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유무기 하이브리드 지지체를 이용한 3차원 메조기공 이산화티타늄 전극의 제조방법 및 이를 이용한 염료감응형 태양전지

  • 기술번호 : KST2015126350
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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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 고분자가 그래프팅된 알루미나 복합체를 지지체로 사용하고, 티타늄 전구체로부터 메조 기공 구조를 갖는 이산화티타늄 박막을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다공성 이산화티타늄 박막은 고분자가 그래프팅된 하이브리드 알루미나 복합체를 솔-젤 반응의 지지체로 이용하여 제조함으로써 메조 기공의 구조를 가져서 높은 표면적에 의해서 염료의 흡착률이 우수하고, 이를 광전극의 소재로 채용한 염료감응형 태양전지는 높은 에너지 변환 효율을 가질 수 있다. 또한, 액체 전해질뿐만 아니라 점성이 높은 고분자 및 고체 전해질의 효율적 침투를 이용하여 염료감응 태양전지의 장기 안정성을 향상시킬 수 있다.
Int. CL H01L 31/18 (2014.01) H01L 31/04 (2014.01) H01L 31/0224 (2014.01)
CPC
출원번호/일자 1020120015406 (2012.02.15)
출원인 연세대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1254728-0000 (2013.04.09)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20130415) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.02.15)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김종학 대한민국 서울 도봉구
2 박정태 대한민국 서울 강남구
3 전하림 대한민국 부산광역시 해운대구
4 김상진 대한민국 서울 성동구

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 연세대학교 산학협력단 서울특별시 서대문구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2012.02.15 수리 (Accepted) 1-1-2012-0121994-14
2 등록결정서
Decision to grant		 2013.03.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0217221-05
3 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2013-5062749-37
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.06.24 수리 (Accepted) 4-1-2013-5088566-87
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.09.25 수리 (Accepted) 4-1-2014-5114224-78
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
(a) 고분자가 그래프팅된 하이브리드 알루미나 복합체를 용매에 분산시켜 지지체 용액을 제조하는 단계;(b) 티타늄 전구체를 산성 용액에 넣고 교반하여 솔 용액을 제조하고, 이를 상기 지지체 용액과 혼합하여 솔 상태의 혼합용액을 제조하는 단계;(c) 상기 혼합 용액을 드랍 캐스팅한 후 고온에서 소결하여 알루미나와 이산화티타늄의 복합체 박막을 제조하는 단계; 및(d) 강산성 또는 강염기성 조건에서 상기 복합체 박막 중 알루미나를 선택적으로 제거하는 단계;를 포함하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
2 2
제 1 항에 있어서,상기 (a) 단계의 고분자는 폴리(옥시에틸렌)메타크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜) 메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 가수분해된 t-부틸 (메타)아크릴레이트, 아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 아미노스티렌, 스티렌 술폰산, 메틸프로펜 술폰산, 술포프로필 (메타)아크릴레이트, 술포에틸 (메타)아크릴레이트 및 술포부틸 (메타)아크릴레이트 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
3 3
제 1 항에 있어서,상기 (a) 단계의 복합체는 상기 알루미나와 고분자의 무게비가 1 : 0
4 4
제 1 항에 있어서,상기 (a) 단계의 용매는 테트라하이드로퓨란, 노말메틸피롤리돈, 디메틸포름알데히드, 디메틸설포사이드, 알콜류 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
5 5
제 1 항에 있어서,상기 (b) 단계의 티타늄 전구체는 티타늄-(n)부톡시드, 티타늄-(n)에톡시드, 티타늄-(n)이소프로폭시드, 티타늄-(n)프로폭시드 및 TiCl4중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
6 6
제 1 항에 있어서,상기 (b) 단계의 산성 용액은 물과 염산의 혼합물이고, 상기 티타늄 전구체 1 중량부 대비 염산 1-4 중량부이고, 물 1-4 중량부인 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
7 7
제 1 항에 있어서,상기 (b) 단계에서 지지체 용액과 티타늄 전구체를 포함하는 솔 용액의 몰비는 1 : 1-10인 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
8 8
제 1 항에 있어서,상기 (d) 단계는 알루미나와 이산화티타늄의 복합체 박막 1 중량부 대비 산 또는 염기 5-30 중량부, 용매 5-100 중량부의 산 또는 염기 용액에 상기 복합체 박막을 담지시켜서 알루미나를 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
9 9
제 8 항에 있어서,상기 산은 하이드로클로닉산(HCl), 하이드로브로믹산(HBr), 하이드로아이오닉산(HI), 하이포클로로스산(HClO), 클로로스산(HClO2), 클로닉산(HClO3), 퍼크로릭산(HClO4), 설퓨릭산(H2SO4), 플로오루설퓨릭산(HSO3F), 니트릭산(HNO3), 포스포릭산(H3PO4), 플루로앤티모닉산(HSbF6), 플루로보닉산(HBF4), 헥사플로루포스포릭산(HPF6), 크로믹산(H2CrO4) 및 보릭산(H3BO3) 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
10 10
제 8 항에 있어서,상기 염기는 포타슘 하이드록사이드(KOH), 바리움 하이드록사이드(Ba(OH)2), 세슘 하이드록사이드(CsOH), 소듐 하이드록사이드(NaOH), 스트론튬 하이드록사이드(Sr(OH)2), 칼슘 하이드록사이드(Ca(OH)2), 마그네슘 하이드록사이드(Mg(OH)2), 리튬 하이드록사이드(LiOH) 및 루비듐하이드록사이드(RbOH) 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
11 11
제 8 항에 있어서,상기 용매는 테트라하이드로퓨란, 노말메틸피롤리돈, 디메틸포름알데히드, 디메틸설포사이드, 알콜류 및 이들의 혼합물로 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
12 12
제 1 항에 있어서,상기 (c) 단계는 400-500 ℃에서 1-3 시간 동안 소결하는 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
13 13
제 1 항에 있어서,상기 (d) 단계는 20-80 ℃에서 1-24 시간 동안 산 또는 염기 용액에 상기 복합체 박막을 담지시켜서 알루미나를 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막의 제조방법
14 14
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 메조 기공 이산화티타늄 박막
15 15
제 14 항에 있어서,상기 메조 기공 이산화티타늄 박막은 평균 10-50 ㎚ 크기의 기공을 가지고, BET 표면적이 70-100 ㎡/g인 것을 특징으로 하는 메조 기공 이산화티타늄 박막
16 16
제 14 항에 따른 메조 기공 이산화티타늄 박막을 포함하는 염료감응 태양전지용 광전극
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1 교육과학기술부 연세대학교 산학협력단 선도연구센터-이공학분야(SRC/ERC) ERC/4-3세부/패턴집적형 능동폴리머 소재센터
2 지식경제부 연세대학교 산학협력단 산업기술인력양성 차세대 광전소자 인력 양성 사업