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전도성 투명 기재 상에 형성된 다공성 전이금속 산화물 구조체, 및 상기 다공성 전이금속 산화물 구조체에 흡착된 감광성 염료를 포함하는, 광전극;상기 광전극에 대향되는 상대전극; 및상기 광전극과 상기 상대전극 사이에 위치하는 겔형 전해질:을 포함하는, 염료감응 태양전지
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제 1 항에 있어서, 상기 겔형 전해질은,요오드계 산화/환원쌍(I3-/I-); 저휘발성 유기 용매; 및고분자 물질:을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지
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제 2 항에 있어서,상기 요오드계 산화/환원쌍을 형성하기 위한 요오드화염은, n-메틸이미다졸륨 요오드, n-에틸이미다졸륨 요오드, 1-벤질-2-메틸이미다졸륨 요오드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-프로필이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소프로필이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-부틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소부틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-s-부틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-펜틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소펜틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-헥실이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소헥실이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-엑틸이미다졸륨 요오드, 1,2-디메틸-3-프로필이미다졸륨 요오드, 1-에틸-3-이소프로필이미다졸륨 요오드, 1-프로필-3-프로필이미다졸륨 요오드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지
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제 2 항에 있어서,상기 저휘발성 유기 용매는, 메톡시프로피오니트릴, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 감마-부티로락톤, 디메틸포름아미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지
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제 2 항에 있어서,상기 고분자 물질은, 액체 전해질을 겔화시킴으로써 겔형 전해질을 제조하기 위한 것인, 염료감응 태양전지
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제 2 항에 있어서,상기 고분자 물질은, 폴리에틸렌옥시드(PEO), 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(PVdF-HFP), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지
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제 2 항에 있어서,상기 요오드계 산화/환원쌍을 형성하기 위한 요오드화염 및 상기 고분자 물질의 비는 중량% 기준으로 1:1 내지 1:3 인 것을 포함하는, 염료감응 태양전지
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제 1 항에 있어서,상기 다공성 전이금속 산화물 구조체는 전이금속 산화물 입자들이 오팔구조로 배열되어 있는 다공성 구조체 또는 역전된 오팔구조를 가지는 다공성 전이금속 산화물 구조체를 포함하는 것인, 염료감응 태양전지
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제 1 항에 있어서,상기 다공성 전이금속 산화물 구조체는,3차원으로 배열된 제 1 기공을 가지는 제 1 전이금속 산화물 구조체; 및상기 제 1 기공 내에 형성되며, 상기 제 1 기공의 크기보다 작은 3차원으로 배열된 제 2 기공을 가지는 제 2 전이금속 산화물 구조체:를 포함하는 것인, 염료감응 태양전지
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10
제 9 항에 있어서,상기 제 1 전이금속 산화물 구조체, 및 상기 제 2 전이금속 산화물 구조체는, 각각 독립적으로 Ti, Cu, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm, Ga, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 전이금속의 산화물을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지
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11
제 9 항에 있어서,상기 제 1 기공의 크기는 마이크로미터 단위이고, 상기 제 2 기공의 크기는 나노미터 단위인, 염료감응 태양전지
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제 9 항에 있어서,상기 제 1 기공, 및 상기 제 2 기공은, 각각 독립적으로 단순입방정계(simple cubic), 체심입방정계(body-centered cubic), 면심입방정계(face-centered cubic), 또는 조밀육방구조(hexagonal closed packed lattice) 형태로 배열된 것인, 염료감응 태양전지
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전도성 투명 기재 상에 다공성 전이금속 산화물 구조체를 형성하는 것;상기 다공성 전이금속 구조체에 감광성 염료를 흡착하여 광전극을 제조하는 것;상기 광전극에 대향되는 상대전극을 제조하는 것; 및상기 광전극과 상기 상대전극 사이에 겔형 전해질을 주입하는 것:을 포함하는, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 13 항에 있어서, 상기 겔형 전해질은, 요오드계 산화/환원쌍(I3-/I-); 저휘발성 유기 용매; 및고분자 물질:을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 14 항에 있어서,상기 요오드계 산화/환원쌍을 형성하기 위한 요오드화염은, n-메틸이미다졸륨 요오드, n-에틸이미다졸륨 요오드, 1-벤질-2-메틸이미다졸륨 요오드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-프로필이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소프로필이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-부틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소부틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-s-부틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-펜틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소펜틸이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-헥실이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-이소헥실이미다졸륨 요오드, 1-메틸-3-엑틸이미다졸륨 요오드, 1,2-디메틸-3-프로필이미다졸륨 요오드, 1-에틸-3-이소프로필이미다졸륨 요오드, 1-프로필-3-프로필이미다졸륨 요오드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 14 항에 있어서,상기 저휘발성 유기 용매는, 메톡시프로피오니트릴, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 감마-부티로락톤, 디메틸포름아미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 14 항에 있어서,상기 고분자 물질은, 폴리에틸렌옥시드(PEO), 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(PVdF-HFP), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 13 항에 있어서,상기 다공성 전이금속 산화물 구조체는 전이금속 산화물 입자들이 오팔구조로 배열되어 있는 다공성 구조체 또는 역전된 오팔구조를 가지는 다공성 전이금속 산화물 구조체를 포함하여 형성되는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 13 항에 있어서,상기 다공성 전이금속 산화물 구조체를 형성하는 것은,상기 전도성 투명 기재 상에 고분자 콜로이드 입자를 함유하는 희생층을 형성하는 것;상기 희생층 내로 전이금속 산화물 전구체를 주입하는 것; 및,상기 희생층을 제거함으로써 3차원으로 배열된 기공을 가지는 전이금속 산화물 구조체를 형성하는 것:을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 13 항에 있어서,상기 다공성 전이금속 산화물 구조체를 형성하는 것은,상기 전도성 투명 기재 상에 제 1 고분자 콜로이드 입자를 함유하는 제 1 희생층을 형성하는 것;상기 제 1 희생층 내로 제 1 전이금속 산화물 전구체를 주입하는 것;상기 제 1 희생층을 제거함으로써 3차원으로 배열된 제 1 기공을 가지는 제 1 전이금속 산화물 구조체를 형성하는 것;상기 제 1 전이금속 산화물 구조체의 제 1 기공 내로 상기 제 1 고분자 콜로이드 입자보다 작은 크기를 가지는 제 2 고분자 콜로이드 입자를 주입하여 제 2 희생층을 형성하는 것;상기 제 2 희생층 내로 제 2 전이금속 산화물 전구체를 주입하는 것; 및,상기 제 2 희생층을 제거함으로써 상기 제 1 기공 내에 형성되며, 상기 제 1 기공의 크기보다 작은 3차원으로 배열된 제 2 기공을 가지는 제 2 전이금속 산화물 구조체를 형성하는 것:을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 20 항에 있어서,상기 제 1 고분자 콜로이드 입자, 및 상기 제 2 고분자 콜로이드 입자는, 각각 독립적으로 폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스타이렌/디비닐벤젠(PS/DVB), 폴리아미드, 폴리(부틸메타크릴레이트)(PBMA), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 20 항에 있어서,상기 제 1 희생층은, 상기 제 1 고분자 콜로이드 입자를 함유하는 용액을 상기 기재 상에 스핀 코팅 또는 캐스팅함으로써 형성되는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 20 항에 있어서,상기 제 2 희생층은, 상기 제 2 고분자 콜로이드 입자를 함유하는 용액을 상기 제 1 기공 내로 스핀 코팅 또는 캐스팅함으로써 형성되는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 20 항에 있어서,상기 제 1 전이금속 산화물 구조체, 및 상기 제 2 전이금속 산화물 구조체는, 각각 독립적으로 Ti, Cu, Zr, Sr, Zn, In, Yr, La, V, Mo, W, Sn, Nb, Mg, Al, Y, Sc, Sm, Ga, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전이금속의 산화물을 포함하는 것인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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제 20 항에 있어서,상기 제 1 고분자 콜로이드 입자의 크기는 마이크로미터 단위이고, 상기 제 2 고분자 콜로이드 입자의 크기는 나노미터 단위인, 염료감응 태양전지의 제조 방법
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