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전기방사에 의한 금속산화물 나노입자를 포함하는금속산화물층을 구비한 염료감응형 태양전지 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2015121304
  • 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 전기방사에 의한 금속산화물 나노입자를 포함하는 금속산화물층을 구비한 염료감응형 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 기판 및 이 기판 위에 형성되며 염료가 흡착된 금속산화물 나노입자를 포함하는 금속산화물층을 구비하는 반도체 전극과, 상대 전극과, 전해질을 포함하여 이루어지며, 상기 금속산화물 나노입자는 금속산화물의 전구체와 고분자를 혼합한 용액이 방사되어 초극세 복합섬유가 형성되고, 이 초극세 복합섬유가 열 압착된 후 열처리되어 형성된 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지를 제공한다. 본 발명에 의하면, 금속산화물 나노입자 단위 무게당 염료 흡착량이 종래 사용되는 산화티타늄 나노입자에 비하여 월등히 높고, 금속산화물층이 높은 다공성을 지니게 되어 액체 전해질, 겔 전해질 또는 고체 전해질의 침투가 매우 용이하면서도, 높은 전자 수송 능력을 지니게 되어, 높은 광전 변환 특성을 발휘한다. 전기방사, 이방성 산화티타늄 나노입자, 염료 흡착량, 염료감응형 태양전지
Int. CL H01L 31/18 (2014.01) H01L 31/04 (2014.01)
CPC
출원번호/일자 1020070087301 (2007.08.29)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자 10-0921476-0000 (2009.10.06)
공개번호/일자 10-2009-0022181 (2009.03.04) 문서열기
공고번호/일자 (20091013) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2007.08.29)
심사청구항수 18

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 조성무 대한민국 서울 종로구
2 김동영 대한민국 서울 동대문구
3 장성연 대한민국 서울 성북구
4 박남규 대한민국 서울 양천구
5 이병홍 대한민국 부산 해운대구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 박장원 대한민국 서울특별시 강남구 강남대로 ***, *층~*층 (논현동, 비너스빌딩)(박장원특허법률사무소)

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		 2007.08.29 수리 (Accepted) 1-1-2007-0630890-07
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2008.06.09 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2008.07.10 수리 (Accepted) 9-1-2008-0041513-48
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2008.12.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2008-0628017-53
5 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2009.02.16 수리 (Accepted) 1-1-2009-0095360-39
6 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2009.03.16 수리 (Accepted) 1-1-2009-0158732-21
7 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2009.04.15 수리 (Accepted) 1-1-2009-0228259-12
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2009.05.15 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2009-0293769-98
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)		 2009.05.15 수리 (Accepted) 1-1-2009-0293768-42
10 등록결정서
Decision to grant		 2009.09.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2009-0404973-13
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2009.12.15 수리 (Accepted) 4-1-2009-5247056-16
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.19 수리 (Accepted) 4-1-2014-5022002-69
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번호 청구항
1 1
기판과, 이 기판 위에 형성되며 염료가 흡착된 금속산화물 나노입자를 포함하는 금속산화물층을 구비하는 반도체 전극과; 상대 전극과; 상기 반도체 전극과 상대 전극 사이에 주입된 전해질;을 포함하여 이루어지며, 상기 금속산화물 나노입자는, 금속산화물의 전구체와 고분자를 혼합한 용액이 방사되어 초극세 복합섬유가 형성되고, 이 초극세 복합섬유가 열 압착된 후 열처리에 의해 상기 초극세 복합섬유에서 상기 고분자가 제거됨으로써 형성되며, 상기 금속산화물층의 단위 부피당 상기 금속산화물 나노입자의 무게의 비로 정의되는 상기 금속산화물층의 밀도는 0
2 2
삭제
3 3
제1항에 있어서, 상기 금속산화물 나노입자는 단결정이며, 상기 나노입자의 직경은 5∼20 ㎚이고, 상기 나노입자의 길이 대비 직경 비 (aspect ratio)는 1∼50인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지
4 4
제1항에 있어서, 상기 금속산화물층의 기공도 (porosity)는 65∼90 %인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지
5 5
제1항에 있어서, 상기 금속산화물층의 두께는 5∼20 ㎛인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지
6 6
제1항에 있어서, 상기 금속산화물 나노입자는 산화티타늄, 산화아연, 산화주석, 산화니오븀, 산화텅스텐, 산화스트론튬, 산화지르코늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지
7 7
제6항에 있어서, 상기 금속산화물 나노입자는 아나타제 (anatase)형 산화티타늄 나노입자이고, 상기 금속산화물층 위에 형성된 루타일 (rutile)형 산화티타늄층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지
8 8
제1항에 있어서, 상기 기판과 금속산화물층 사이에 차단층 (blocking layer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지
9 9
제1항에 있어서, 상기 전해질은 액체 전해질, 겔형 전해질, 또는 고체 전해질인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지
10 10
반도체 전극 및 상대 전극을 준비하는 단계와, 상기 두 전극 사이에 전해질을 주입하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 반도체 전극 준비 단계는, 기판 위에, 금속산화물의 전구체와 고분자를 혼합한 용액을 방사하여 상기 금속산화물의 전구체와 고분자가 혼합된 초극세 복합섬유를 형성하는 공정과; 상기 초극세 복합섬유를 열 압착한 후 열처리하여 상기 초극세 복합섬유에서 고분자를 제거하고 금속산화물 나노입자를 포함하는 금속산화물층을 형성하는 공정과; 상기 금속산화물 나노입자에 염료를 흡착시키는 공정을 포함하며, 상기 금속산화물층의 단위 부피당 상기 금속산화물 나노입자의 무게의 비로 정의되는 상기 금속산화물층의 밀도는 0
11 11
삭제
12 12
제10항에 있어서, 상기 금속산화물층의 밀도는, 1) 상기 혼합 용액 내 금속산화물 전구체와 고분자의 함량비를 조절하거나, 2) 상기 혼합 용액의 점도 및 상기 방사의 토출 속도 중 적어도 하나를 조절하여 상기 초극세 복합섬유의 직경을 조절하거나, 3) 상기 열 압착률을 조절하거나, 또는 4) 상기 1) 내지 3) 중 적어도 2가지 방법을 혼합하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 제조 방법
13 13
제12항에 있어서, 상기 고분자에 대한 금속산화물 전구체의 질량비는 0
14 14
제12항에 있어서, 초극세 복합섬유의 직경은 10∼10,000 ㎚인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 제조 방법
15 15
제12항에 있어서, 상기 열 압착은 상기 고분자의 유리전이온도 (Tg) 이상 용융온도 (Tm) 이하의 온도에서 이루어지고, 열 압착률은 100 ㎠당 0
16 16
제10항에 있어서, 상기 열처리는 400∼600 ℃의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 제조 방법
17 17
제10항에 있어서, 상기 금속산화물의 전구체는 Ti, Zn, Sn, Nb, W, Sr, 또는 Zr 이온을 포함하며, 고분자와 혼합되어 방사 후 열처리를 통해 산화티타늄, 산화아연, 산화주석, 산화니오븀, 산화텅스텐, 산화스트론튬, 또는 산화지르코늄 형성이 가능한 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 제조 방법
18 18
제10항에 있어서, 상기 고분자는 폴리우레탄(PU), 폴리에테르우레탄, 폴리우레탄 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 폴리메틸아크릴레이트(PMA), 폴리아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트(PVAc), 폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐알콜(PVA), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌(PS), 폴리스티렌 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리에틸렌옥사이드 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐리덴풀루오라이드(PVdF), 폴리비닐리덴풀루오라이드 공중합체 및 폴리아마이드 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 제조 방법
19 19
제10항에 있어서, 상기 방사는 전기방사 (electro-spinning), 멜트 블로운 (melt-blown), 일렉트로 블로운 (electro-blown), 플레쉬 방사 (flash spinning) 또는 정전 멜트 블로운 (electrostatic melt-blown)법에 의한 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 제조 방법
20 20
제10항에 있어서, 상기 금속산화물의 전구체는 Ti 이온을 포함하며, 상기 반도체 전극 준비 단계는, 상기 금속산화물층 형성 공정과 상기 염료 흡착 공정 사이에, 상기 금속산화물층을 TiCl4 수용액에 침지한 후 소결시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 제조 방법
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3 EP02031613 EP 유럽특허청(EPO) FAMILY
4 EP02031613 EP 유럽특허청(EPO) FAMILY
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6 JP21059698 JP 일본 FAMILY
7 US09368287 US 미국 FAMILY
8 US20090056808 US 미국 FAMILY

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8 US2009056808 US 미국 DOCDBFAMILY
9 US9368287 US 미국 DOCDBFAMILY
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