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양자점 감응형 태양전지의 제조방법
- 기술번호 : KST2014065355
- 담당센터 : 대전기술혁신센터
- 전화번호 : 042-610-2279
| 요약 | 본 발명은 염료감응형 태양전지(DSSC; dye sensitized solar cell)의 구조에 바탕하여 염료 대신에 광흡수체로서 무기반도체를 사용하고, 액체 전해질 대신에 홀전도성 고분자 특히 bi-thiophene 뭉치를 가진 홀 전도성 고분자를 사용한 태양전지 또는 이의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 태양전지는 기존의 염료감응 태양전지 및 유기 태양전지가 가진 단점을 최소화하며, 보다 넓은 파장 대역의 태양광을 흡수하여 고 효율을 가지며, 안정성이 우수하고, 저가의 원료 및 완화된 공정 조건으로 대량 생산 가능한 장점이 있다. |
|---|---|
| Int. CL | H01L 31/18 (2014.01) H01L 31/072 (2014.01) H01L 31/04 (2014.01) |
| CPC | H01L 51/426(2013.01) H01L 51/426(2013.01) |
| 출원번호/일자 | 1020110010254 (2011.02.01) |
| 출원인 | 한국화학연구원 |
| 등록번호/일자 | 10-1116250-0000 (2012.02.07) |
| 공개번호/일자 | |
| 공고번호/일자 | (20120309) 문서열기 |
| 국제출원번호/일자 | |
| 국제공개번호/일자 | |
| 우선권정보 | |
| 법적상태 | 등록 |
| 심사진행상태 | 수리 |
| 심판사항 | |
| 구분 | 신규 |
| 원출원번호/일자 | |
| 관련 출원번호 | |
| 심사청구여부/일자 | Y (2011.02.01) |
| 심사청구항수 | 22 |
출원인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국화학연구원 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
발명자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 석상일 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
| 2 | 임상혁 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
| 3 | 장정아 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
| 4 | 임충선 | 대한민국 | 경기도 성남시 분당구 |
대리인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 박창희 | 대한민국 | 대전광역시 서구 한밭대로 ***번지 (둔산동, 사학연금회관) **층(특허법인 플러스) |
| 2 | 권오식 | 대한민국 | 대전광역시 서구 한밭대로 ***번지 (둔산동, 사학연금회관) **층(특허법인 플러스) |
최종권리자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국화학연구원 | 대전광역시 유성구 |
| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 [Patent Application] Patent Application |
2011.02.01 | 수리 (Accepted) | 1-1-2011-0082214-36 |
| 2 | 선행기술조사의뢰서 Request for Prior Art Search |
2011.11.10 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 3 | 선행기술조사보고서 Report of Prior Art Search |
2011.12.15 | 수리 (Accepted) | 9-1-2011-0097830-45 |
| 4 | 등록결정서 Decision to grant |
2012.01.18 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2012-0036510-15 |
| 5 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2017.09.14 | 수리 (Accepted) | 4-1-2017-5149242-13 |
| 6 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2017.09.14 | 수리 (Accepted) | 4-1-2017-5149265-52 |
| 번호 | 청구항 |
|---|---|
| 1 |
1 금속 산화물을 포함하는 전자 전달물질;무기 반도체를 포함하는 광흡수체; 및 하기의 화학식 1로 표시되는 바이-헤테로방향족화합물인 유기 광전 물질을 포함하는 정공 전달 물질을 포함하는 무기-유기 이종접합 태양전지 |
| 2 |
2 제 1항에 있어서,상기 정공 전달 물질은 0 |
| 3 |
3 제 1항에 있어서,상기 정공 전달 물질은 하기 화합물인 유기 광전 물질을 포함하는 무기-유기 이종접합 태양전지 |
| 4 |
4 제 1항에 있어서,상기 전자 전달 물질은 TiO2, SnO2, ZnO, WO3 및 Nb2O5로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 금속산화물을 포함하는 무기-유기 이종접합 태양전지 |
| 5 |
5 제 1항에 있어서,상기 광흡수체에 의한 제1 태양광 흡수 스펙트럼 및 상기 유기 광전 물질에 의한 제2 태양광 흡수 스펙트럼을 갖는 무기-유기 이종접합 태양전지 |
| 6 |
6 제 1항에 있어서,상기 광흡수체는 나노입자상의 무기 반도체를 포함하여 구성되며, 상기 무기 반도체 나노입자의 크기 및 분포에 의해 흡수되는 태양광 스팩트럼이 제어되는 무기-유기 이종접합 태양전지 |
| 7 |
7 제 1항에 있어서,상기 광흡수체는 CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe, Bi2S3, Bi2Se3, InP, InCuS2, In(CuGa)Se2, Sb2S3, Sb2Se3, SnSx(1≤x≤2), NiS, CoS, FeSx(1≤x≤2), In2S3, MoS, MoSe, Cu2S 및 이들의 합금으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 무기반도체를 포함하는 무기-유기 이종접합 태양전지 |
| 8 |
8 제 5항에 있어서,상기 제1 태양광 흡수 스펙트럼에서 흡수 피크의 중심 파장은 350 내지 650nm이며, 상기 제2 태양광 흡수 스펙트럼에서 흡수 피크의 중심 파장은 550 내지 800nm인 무기-유기 이종접합 태양전지 |
| 9 |
9 a) 전극상에 금속산화물 입자를 함유하는 슬러리를 도포하고 열처리하여 다공성 전자 전달층을 형성하는 단계;b) 상기 다공성 전자 전달층의 금속 산화물 입자에 접하도록 무기 반도체를 포함하는 광흡수체를 형성하는 단계; 및c) 상기 광흡수체가 형성된 다공성 전자 전달층에 하기 화학식 1을 포함하는 유기 광전 물질을 도포하여 정공 전달층을 형성하는 단계; 를 포함하는 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 10 |
10 제 9항에 있어서,정공 전달층은 광흡수체가 형성된 다공성 전자 전달층에 존재하는 공극을 채우고 광흡수체가 형성된 다공성 전자 전달층의 상부를 덮도록 형성되는 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 11 |
11 제 9항에 있어서,a) 단계에서 다공성 전자 전달층을 상기 금속산화물 입자와 동일한 금속 원소를 함유하는 금속 전구체 용해액에 함침한 후 열처리하는 단계를 더 포함하는 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 12 |
12 제 9항에 있어서,상기 정공 전달 물질은 하기 화합물중에서 선택되는 유기 광전 물질을 포함하는 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 13 |
13 제 9항에 있어서,a) 단계에서 도포는 스크린 프린팅; 스핀코팅; 바-코팅; 그라비아-코팅; 블레이드 코팅; 및 롤-코팅;에서 선택된 단독 또는 이들의 조합인 방법으로 수행되는 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 14 |
14 제 9항에 있어서,a)단계의 금속산화물 입자는 TiO2, SnO2, ZnO, WO3 및 Nb2O5에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 15 |
15 제 9항에 있어서,a)단계의 금속산화물 입자는 평균 입자 크기가 5 내지 100 nm인 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 16 |
16 제 9항에 있어서,a)단계의 다공성 전자 전달층은 비표면적이 10 내지 100 m2/g인 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 17 |
17 제 9항에 있어서,a)단계의 다공성 전자 전달층은 두께가 0 |
| 18 |
18 제 9항 또는 제 11항에 있어서,열처리는 공기 중에서 200 내지 550 ℃로 수행되는 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 19 |
19 제 9항에 있어서,b) 단계는 화학적 용액성장법(CBD); 및 연속적인 화학적 반응법(SILAR);에서 선택된 단독 또는 이들의 조합인 방법으로 수행되어 무기 반도체의 연속층이 형성되는 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 20 |
20 제 9항에 있어서,b)단계의 무기 반도체는 CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe, Bi2S3, Bi2Se3, InP, InCuS2, In(CuGa)Se2, Sb2S3, Sb2Se3, SnSx(1≤x≤2), NiS, CoS, FeSx(1≤x≤2), In2S3, MoS, MoSe, Cu2S 및 이들의 합금에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 21 |
21 제 9항에 있어서,b)단계의 무기 반도체의 평균 입자 직경은 0 |
| 22 |
22 제 9항에 있어서,c) 단계는 스핀코팅에 의해 수행되는 무기-유기 이종접합 태양전지 제조방법 |
| 지정국 정보가 없습니다 |
|---|
| 패밀리정보가 없습니다 |
|---|
| 순번 | 연구부처 | 주관기관 | 연구사업 | 연구과제 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 교육과학기술부 | 한국화학연구원 | 국제공동(협력)사업 | 나노구조 무/유기 하이브리드 소재를 이용한 고효율 태양전지 기술 개발 |
| 공개전문 정보가 없습니다 |
|---|
- 본 등록정보는 참고용으로 법적증빙자료로 사용할 수 없습니다.
- 데이터 이관에 따른 소요기간(1일)으로 인하여 등록원부와 일부 차이가 발생할 수 있으며, 일부 정보(부기, 상세 주소 등)를 제공하지 않고 있습니다.
- 법적증빙자료로 활용하시거나 더 자세한 정보를 보시려면 등록원부를 발급받아 사용하시기 바랍니다.
| 특허 등록번호 | 10-1116250-0000 |
|---|
권리란
| 표시번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
출원 연월일 : 20110201 출원 번호 : 1020110010254 공고 연월일 : 20120309 공고 번호 : 특허결정(심결)연월일 : 20120118 청구범위의 항수 : 22 유별 : H01L 31/042 발명의 명칭 : 나노구조 무기－유기 이종 접합 태양전지 및 이의 제조방법 존속기간(예정)만료일 : |
특허권자란
| 순위번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
(권리자) 한국화학연구원 대전광역시 유성구... |
등록료란
| 제 1 - 3 년분 | 금 액 | 451,500 원 | 2012년 02월 08일 | 납입 |
| 제 4 년분 | 금 액 | 366,800 원 | 2015년 01월 13일 | 납입 |
| 제 5 년분 | 금 액 | 366,800 원 | 2016년 02월 01일 | 납입 |
| 제 6 년분 | 금 액 | 366,800 원 | 2016년 12월 28일 | 납입 |
| 제 7 년분 | 금 액 | 655,200 원 | 2018년 01월 29일 | 납입 |
| 제 8 년분 | 금 액 | 468,000 원 | 2019년 02월 01일 | 납입 |
| 제 9 년분 | 금 액 | 468,000 원 | 2020년 02월 03일 | 납입 |
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| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 | 2011.02.01 | 수리 (Accepted) | 1-1-2011-0082214-36 |
| 2 | 선행기술조사의뢰서 | 2011.11.10 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 3 | 선행기술조사보고서 | 2011.12.15 | 수리 (Accepted) | 9-1-2011-0097830-45 |
| 4 | 등록결정서 | 2012.01.18 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2012-0036510-15 |
| 5 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2017.09.14 | 수리 (Accepted) | 4-1-2017-5149242-13 |
| 6 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2017.09.14 | 수리 (Accepted) | 4-1-2017-5149265-52 |
| 기술번호 | KST2014065355 |
|---|---|
| 자료제공기관 | 미래기술마당 |
| 기술공급기관 | 한국화학연구원 |
| 기술명 | 양자점 감응형 태양전지의 제조방법 |
| 기술개요 |
본 발명은 염료감응형 태양전지(DSSC; dye sensitized solar cell)의 구조에 바탕하여 염료 대신에 광흡수체로서 무기반도체를 사용하고, 액체 전해질 대신에 홀전도성 고분자 특히 bi-thiophene 뭉치를 가진 홀 전도성 고분자를 사용한 태양전지 또는 이의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 태양전지는 기존의 염료감응 태양전지 및 유기 태양전지가 가진 단점을 최소화하며, 보다 넓은 파장 대역의 태양광을 흡수하여 고 효율을 가지며, 안정성이 우수하고, 저가의 원료 및 완화된 공정 조건으로 대량 생산 가능한 장점이 있다. |
| 개발상태 | 기능 및 개념 검증 |
| 기술의 우수성 |
1) 선행기술 및 상용화된 기술과의 차별성
가. 선행기술 - 값이 저렴한 티타니아를 태양전지의 주요한 구성성분으로 사용한 염료(혹은 양자점 나노입자) 감응형 태양전지에 많은 관심이 집중되고 있음 - 현재 염료 감응형 태야언지의 고효율화를 위해 가장 시급히 해결되어야할 문제는 광 흡수양의 증가와 광 흡수로 생성된 전자 및 정공을 재결합없이 빠르게 음극과 양극으로 전달이 중요함 나. 본발명 - 본 발명은 광감응효율이 우수하고 광음극의 전자전달 특성이 우수한 양자점 감응형 태양전지의 제조방법을 제공함 - 본 발명은 투명 전도성 기판 상부에 형성된 다공성 이산화티탄층에 카드뮴 전구체, 황 전구체 및 물을 함유하는 전구체 용액을 분무 열분해시켜 양자점 CdS를 형성하는 단계, 상기 양자점 CdS가 형성된 기판을 사염화티탄용약에 함침시킨 후, 열처리하여 전자 전도성이 우수한 광 흡수층을 얻는 단계, 및 상기 광음극과 마주하도록 양극(cathod)을 위치시킨 후, 전해질을 주입하고 밀봉하는 단계를 포함하여 양자점 감응형 태양전지를 제조함 |
| 응용분야 | 1) 태양전지 |
| 시장규모 및 동향 |
1) 세계시장 동향 가. 태양광설치규모 - 2009년 태양광 설치규모는 6.43GW로 전년 대비 8.1% 성장했으며, 시장규모도 380억 달러를 기록함 - 중국의 시장 점유율이 크게 늘어나며 중국이 태양광 시장 주도함 2) 국내시장 동향 - 2009년 국내 업체의 점유율은 26%, 중국이 53%, 일본이 12% 차지함 |
| 희망거래유형 | |
| 사업화적용실적 | |
| 도입시고려사항 |
| 과제고유번호 | 1345141218 |
|---|---|
| 세부과제번호 | 2010-00060 |
| 연구과제명 | 나노구조 무/유기 하이브리드 소재를 이용한 고효율 태양전지 기술개발 |
| 성과구분 | 출원 |
| 부처명 | 교육과학기술부 |
| 연구관리전문기관명 | 한국연구재단 |
| 연구주관기관명 | 한국화학연구원 |
| 성과제출연도 | 2010 |
| 연구기간 | 200706~201603 |
| 기여율 | 1 |
| 연구개발단계명 | 기초연구 |
| 6T분류명 | ET(환경기술) |
| 과제고유번호 | 1345141218 |
|---|---|
| 세부과제번호 | 2010-00060 |
| 연구과제명 | 나노구조 무/유기 하이브리드 소재를 이용한 고효율 태양전지 기술개발 |
| 성과구분 | 등록 |
| 부처명 | 교육과학기술부 |
| 연구관리전문기관명 | 한국연구재단 |
| 연구주관기관명 | 한국화학연구원 |
| 성과제출연도 | 2010 |
| 연구기간 | 200706~201603 |
| 기여율 | 1 |
| 연구개발단계명 | 기초연구 |
| 6T분류명 | ET(환경기술) |
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