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전기방사된 고분자 나노섬유와 분사된 금속나노입자로 이루어진 유무기 하이브리드 복합체를 포함하는 광전극과 그 제조방법, 및 이를 이용한 염료감응 태양전지

  • 기술번호 : KST2014036384
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 염료감응 태양전지용 나노입자 금속산화물-고분자 복합체를 포함하는 광전극과 그 제조방법 및 이를 이용한 염료감응 태양전지에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상기 광전극의 제조방법은 저온에서 전기방사법과 스프레이법을 동시에 적용하여 나노입자 금속산화물-고분자 나노섬유의 복합체를 포함하는 다공성 나노입자 금속산화물층을 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면 나노입자층과 기판과의 접착력을 증대시키고, 나노입자층에 적절한 기공을 형성시킬 수 있으며, 특히 플라스틱 기판과 같은 유연기판에 적용시 벤딩 특성이 우수하고 내구성을 가지는 플렉서블 염료감응 태양전지에 적용하기에 효과적이다. 태양전지, 염료감응, 고분자, 금속나노입자산화물, 플렉서블, 유연기판, 복합전극, 컴포짓, 전기방사, 스프레이, 분사법, 벤딩
Int. CL H01L 31/04 (2014.01)
CPC H01G 9/2027(2013.01) H01G 9/2027(2013.01) H01G 9/2027(2013.01)
출원번호/일자 1020090010309 (2009.02.09)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자 10-1032791-0000 (2011.04.26)
공개번호/일자 10-2010-0091035 (2010.08.18) 문서열기
공고번호/일자 (20110506) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2009.02.09)
심사청구항수 23

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 고민재 대한민국 서울 성북구
2 김경곤 대한민국 서울 성북구
3 박남규 대한민국 서울 양천구
4 리위롱 중국 서울 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 유미특허법인 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, 서림빌딩 **층 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2009.02.09 수리 (Accepted) 1-1-2009-0079365-92
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2009.12.15 수리 (Accepted) 4-1-2009-5247056-16
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2010.03.04 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2010.04.16 수리 (Accepted) 9-1-2010-0025169-17
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2010.10.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0467560-05
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2010.11.15 수리 (Accepted) 1-1-2010-0743243-97
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2010.11.15 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2010-0743244-32
8 등록결정서
Decision to grant		 2011.04.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0208460-19
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.19 수리 (Accepted) 4-1-2014-5022002-69
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
(a) 전도성 기판 위에, 고분자 용액의 전기방사와 동시에 나노입자 금속산화물의 콜로이드 용액을 스프레이 분사하고, (b) 상기 (a)의 전도성 기판 위에 고분자 용액의 전기방사와 동시에 나노입자 금속산화물의 콜로이드 용액을 스프레이 분사한 기판을 25 내지 150℃의 온도에서 열처리하여 나노입자 금속산화물-고분자나노섬유의 복합체를 포함하는 다공성 나노입자 금속산화물층을 형성하는 단계 를 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
2 2
제1항에 있어서, 상기 고분자 용액은 전압이 인가되는 전기방사장치가 연결설치된 분사장치의 노즐을 통해 기판으로 분사되는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
3 3
제2항에 있어서, 상기 전압은 5 내지 30 kV의 범위로 인가되는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
4 4
제2항에 있어서, 상기 기판과 분사장치의 노즐과의 거리는 5 내지 20 cm를 유지하는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
5 5
제1항에 있어서, 상기 고분자 용액의 방사속도는 10 내지 300 ul/분인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
6 6
제1항에 있어서, 상기 고분자 용액은 중량평균분자량 5000 내지 5,000,000 g/mol의 고분자를 포함하는 5 내지 30 중량%의 고분자 용액을 사용하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
7 7
제1항에 있어서, 상기 나노입자 금속산화물의 콜로이드 용액은 전도성 기판과 분사장치의 노즐과의 거리를 5 내지 20 cm를 유지하여 분사하는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
8 8
제1항에 있어서, 상기 나노입자 금속산화물의 콜로이드 용액의 분사속도는 10 내지 300 ul/분인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
9 9
제1항에 있어서, 상기 나노입자 금속산화물의 콜로이드 용액은 용매 100 중량부에 대해 5 내지 20 중량부의 나노입자 금속산화물을 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
10 10
제1항에 있어서, 상기 방법은, (b)단계 이후에, 나노입자 금속산화물-고분자의 복합체를 포함하는 다공성 나노입자 금속산화물층 위에 블록킹층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
11 11
제 10항에 있어서, 상기 블록킹층은 바인더프리 금속산화물 나노입자를 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
12 12
제1항에 있어서, 상기 방법은 (b)단계 이후에, 다공성 나노입자 금속산화물층을 형성한 광전극에 가압 프레스를 이용하여 압력을 가하는 단계를 더 포함하는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
13 13
제1항에 있어서, 상기 고분자 용액은 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리에틸렌글리콜, 키토산, 키틴, 폴리아크릴아마이드, 폴리아크릴산, 에틸셀룰로오스, 폴리하이드록시에틸메타크릴산, 폴리메틸메타크릴레이트, 셀룰로오스, 폴리사카라이드, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리디메틸실록산을 포함하는 실리콘 함유 고분자, 이소프렌, 부타디엔계 고무 및 그 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자를 포함하는 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
14 14
제1항에 있어서, 상기 나노입자 금속산화물의 콜로이드 용액은 타이타늄(Ti)산화물, 지르코늄(Zr)산화물, 스트론튬(Sr)산화물, 징크(Zn)산화물, 인듐(In)산화물, 란타넘(La)산화물, 바나듐(V)산화물, 몰리브데넘(Mo)산화물, 텅스텐(W)산화물, 틴(Sn)산화물, 나이오븀(Nb)산화물, 마그네슘(Mg)산화물, 알루미늄(Al)산화물, 이트늄(Y)산화물, 스칸듐(Sc)산화물, 사마륨(Sm)산화물, 갈륨(Ga)산화물, 및 스트론튬타이타늄(SrTi) 산화물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 1-400nm의 금속산화물을 포함하는, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
15 15
제1항에 있어서, 상기 방법은 다공성 나노입자 금속산화물층을 갖는 기판을 감광성 염료 및 가시광을 흡수하는 물질을 포함하는 용액에 침지하여 염료를 흡착하는 단계를 더 포함하는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
16 16
제1항에 있어서, 상기 전도성 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 및 트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택된 투명 플라스틱 기판; 유리 기판; 또는 금속박막을 사용하는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
17 17
제1항에 있어서, 상기 전도성 기판은 어느 일면에 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3), 및 SnO2-Sb2O3로 이루어진 군에서 선택된 전도성 필름이 더 코팅되어 있는 것인, 염료감응 태양전지용 광전극의 제조방법
18 18
전도성 기판, 및 상기 전도성 기판의 일면에 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되며, 전도성 기판의 일면에 형성된 망상구조의 나노입자 금속산화물-고분자나노섬유의 복합체를 포함하는 다공성 나노입자 금속산화물층을 포함하는 광전극으로서, 상기 복합체는 구형, 막대형, 링, 판상 또는 서로 연결된 연속체(bicontinuous structure)로 이루어진 금속산화물과 고분자나노섬유를 포함하는 하이브리드 구조인, 염료감응 태양전지용 광전극
19 19
제18항에 있어서, 상기 광전극은 직경이 7mm 인 벤딩테스트기를 이용한 1000회 벤딩 테스트 후의 초기효율 대비 광전변환 효율 감소율(%)이 15% 이하인 것인, 염료감응 태양전지용 광전극
20 20
제18항에 따른 광전극; 상기 광전극에 서로 마주보며 대향 배치된 전도성 투명기판을 포함하는 상대전극; 및 상기 광전극과 상대전극 사이의 공간에 충진하는 전해질 을 포함하는, 염료감응 태양전지
21 21
제20항에 있어서, 상기 전해질이 요오드를 함유하는 액체 전해질인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지
22 22
제20항에 있어서, 상기 전해질이 폴리비닐리덴플로라이드-co-폴리헥사플루오르프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리알킬아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 고분자를 함유하는 고분자 겔 전해질인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지
23 23
제20항에 있어서, 상기 전해질이 실리카 및 TiO2 나노입자로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기입자를 함유하는 고분자 겔 전해질인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 교육과학기술부 한국과학기술연구원 21세기프론티어연구개발사업 나노소재기술개발사업단 나노전극기반 플라스틱 태양전지 개발