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이온성 고분자를 이용한 염료감응형 태양전지의 광전극 및 이의 제조방법

  • 기술번호 : KST2014052051
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요약 본 발명은 이온성 고분자를 이용한 염료감응형 태양전지의 광전극 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 기판 상부에 코팅된 투명전극; 상기 투명전극 상부에 구비되는 이온성 고분자 박막; 및 상기 이온성 고분자 박막 상부에 구비되고, 광감응 염료가 흡착된 다공성 금속산화물 전극층을 포함하는 염료감응형 태양전지의 광전극을 제공한다. 본 발명에 따른 이온성 고분자를 이용한 염료감응형 태양전지의 광전극 및 이의 제조방법은 다공성 금속산화물 전극층과 투명전극 사이에 이온성 고분자 박막을 형성시킴으로써, 다공성 금속산화물 전극층과 투명전극의 접착력을 향상시키고, 이에 따라 염료감응형 태양전지의 광전극을 150 ℃ 이하의 저온에서 형성시키더라도 다공성 금속산화물 전극층과 투명전극의 접착을 유지할 수 있다. 또한, 다공성 금속산화물 전극층과 투명전극의 접착력이 향상됨에 따라 개방전압 및 충진계수를 증가시킬 수 있으며, 전자전달의 효율성을 향상시켜 광전류밀도를 증대시킴으로써 우수한 광전변환 효율을 나타낼 수 있다. 나아가, 자기조립법으로 형성된 이온성 고분자 박막은 1~50 nm 나노미터의 두께로서, 터널링 효과로 인해 전자전달이 방해받지 않으며, 투명전극과 전해질의 직접적인 접촉을 차단하여 전자의 역반응(back reaction)을 방지할 수 있다.
Int. CL H01L 31/18 (2014.01) H01L 31/04 (2014.01) H01L 31/0224 (2014.01)
CPC H01G 9/2018(2013.01) H01G 9/2018(2013.01) H01G 9/2018(2013.01)
출원번호/일자 1020110069074 (2011.07.12)
출원인 인하대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1289790-0000 (2013.07.19)
공개번호/일자 10-2013-0008368 (2013.01.22) 문서열기
공고번호/일자 (20130726) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2011.07.12)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 인하대학교 산학협력단 대한민국 인천광역시 미추홀구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이완인 대한민국 서울특별시 영등포구
2 김경하 대한민국 경기도 용인시 기흥구
3 문정훈 대한민국 인천광역시 남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이원희 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, 성지하이츠빌딩*차 ***호 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 인하대학교 산학협력단 인천광역시 미추홀구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2011.07.12 수리 (Accepted) 1-1-2011-0534997-81
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2012.05.14 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2012.06.25 수리 (Accepted) 9-1-2012-0051104-95
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2012.07.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0410371-27
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2012.09.17 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2012-0749916-14
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)
2012.09.17 수리 (Accepted) 1-1-2012-0749915-79
7 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2013.01.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0057394-75
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2013.03.15 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0227285-48
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2013.03.15 수리 (Accepted) 1-1-2013-0227282-12
10 등록결정서
Decision to grant
2013.07.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0491613-48
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.07.22 수리 (Accepted) 4-1-2015-5098802-16
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2016.09.05 수리 (Accepted) 4-1-2016-5127132-49
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2018.03.02 수리 (Accepted) 4-1-2018-5036549-31
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2018.12.27 수리 (Accepted) 4-1-2018-5266647-91
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번호 청구항
1 1
유연기판 상부에 코팅된 투명전극;상기 투명전극 상부에 구비되는 비전도성인 이온성 고분자 박막; 및상기 이온성 고분자 박막 상부에 구비되고, 광감응 염료가 흡착된 다공성 금속산화물 전극층을 포함하는 염료감응형 태양전지의 광전극
2 2
제1항에 있어서, 상기 유연기판은 PET(Poly Ethylene Terephalate), PEN(Poly Ethylene Naphthelate), PC(Poly Carbonate), PP(Poly Propylene), PI(Poly Imide) 및 TAC(Tri Acetyl Cellulose)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종의 플라스틱 기판인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극
3 3
제1항에 있어서, 상기 비전도성인 이온성 고분자 박막의 두께는 1 내지 50 nm인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극
4 4
제1항에 있어서, 상기 이온성 고분자 박막은 비전도성인 양이온성 고분자 및 비전도성인 음이온성 고분자를 자기조립(self assembly)시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극
5 5
제4항에 있어서, 상기 비전도성인 양이온성 고분자는 폴리아릴아민 하이드로클로라이드(poly-allyamine hydrochloride, PAH), 폴리아크릴아미드(Polyacrylamide), 폴리부틸피리디늄(Poly-N-n-butyl pyridinium), PARG(poly-L-arginine) 및 PLL(poly-L-lysine)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 고분자인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극
6 6
제4항에 있어서, 상기 비전도성인 음이온성 고분자는 폴리(소디움 4-스티렌 설포네이트)(Poly(sodium 4-styrene sulfonate), PSS), 폴리-4-스티렌설폰산(poly-4-styrene sulfonic acid
7 7
제1항에 있어서, 상기 비전도성인 이온성 고분자 박막은 비전도성인 이온성 고분자와 금속산화물 나노입자를 자기조립(self assembly)시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극
8 8
제7항에 있어서, 상기 금속산화물은 티타늄(Ti) 산화물, 지르코늄(Zr) 산화물, 텅스텐(W) 산화물, 주석(Sn) 산화물, 나이오븀(Nb) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 세륨(Ce) 산화물, 스트론튬 티탄(SrTi) 산화물, 란탄(La) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물 및 알루미늄(Al) 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 산화물인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극
9 9
제7항에 있어서, 상기 금속산화물 나노입자의 평균입경은 1 내지 30 nm인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극
10 10
제1항에 있어서, 상기 다공성 금속산화물 전극층은 티탄산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극
11 11
투명전극 상부에 비전도성인 이온성 고분자 박막을 형성시키는 단계(단계 1); 상기 단계 1에서 형성된 이온성 고분자 박막 상부로 다공성 금속산화물 전극층을 형성시키는 단계(단계 2); 상기 단계 2에서 형성된 다공성 금속산화물 전극층을 저온열처리하는 단계(단계 3); 및 상기 단계 3에서 열처리된 다공성 금속산화물 전극층으로 염료를 흡착시키는 단계(단계 4)를 포함하는 제1항에 따른 이온성 고분자를 이용한 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법
12 12
제11항에 있어서, 상기 단계 1의 이온성 고분자 박막은 비전도성인 양이온성 고분자와 비전도성인 음이온성 고분자를 각각 코팅한 후 자기조립시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 이온성 고분자를 이용한 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법
13 13
제11항에 있어서, 상기 단계 1의 이온성 고분자 박막은 비전도성인 이온성 고분자와 금속산화물 나노입자를 자기조립시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 이온성 고분자를 이용한 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법
14 14
제11항에 있어서, 상기 단계 2의 다공성 금속산화물 전극층은 티탄산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법
15 15
제11항에 있어서, 상기 단계 3의 저온열처리는 100 내지 200 ℃의 온도로 수행되는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 광전극 제조방법
16 16
제1항에 따른 광전극,상대전극 및상기 광전극 및 상대전극 사이에 구비되는 전해질을 포함하는 염료감응형 태양전지
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 교육과학기술부 인하대학교 산학협력단 미래유망파이오니어사업 나노접합 태양전지 기술