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광 변환 효율을 개선할 수 있는 벌크 이종접합형 태양전지의 제조 방법 및 이에 따른 벌크 이종접합형 태양전지

  • 기술번호 : KST2014040142
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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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 발명에 따라서 벌크 이종접합형 태양전지가 제공되는데, 이 태양전지는 기판과; 상기 기판 상에 형성되고, 광활성층에서 생성되는 정공이 이동하여 오는 양극층과; 상기 양극층 상에 형성되어, 광활성층으로부터 비롯되는 전자와 정공이 재결합하는 것을 방지하는 제1 재결합 방지층과; 상기 재결합 방지층 상에 형성되어, 전자와 정공을 생성하는 광활성층과; 상기 광활성층 상에 형성되고, 광활성층으로부터 비롯되는 전자와 정공이 재결합하는 것을 방지하는 제2 재결합 방지층과; 광활성층에서 생성되는 전자가 이동하여 오는 음극층을 포함하고, 상기 광활성층은 그 층을 구성하는 이종물질 중 p-type의 물질이 상기 제1 재결합 방지층 상에 선택적으로 석출되어, 상기 광활성층 내에서 p-type의 물질과 n-type의 물질이 선택적으로 상분리되어 있는 것을 특징으로 한다.
Int. CL H01L 31/18 (2014.01) H01L 31/072 (2014.01) H01L 31/04 (2014.01)
CPC H01L 51/4253(2013.01) H01L 51/4253(2013.01)
출원번호/일자 1020110023157 (2011.03.16)
출원인 연세대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1175178-0000 (2012.08.13)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20120820) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2011.03.16)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 백홍구 대한민국 서울특별시 강남구
2 정운룡 대한민국 서울특별시 서대문구
3 명재민 대한민국 경기 고양시 일산동구
4 오진영 대한민국 서울특별시 서대문구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김승욱 대한민국 서울특별시 서초구 강남대로 ***, ***호(서초동, 두산베어스텔)(아이피마스터특허법률사무소)
2 이채형 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 **길 ** (대치동 동구빌딩 *층) Neo국제특허법률사무소

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 서울특별시 서대문구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2011.03.16 수리 (Accepted) 1-1-2011-0189956-15
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2011.12.15 수리 (Accepted) 4-1-2011-5252006-10
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.12.19 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2012.01.17 수리 (Accepted) 9-1-2012-0005586-54
5 등록결정서
Decision to grant		 2012.05.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0296194-00
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2013-5062749-37
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.06.24 수리 (Accepted) 4-1-2013-5088566-87
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.09.25 수리 (Accepted) 4-1-2014-5114224-78
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
기판과;상기 기판 상에 형성되고, 광활성층에서 생성되는 정공이 이동하여 오는 양극층과;상기 양극층 상에 형성되어, 광활성층으로부터 비롯되는 전자와 정공이 재결합하는 것을 방지하는 제1 재결합 방지층과;상기 재결합 방지층 상에 형성되어, 전자와 정공을 생성하는 광활성층과;상기 광활성층 상에 형성되고, 광활성층으로부터 비롯되는 전자와 정공이 재결합하는 것을 방지하는 제2 재결합 방지층과;광활성층에서 생성되는 전자가 이동하여 오는 음극층을 포함하고,상기 광활성층은 그 층을 구성하는 이종물질 중 p-type의 물질이 상기 제1 재결합 방지층 상에 선택적으로 석출되어, 상기 광활성층 내에서 p-type의 물질과 n-type의 물질이 선택적으로 상분리되어 있는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지
2 2
청구항 1에 있어서, 상기 광활성층은 그 층을 구성하는 이종 물질 중 p-type의 물질이 상기 제1 재결합 방지층과의 계면에 집중적으로 분포되고, n-type의 물질은 상기 제2 재결합 방지층과의 계면에 분포되는 수직 조성 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지
3 3
청구항 2에 있어서, 상기 제1 재결합 방지층의 계면에 선택적으로 석출되어 집중 분포되는 p-type의 물질은 상기 n-type의 물질의 이동을 제한하여, n-type 물질의 클러스터 크기를 억제하는 것을 특징으로 하는 이종 접합형 태양전지
4 4
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광활성층은 poly(3-hexylthiophene)(P3HT) 및 [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지
5 5
청구항 4에 있어서, 상기 제1 재결합 방지층은 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Poly(styrenesulfonate))으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지
6 6
(a) 기판을 준비하는 단계와;(b) 상기 기판 위에 광활성층에서 생성되는 정공이 이동하여 오는 양극층을 형성하는 단계와;(c) 광활성층으로부터 비롯되는 전자와 정공이 재결합하는 것을 방지하는 제1 재결합 방지층을 상기 양극층 상에 형성하는 단계와;(d) 상기 제1 재결합 방지층이 형성된 기판을 10℃ 미만의 저온 상태로 만드는 단계와;(e) 상기 저온 상태 하에서, 상기 제1 재결합 방지층 상에 전자와 정공을 생성하는 광활성층을 생성하는 단계와;(f) 상기 광활성층 상에 상기 광활성층으로부터 비롯되는 전자와 정공이 재결합하는 것을 방지하는 제2 재결합 방지층을 형성하는 단계와;(g) 상기 제2 재결합 방지층 상에 상기 광활성층으로부터 생성되는 전자가 이동하여 오는 음극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지의 제조 방법
7 7
청구항 6에 있어서, 상기 (d) 단계에 있어서, 상기 기판을 0℃ ~ -40℃ 범위의 저온 상태로 만드는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지의 제조 방법
8 8
청구항 6에 있어서, 상기 (d) 단계에 있어서, 상기 기판을 액체 질소를 이용하여 상기 저온 상태로 만드는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지의 제조 방법
9 9
청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (e) 단계에 있어서, 상기 광활성층을 스핀 코팅 프로세스에 의해 형성하며, 이때 형성되는 광활성층은 상온 분위기에서 형성한 것과 비교하여 더 큰 결정성을 갖는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지의 제조 방법
10 10
청구항 9에 있어서, 상기 (e) 단계에 있어서, 상기 광활성층을 스핀 코팅 프로세스에 따라 형성할 때, 상기 광활성층을 구성하는 이종물질 중 p-type의 물질이 상기 제1 재결합 방지층 상에 선택적으로 석출되어, 상기 광활성층 내에서 p-type의 물질과 n-type의 물질이 선택적으로 상분리되는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지의 제조 방법
11 11
청구항 10에 있어서, 상기 (e) 단계에 있어서, 상기 광활성층을 스핀 코팅 프로세스에 따라 형성할 때, 상기 광활성층을 구성하는 이종 물질 중 p-type의 물질이 상기 제1 재결합 방지층과의 계면에 집중적으로 분포되고, n-type의 물질은 상기 제2 재결합 방지층과의 계면에 분포되는 수직 조성 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지의 제조 방법
12 12
청구항 11에 있어서, 상기 제1 재결합 방지층과의 계면에 집중 분포되는 p-type의 물질은 상기 n-type의 물질의 이동을 제한하여, n-type 물질의 클러스터 크기를 억제하는 것을 특징으로 하는 이종 접합형 태양전지의 제조 방법
13 13
청구항 10에 있어서, 상기 광활성층은 poly(3-hexylthiophene)(P3HT) 및 [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지의 제조 방법
14 14
청구항 13에 있어서, 상기 제1 재결합 방지층은 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Poly(styrenesulfonate))으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지의 제조 방법
15 15
투명 양극층이 형성된 기판과;상기 양극층 상에 형성되어, 광활성층으로부터 비롯되는 전자와 정공이 재결합하는 것을 방지하는 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Poly(styrenesulfonate))으로 이루어지는 제1 재결합 방지층과;상기 제1 재결합 방지층 상에 형성되어, 전자와 정공을 생성하는 광활성층으로서, 양극성을 띠는 p-type 물질인 poly(3-hexylthiophene)(P3HT) 및 음극성을 띠는 n-type 물질인 [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)으로 이루어지는 광활성층과;상기 광활성층 상에 형성되고, 광활성층으로부터 비롯되는 전자와 정공이 재결합하는 것을 방지하는 제2 재결합 방지층과;광활성층에서 생성되는 전자가 이동하여 오는 음극층을 포함하고,상기 광활성층은 그 층을 구성하는 이종물질 중 상기 P3HT가 상기 PEDOT:PSS 상에 선택적으로 석출되어, 상기 광활성층 내에서 P3HT와 PCBM이 상분리되어, P3HT가 상기 PEDOT:PSS 상에 집중 분포되고, 상기 PCBM은 상기 제2 재결합 방지층 쪽으로 분포되는 수직 조성 구조를 형성하는 광 변환 효율 개선 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 벌크 이종접합형 태양전지
16 16
청구항 15에 있어서, 상기 PEDOT:PSS와의 계면에 선택적으로 석출되어 집중 분포되는 P3HT는 상기 PCBM 물질의 이동을 제한하여, PCBM의 응집을 억제하여, 그 클러스터 크기를 제한하는 것을 특징으로 하는 이종 접합형 태양전지
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
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2 과학기술부 연세대학교 산학협력단 미래유망 융합기술 파이오니어 사업(Pioneer Research Program) 양자점 태양전지용 나노복합소재 원천기술 개발