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유기기반 태양전지 및 그의 제조방법

  • 기술번호 : KST2015113120
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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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 유기기반 태양전지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노임프린트 방법을 이용하여 유기기반 태양전지의 광활성층에 미세패턴을 형성시키고, 미세한 패턴이 형성된 상기 광활성층에 캐소드 전극물질을 도포시킴으로써 캐소드 전극물질이 광활성층의 미세패턴 내부로 삽입되어 전자의 전도도를 향상시키고, 효율적인 전자의 이동경로를 제공하는 유기기반 태양전지를 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 유기기반 태양전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유기기반 태양전지 제조방법은 전자받게 물질의 뭉침으로 인한 광전류 손실을 줄일 수 있으며, 나노임프린트 과정에서 전자주게의 분자 배향성을 향상시켜 고효율 유기기반 태양전지를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 제조방법이 간단하고, 저렴한 비용으로 높은 효율을 가지는 태양전지를 제공함으로써 환경친화적이며, 재생가능한 에너지원을 활용할 수 있는 유기기반 태양전지 제조에 응용할 수 있다. 태양전지, 나노임프린트, 미세패턴, 거대이형접합
Int. CL H01L 51/42 (2014.01)
CPC
출원번호/일자 1020080057357 (2008.06.18)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자 10-0999377-0000 (2010.12.02)
공개번호/일자 10-2009-0131461 (2009.12.29) 문서열기
공고번호/일자 (20101209) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2008.06.18)
심사청구항수 20

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 정희태 대한민국 대전 유성구
2 이재헌 대한민국 서울특별시 송파구
3 김대우 대한민국 전라북도 고창군
4 장홍 대한민국 광주광역시 북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이처영 대한민국 서울특별시 강남구 언주로 ***, **층 (역삼동, 윤익빌딩)(*T국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2008.06.18 수리 (Accepted) 1-1-2008-0436040-54
2 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2008.06.19 수리 (Accepted) 1-1-2008-0438470-19
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2009.09.09 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2009.10.13 수리 (Accepted) 9-1-2009-0056613-91
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2010.05.24 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0216555-56
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)		 2010.06.17 수리 (Accepted) 1-1-2010-0391172-31
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2010.06.17 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2010-0391173-87
8 등록결정서
Decision to grant		 2010.11.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0547307-14
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.02.01 수리 (Accepted) 4-1-2013-5019983-17
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157968-69
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157993-01
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5158129-58
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
다음 단계를 포함하는 유기기반 태양전지의 제조방법: (a) 기판상에 투명전극 물질을 도포하여 투명전극을 형성하는 단계; (b) 상기 형성된 투명전극 상부에 전자주게 물질 및 전자받게 물질을 용매로 용해시킨 혼합물을 도포하여 광활성층을 형성한 다음, 상기 형성된 광활성층 상부에 나노임프린트 방식에 의해 패턴을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 패턴화된 광활성층 상부에 캐소드 전극물질을 도포하여 캐소드 전극을 형성하는 단계
2 2
제1항에 있어서, 상기 기판은 유리기판 또는 굽힘 가능한 고분자 기판인 것을 특징으로 하는 방법
3 3
제1항에 있어서, 상기 투명전극 물질은 투명산화물, 전도성 고분자, 탄소나노튜브 박막, 그라펜(graphene) 박막, 그라펜 산화물(graphene oxide) 박막, 금속이 결합된 탄소나노튜브 박막 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
4 4
제1항에 있어서, 상기 전자주게 물질은 폴리-3-헥실티오펜[poly-3-hexylthiophene, P3HT], 폴리-3-폴리-3-옥틸티오펜[poly-3-octylthiophene, P3OT], 폴리파라페닐렌비닐렌[poly-p-phenylenevinylene, PPV], 폴리(디옥틸플루오렌)[poly(9,9'-dioctylfluorene)], 폴리(2-메톡시,5-(2-에틸-헥실옥시)-1,4-페닐렌비닐렌)[poly(2-methoxy,5-(2-ethyle-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene, MEH-PPV], 폴리(2-메틸,5-(3',7'-디메틸옥틸옥시))-1,4-페닐렌비닐렌[poly(2-methyl,5-(3',7'-dimethyloctyloxy))-1,4-phenylene vinylene, MDMO-PPV] 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
5 5
제1항에 있어서, 상기 전자받게 물질은 (6,6)-페닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르[(6,6)-phenyl-C61-butyric acid methyl ester, PCBM], (6,6)-페닐-C71-부티릭에시드 메틸에스테르[(6,6)-phenyl-C71-butyric acid methyl ester, C70-PCBM], 풀러렌(fullerene, C60), (6,6)-티에닐-C61-부티릭에시드 메틸에스테르[(6,6)-thienyl-C61-butyric acid methyl ester; ThCBM], 탄소나노튜브 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
6 6
제1항에 있어서, 상기 캐소드 전극물질은 칼슘(calcium), 리튬(lithium), 알루미늄(aluminum), 리튬플로라이드와 리튬의 합금, 알칼리 금속염, 전도성 고분자 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
7 7
제1항에 있어서, 상기 용매는 클로로포름(chloroform), 클로로벤젠(chlorobenzene), 디클로로벤젠(dichlorobenzene), 트리클로로벤젠(trichlorobenzene) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징하는 방법
8 8
제1항에 있어서, 상기 광활성층은 전자주게 물질과 전자받게 물질의 거대이형접합(bulkheterojunction) 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방법
9 9
제1항에 있어서, 상기 나노임프린트 방식은 패턴 주기가 0
10 10
제9항에 있어서, 상기 몰드는 재질이 금속, 금속산화물, 세락믹, 반도체, 열결화성 고분자 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
11 11
제1항에 있어서, 상기 나노임프린트 방식은 기판 하부에 열을 가하여 광활성층을 유동시키고, 패턴구조를 가지는 몰드를 광활성층 상부에 위치시킨 다음, 상기 몰드의 상부에 압력을 가하여 광활성층 상부에 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는 방법
12 12
제1항에 있어서, 상기 나노임프린트 방식은 광활성층 혼합물의 용매가 증발되기 전에 패턴구조를 가지는 몰드를 광활성층 상부에 올려놓아 모세관 현상을 이용하여 광활성층의 표면에 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는 방법
13 13
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는 패턴화된 광활성층 상부에 캐소드 전극을 형성시킨 다음, 열처리를 수행하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
14 14
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는 기판상에 투명전극을 형성시킨 다음, 상기 투명전극 상부에 정공전달 물질을 도포하여 정공전달층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
15 15
제14항에 있어서, 상기 정공전달 물질은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌설포네이트[poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-polystyrenesulfonate], 폴리아닐린(polyaniline), 구리 프탈로시아닌(copper phthalo cyanine, CuPC), 폴리티오페닐렌비닐렌(polyhiophenylenevinylene), 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly-p-phenylenevinylene), 폴리메틸페닐실란[poly(methyl phenyl silane)] 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
16 16
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는 나노임프린트 방식에 의해 광활성층 상부에 패턴을 형성시킨 다음, 상기 패턴화된 광활성층 상부에 전자전달 물질을 도포하여 상기 패턴화된 광활성층의 패턴 내부로 삽입되는 전자전달층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
17 17
제16항에 있어서, 상기 전자전달 물질은 리튬플로라이드(lithium flouride, LiF), 칼슘(calcium), 리튬(lithium), 티타늄산화물(titanium oxide) 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
18 18
제1항의 방법에 의해 제조되고, 전자주게와 전자받게의 거대이형접합구조를 가지는 광활성층을 포함하되, 상기 광활성층 내부로 캐소드 전극물질이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 유기기반 태양전지
19 19
다음 단계를 포함하는 유기기반 태양전지의 제조방법: (a) 유리기판상에 인듐주석 산화물을 도포하여 투명전극을 형성하는 단계; (b) 상기 형성된 투명전극상에 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌셀포네이트를 도포하여 정공전달층을 형성하는 단계; (c) 상기 형성된 정공전달층 상부에 폴리-3-헥실티오펜 및 (6,6)-페닐-C61-부티릭에시드메틸에스테르를 디클로로벤젠으로 용해시킨 혼합물을 도포하여 광활성층을 형성한 다음, 상기 형성된 광활성층 상부에 나노임프린트 방식에 의해 패턴을 형성하는 단계; (d) 상기 패턴화된 광활성층 상부에 리튬폴로라이드를 도포하여 상기 패턴화된 광활성층의 패턴 내부로 삽입되는 전자전달층을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 형성된 전자전달층 상부에 알루미늄을 도포하여 상기 패턴화된 광활성층의 패턴 내부로 삽입되는 캐소드전극을 형성하는 단계
20 20
제19항의 방법에 의해 제조되고, 폴리-3-헥실티오펜과 6,6)-페닐-C61-부티릭에시드메틸에스테르의 거대이형접합구조를 가지는 광활성층을 포함하되, 상기 광활성층 내부로 캐소드 전극물질이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 유기기반 태양전지
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1 CN101609870 CN 중국 FAMILY
2 JP04845995 JP 일본 FAMILY
3 JP22004022 JP 일본 FAMILY
4 US20090314350 US 미국 FAMILY

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1 CN101609870 CN 중국 DOCDBFAMILY
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3 JP2010004022 JP 일본 DOCDBFAMILY
4 JP4845995 JP 일본 DOCDBFAMILY
5 US2009314350 US 미국 DOCDBFAMILY
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