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광양극(photocathode) 및 광양극에 대향하는 대향전극과 이들 사이에 개재된 전해질(electrolyte)을 포함하며,
상기 광양극은 투명 전도성 전극; 상기 전도성 전극 상부에 형성된 다공성 정공전달형 반도체 입자층; 및 상기 다공성 정공전달형 반도체 입자층에 접하여 구비된 광감응 양자점;을 포함하며,
태양광에 의해 상기 광감응 양자점에서 생성된 광전자 및 광정공 중, 광전자는 상기 전해질을 통해 상기 대향전극으로 이동하며, 광정공은 상기 광양극 반도체 입자층을 통해 상기 전도성 전극으로 이동하는 것을 특징으로 하는 광양극(Photocathodes) 양자점 감응형(P-type Quantum Dot-Sensitized) 태양전지
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제 1항에 있어서,
상기 광양극 반도체 입자층의 정공전달형 반도체 입자의 밴드갭 에너지는 상기 광감응 양자점의 밴드갭 에너지보다 크며,
상기 광감응 양자점과 상기 정공전달형 반도체 입자층의 가전자대(valance band)의 전위차에 의해, 상기 광감응 양자점에서 생성된 광정공은 상기 광양극 반도체 입자층으로 자발적(spontaneous)으로 이동하는 것을 특징으로 하는 광양극 양자점 감응형 태양전지
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제 2항에 있어서,
상기 전해질은 산화 환원 이온쌍(redox couple)을 포함한 산화환원 전해질이며,
표준수소전극(NHE; Normal Hydrogen Electrode)의 전위를 기준으로 한 상기 전해질의 산화환원 전위와 상기 광감응 양자점의 전도대(conduction band)의 전위차에 의해, 상기 광감응 양자점에서 생성된 광전자는 상기 산화환원 전해질로 자발적(spontaneous)으로 이동하는 것을 특징으로 하는 광양극 양자점 감응형 태양전지
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제 1항에 있어서,
상기 광양극은 상기 전도성 전극과 상기 다공성 정공전달형 반도체 입자층 사이에, 상기 다공성 정공전달형 반도체 입자층의 반도체 물질과 동일한, 반도체박막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광양극 양자점 감응형 태양전지
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제 1항에 있어서,
상기 다공성 정공전달형 반도체 입자층은 다공성 NiO 입자층이며, 상기 광감응 양자점은 CuxS(1
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제 5항에 있어서,
상기 전해질의 산화 환원 이온쌍은 I-/I3-인 것을 특징으로 하는 광양극 양자점 감응형 태양전지
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제 6항에 있어서,
상기 광양극의 전도성 전극은 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide, SnO2: F)이며, 상기 대향전극은 Pt가 적층된 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide, SnO2: F)인 것을 특징으로 하는 광양극 양자점 감응형 태양전지
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제 5항에 있어서,
상기 다공성 NiO 입자층의 비표면적은 7 내지 50 m2/g이며, 상기 다공성 NiO 입자층의 두께는 0
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광양극(photocathode); 대향 전극; 및 상기 광양극과 상기 대향 전극 사이에 개재되는 산화 환원 이온쌍(redox couple)을 포함한 산화환원 전해질;을 포함하는 광양극 양자점 감응형 태양전지용 광양극의 제조방법으로,
a) 투명 전도성 기판 상부에 정공전달형 반도체 입자를 함유한 슬러리를 도포하고 열처리하여 다공성 정공전달형 반도체 입자층을 형성하는 단계; 및
b) 분무열분해를 이용하여 상기 정공전달형 반도체 입자층과 접하는 광감응 양자점을 형성하는 단계;
를 포함하는 광양극의 제조방법
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제 9항에 있어서,
정공전달형 반도체 입자는 NiO 입자이며, 상기 광감응 양자점은 CuxS(1
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제 10항에 있어서,
상기 슬러리에 함유된 NiO 입자의 평균 입경은 10 내지 50nm이며, 상기 열처리는 공기중 350 내지 450℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 광양극의 제조방법
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제 10항에 있어서,
상기 b)단계의 분무열분해에 사용되는 전구체는 Cu-킬레이트 및 황 함유 유기물인 것을 특징으로 하는 광양극의 제조방법
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제 12항에 있어서,
상기 전구체는 [Cu(en)2]Cl2 (en; ethylenediamine) 및 싸이오유레아(thiourea)인 것을 특징으로 하는 광양극의 제조방법
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제 10항에 있어서,
상기 투명 전도성 기판은 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide, SnO2: F) 기판인 것을 특징으로 하는 광양극의 제조방법
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제 13항에 있어서,
상기 b)단계의 분무열분해는 300 내지 350℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 광양극의 제조방법
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