using carbon nanotube films as counter electrodes | |
Hsu et al. | Photoresponse and stability improvement of ZnO nanorod array thin film as a single layer of photoelectrode for photoelectrochemical water splitting | |
CN109004048A (zh) | 一种铯铅溴无机钙钛矿量子点薄膜的制备方法及基于其的光伏器件 | |
Bai et al. | Fabrication of Zn-MOF decorated BiVO4 photoanode for water splitting | |
CN109037398A (zh) | 一种铯锡碘薄膜的制备方法及基于其的光伏器件 | |
CN104447820A (zh) | 一种水溶性双层三明治型Ce金属卟啉配合物及其在微接触印刷技术中的应用 | |
CN106410032A (zh) | 一种金属网格石墨烯复合电极柔性钙钛矿太阳能电池及制备 | |
CN108796532A (zh) | 氧化镍—氧化亚铜同质结光电阴极及其制备方法和在光催化中的应用 | |
CN110368968B (zh) | NiFe-LDH/Ti3C2/Bi2WO6纳米片阵列及制法和应用 | |
Liu et al. | Recoverable Flexible Perovskite Solar Cells for Next‐Generation Portable Power Sources | |
Xu et al. | Polythiophene-sensitized TiO 2 nanotube arrays for photo-generated cathodic protection of 304 stainless steel | |
Shinde et al. | 2D alignment of zinc oxide@ ZIF8 nanocrystals for photoelectrochemical water splitting | |
CN106252516B (zh) | 一种平面倒置半透明有机/无机杂化钙钛矿太阳电池器件及制备方法 | |
CN104979098A (zh) | 染料敏化太阳能电池的对电极及其制备方法和应用 | |
JP6783998B2 (ja) | 有機−無機複合太陽電池用積層体の製造方法および有機−無機複合太陽電池の製造方法 | |
KR20170083992A (ko) | 염료감응형 태양 전지 | |
CN102751105B (zh) | 一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法 | |
CN109755395A (zh) | 一种应用风刀涂布制备有机聚合物薄膜太阳能电池的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |