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저가 용액공정 기반의 창호용 박막 태양전지 및 이의 제조방법

  • 기술번호 : KST2015122423
  • 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 창호용 BIPV로 적용 가능한 양면 박막 태양전지, 특히 앞면과 뒷면 모두 빛을 흡수할 수 있어 태양광과 실내 조명 모두를 이용하여 발전 가능한 양면 CIGS 박막 태양전지에 관한 것이다. 본 발명의 여러 구현예에 따르면, 양면 박막 태양전지이면서 일정 영역의 가시광을 투과 시킬 수 있는 반투명 무기 박막 태양전지로서, 유기물 및 액체 전해질을 사용하지 않아 안정성 및 안전성을 확보할 수 있으며 저가 용액공정으로 제조되어 태양전지 가격을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 이하 명세서에 기재된 기타 다양한 효과를 발현한다.
Int. CL H01L 31/18 (2006.01) H01L 31/04 (2014.01) H01L 31/0749 (2012.01)
CPC H01L 31/0445(2013.01)
출원번호/일자 1020130053727 (2013.05.13)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자 10-1541357-0000 (2015.07.28)
공개번호/일자 10-2014-0134758 (2014.11.25) 문서열기
공고번호/일자 (20150806) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.05.13)
심사청구항수 17

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 민병권 대한민국 서울 성북구
2 황윤정 대한민국 서울 영등포구
3 문성환 대한민국 대구 달성군 논공
4 박세진 대한민국 서울 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인충현 대한민국 서울특별시 서초구 동산로 **, *층(양재동, 베델회관)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구
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		 2013.05.13 수리 (Accepted) 1-1-2013-0419034-09
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.19 수리 (Accepted) 4-1-2014-5022002-69
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2014.04.06 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2014.05.13 수리 (Accepted) 9-1-2014-0040373-71
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2014.05.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0377445-67
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)		 2014.07.07 수리 (Accepted) 1-1-2014-0637212-11
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2014.07.07 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-0637219-30
8 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2014.11.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0819491-03
9 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2015.01.26 수리 (Accepted) 1-1-2015-0077762-65
10 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2015.02.26 수리 (Accepted) 1-1-2015-0190561-68
11 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)		 2015.03.26 수리 (Accepted) 1-1-2015-0295037-39
12 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2015.04.21 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2015-0384941-54
13 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2015.04.21 수리 (Accepted) 1-1-2015-0384935-80
14 등록결정서
Decision to grant		 2015.07.23 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0495636-50
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
(a) 투명 전도성 기판, (b) 상기 투명 전도성 기판에 형성된 광흡수층, (c) 상기 광흡수층 위에 형성된 버퍼층, (d) 상기 버퍼층 위에 위치한 윈도우층, 및 (e) 상기 윈도우층 위에 위치한 전극을 포함하는 박막 태양전지로서;상기 광흡수층은 용액공정법에 의해 형성되고;상기 광흡수층은 1
2 2
제1항에 있어서, 상기 밴드갭은 상기 광흡수층 내 In/Ga 원소 비율을 조절하여 1
3 3
삭제
4 4
제1항에 있어서, 상기 용액공정법은 CIS계 나노입자 잉크 또는 CIS계 전구체 잉크를 이용한 용액공정법으로서, 상기 용액공정법은 프린팅법, 닥터 블레이드 코팅법, 스크린 프린팅법, 스핀 코팅법, 잉크젯 프린팅법 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
5 5
제1항에 있어서, 상기 용액공정법은 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지:(a) 금속 전구체 및 유기물 바인더를 용매에 용해시켜 전구체 페이스트를 수득하는 단계,(b) 상기 전구체 페이스트를 상기 투명 전도성 기판에 코팅하는 단계,(c) 상기 전구체 페이스트가 코팅된 투명 전도성 기판을 공기 또는 산소 기체 분위기에서 열처리하여 금속 산화물 박막을 수득하는 단계,(d) 상기 금속 산화물 박막을 황 기체 분위기, 셀레늄 기체 분위기, 또는 황 및 셀레늄의 혼합기체 분위기에서 열처리함으로써 황화 또는 셀레늄화 금속 산화물 박막을 수득하는 단계
6 6
제5항에 있어서, 상기 용매는 물, 알코올, 아세톤 중에서 선택된 1종 이상이고;상기 유기물 바인더는 에틸 셀룰로스, 폴리비닐아세테이트, 팔미트산, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌카보네인트, 플로필렌다이올 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
7 7
제6항에 있어서, 상기 금속 전구체는 Cu 전구체, In 전구체, Ga 전구체의 혼합 전구체이고;상기 황화 또는 셀레늄화 금속 산화물 박막은 CIGS 박막인 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
8 8
제1항에 있어서, 상기 용액공정법은 하기 단계를 포함하며:(a) 제1 금속 전구체, 제1 유기물 바인더, 제1 수용성 용매를 혼합함으로써 제1 페이스트를 수득하는 단계,(b) 제2 금속 전구체, 제2 유기물 바인더, 제2 수용성 용매를 혼합함으로써 제2 페이스트를 수득하는 단계,(c) 상기 제1 페이스트를 전도성 기판 위에 코팅하여 제1 페이스트 층을 형성하는 단계,(d) 상기 제1 페이스트 층 위에 제2 페이스트를 코팅하여 제2 페이스트 층을 형성하는 단계,(e) 상기 제1 페이스트 층 및 상기 제2 페이스트 층이 형성된 상기 전도성 기판을 공기 또는 산소 분위기에서 열처리하여 혼합 산화물 박막을 수득하는 단계,(f) 상기 혼합 산화물 박막을 황 기체 분위기, 셀레늄 기체 분위기, 또는 황 및 셀레늄의 혼합기체 분위기에서 열처리함으로써 황화 또는 셀렌화 박막을 수득하는 단계;상기 제1 금속 전구체 및 상기 제2 금속 전구체는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 독립적으로 1종 이상의 IB족 금속의 전구체, 1종 이상의 IIIA족 금속의 전구체 중에서 선택된 1종 이상이고;상기 1종 이상의 IB족 금속의 전구체 및 상기 1종 이상의 IIIA족 금속의 전구체는 각각 독립적으로 상기 제1 금속 전구체 및 상기 제2 금속 전구체 모두에 포함되거나 또는 적어도 상기 제1 금속 전구체 또는 상기 제2 금속 전구체 중 어느 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
9 9
제1항에 있어서, 상기 용액공정법은 하기 단계를 포함하고:(a) 제1 금속 전구체, 제1 유기물 바인더, 제1 수용성 용매를 혼합함으로써 제1 페이스트를 수득하는 단계,(b) 제2 금속 전구체, 제2 유기물 바인더, 제2 수용성 용매를 혼합함으로써 제2 페이스트를 수득하는 단계,(c) 상기 제1 페이스트를 전도성 기판 위에 코팅하여 제1 페이스트 층을 형성하는 단계,(d) 상기 제1 페이스트 층 위에 제2 페이스트를 코팅하여 제2 페이스트 층을 형성하는 단계,(e) 상기 제1 페이스트 층 및 상기 제2 페이스트 층이 형성된 상기 전도성 기판을 공기 또는 산소 분위기에서 열처리하여 CIG 혼합 산화물 박막을 수득하는 단계,(f) 상기 CIG 혼합 산화물 박막을 황 기체 분위기, 셀레늄 기체 분위기, 또는 황 및 셀레늄의 혼합기체 분위기에서 열처리함으로써 CIGS 박막을 수득하는 단계;상기 제1 금속 전구체 및 상기 제2 금속 전구체는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 독립적으로 Cu 전구체, In 전구체, Ga 전구체 중에서 선택된 2종 이상의 전구체이고;상기 Cu 전구체, 상기 In 전구체, 상기 Ga 전구체는 각각 독립적으로 상기 제1 금속 전구체 및 상기 제2 금속 전구체 모두에 포함되거나 또는 적어도 상기 제1 금속 전구체 또는 상기 제2 금속 전구체 중 어느 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
10 10
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 수용성 용매 및 상기 제2 수용성 용매는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 독립적으로 물, 알코올, 아세톤 중에서 선택된 1종 이상이고;상기 제1 유기물 바인더 및 상기 제2 유기물 바인더는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 독립적으로 에틸 셀룰로스, 폴리비닐아세테이트, 팔미트산, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌카보네인트, 플로필렌다이올 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
11 11
제1항, 제2항 및 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 기판은 인듐주석산화물, 불소-도핑된 인듐주석산화물, 유리, 투명 전도성 유기물 중에서 선택된 1종 이상이거나, 또는 비전도성 기판에 인듐주석산화물, 불소-도핑된 인듐주석산화물, 유리, 투명 전도성 고분자 중에서 선택된 1종 이상의 물질이 코팅된 기판인 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
12 12
제1항에 있어서, 상기 광흡수층의 두께는 N×(200±20) nm이며, 상기 N은 1-10의 자연수인 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
13 13
제12항에 있어서, 상기 광흡수층의 두께는 400 ± 20 nm, 800 ± 20 nm, 1,200 ± 20 nm 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
14 14
제1항에 있어서, 상기 광흡수층은 제1 광흡수층과 제2 광흡수층의 최소 2개의 광흡수층으로 나누어 형성되고;상기 제1 광흡수층과 제2 광흡수층의 두께는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 독립적으로 N×(200±20) nm이며, 상기 N은 1-10의 자연수인 것을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
15 15
제14항에 있어서, 상기 제1 광흡수층과 상기 제2 광흡수층의 두께는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 독립적으로 400 ± 20 nm, 800 ± 20 nm, 1,200 ± 20 nm 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 창호용 박막 태양전지
16 16
박막 태양전지 광활성층의 밴드갭 조절방법으로서; 상기 박막 태양전지는 (a) 투명 전도성 기판, (b) 상기 투명 전도성 기판에 형성된 광흡수층, (c) 상기 광흡수층 위에 형성된 버퍼층, (d) 상기 버퍼층 위에 위치한 윈도우층, 및 (e) 상기 윈도우층 위에 위치한 전극을 포함하고; 상기 광흡수층은 용액공정법에 의해 형성되며; 상기 광흡수층은 CuInxGa(1-x)SySe(2-y)로 구성되고, 상기 x는 0-1의 실수이고, 상기 y는 0-2의 실수이며; 상기 광흡수층 내 In/Ga 원소 비율을 조절하여 상기 밴드갭을 조절하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 광활성층의 밴드갭 조절방법
17 17
박막 태양전지 광활성층의 광 투과도 조절방법으로서; 상기 박막 태양전지는 (a) 투명 전도성 기판, (b) 상기 투명 전도성 기판에 형성된 광흡수층, (c) 상기 광흡수층 위에 형성된 버퍼층, (d) 상기 버퍼층 위에 위치한 윈도우층, 및 (e) 상기 윈도우층 위에 위치한 전극을 포함하고; 상기 광흡수층은 용액공정법에 의해 형성되며; 상기 광흡수층은 CuInxGa(1-x)SySe(2-y)로 구성되고, 상기 x는 0-1의 실수이고, 상기 y는 0-2의 실수이며; 상기 광흡수층 내 In/Ga 원소 비율을 조절하여 상기 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지 광활성층의 광 투과도 조절방법
18 18
제1항, 제2항, 제4항 내지 제9항 및 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 박막 태양전지를 포함하는 창호
지정국 정보가 없습니다
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1 미래부 한국과학기술연구원 기초기술연구회사업 무공해 에너지 생산을 위한 태양광변환 원천기술개발
2 미래부 한국과학기술연구원 기후변화대응 기술개발사업 용액공정이용 벌크 헤테로 접합 무기박막 태양전지 제조 원천기술개발