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페로브스카이트 태양전지 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2019037116
  • 담당센터 : 인천기술혁신센터
  • 전화번호 : 032-420-3580
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 페로브스카이트 태양전지(Perovskite Solar Cell) 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 음극; 상기 음극 상에 형성된 전자 수송층; 상기 전자 수송층 상에 형성되고, 페로브스카이트 화합물을 포함하는 페로브스카이트층; 상기 페로브스카이트층 상에 형성된 정공 수송층; 및 상기 정공 수송층 상에 형성된 양극을 포함하고, 상기 음극은 금속산화물층과, 상기 금속산화물층의 표면에 형성되고, 상기 금속산화물층과 전자 수송층 간의 일함수(work function) 차이를 감소시키는 일함수 개질층을 포함하는 페로브스카이트 태양전지(PSC), 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 음극의 표면 개질에 의해 전자 수송능 및 전자 수집능 등이 향상되어 고성능을 갖는다. 또한, 플렉시블한 전자 수송층에 의해 저온 공정 및 롤-투-롤(roll-to-roll) 공정이 가능하여 경제성 및 생산성 등이 향상될 수 있다.
Int. CL H01L 31/032 (2006.01.01) H01L 31/0392 (2006.01.01) H01L 31/18 (2006.01.01) H01L 31/0216 (2014.01.01)
CPC H01L 31/032(2013.01) H01L 31/032(2013.01) H01L 31/032(2013.01) H01L 31/032(2013.01)
출원번호/일자 1020170040744 (2017.03.30)
출원인 가천대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1873240-0000 (2018.06.26)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20180702) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2017.03.30)
심사청구항수 14

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 가천대학교 산학협력단 대한민국 경기도 성남시 수정구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이은철 대한민국 경기도 안양시 동안구
2 시아오인 씨에 중국 중국 길림성
3 즈하이 리우 중국 경기도 성남시 수정구
4 관천 리우 중국 중국 길림성

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인인터브레인 대한민국 서울특별시 서초구 서초대로 ***, ****호(서초동, 강남빌딩)
2 네이트특허법인 대한민국 서울특별시 강남구 역삼로 ***, ***호(역삼동, 하나빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 가천대학교 산학협력단 경기도 성남시 수정구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2017.03.30 수리 (Accepted) 1-1-2017-0313151-28
2 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment
2017.04.24 수리 (Accepted) 1-1-2017-0400117-05
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2017.05.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2017.08.09 수리 (Accepted) 9-1-2017-0026487-52
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2017.12.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0894113-66
6 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)
2018.01.11 수리 (Accepted) 1-1-2018-0034549-19
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2018.02.20 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-0175445-87
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2018.02.20 수리 (Accepted) 1-1-2018-0175452-07
9 등록결정서
Decision to grant
2018.06.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0411854-64
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번호 청구항
1 1
음극; 상기 음극 상에 형성된 전자 수송층; 상기 전자 수송층 상에 형성되고, 페로브스카이트 화합물을 포함하는 페로브스카이트층; 상기 페로브스카이트층 상에 형성된 정공 수송층; 및 상기 정공 수송층 상에 형성된 양극을 포함하고, 상기 음극은, 금속산화물층과, 상기 금속산화물층의 표면에 형성되고, 상기 금속산화물층과 전자 수송층 간의 일함수(work function) 차이를 감소시키는 일함수 개질층을 포함하며, 상기 전자 수송층은 플러렌 유도체를 포함하고, 상기 페로브스카이트층은 고형의 납할라이드(PbX2, X = Cl, Br 또는 I)를 열 기화시켜 상기 플러렌 유도체를 포함하는 전자 수송층 상에 납할라이드층(PbX2층)을 형성하고, 상기 납할라이드층(PbX2층) 상에 메틸암모늄할라이드(CH3NH3X, X = Cl, Br 또는 I)와 용매를 포함하는 메틸암모늄할라이드(CH3NH3X, X = Cl, Br 또는 I) 용액을 코팅한 다음, 열 반응시켜 형성된 메틸암모늄납할라이드(CH3NH3PbX3, X = Cl, Br 또는 I)를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지
2 2
제1항에 있어서, 상기 일함수 개질층은 아민기 함유 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지
3 3
제2항에 있어서, 상기 아민기 함유 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지
4 4
제1항에 있어서, 상기 일함수 개질층은 2nm 내지 20nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지
5 5
삭제
6 6
제1항에 있어서, 상기 전자 수송층은 10nm 내지 50nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지
7 7
삭제
8 8
삭제
9 9
제1항에 있어서, 상기 플러렌 유도체는 PCBM를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지
10 10
제1항에 있어서, 상기 용매는 γ-부티로락톤(GBL), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF) 및 이소프로판올(isopropanol)로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지
11 11
음극을 형성하는 제1공정; 상기 음극 상에 전자 수송층을 형성하는 제2공정; 상기 전자 수송층 상에 페로브스카이트 화합물을 포함하는 페로브스카이트층을 형성하는 제3공정; 상기 페로브스카이트층 상에 정공 수송층을 형성하는 제4공정; 및 상기 정공 수송층 상에 양극을 형성하는 제5공정을 포함하고, 상기 제1공정은, 금속산화물층을 형성하는 단계 a)와, 상기 금속산화물층의 표면에, 상기 금속산화물층과 전자 수송층 간의 일함수(work function) 차이를 감소시키는 일함수 개질층을 형성하는 단계 b)를 포함하며, 상기 제2공정은 플러렌 유도체를 포함하는 용액을 상기 음극의 일함수 개질층 상에 코팅하여 전자 수송층을 형성하고, 상기 제3공정은, 고형의 납할라이드(PbX2, X = Cl, Br 또는 I)를 열 기화시켜 상기 플러렌 유도체를 포함하는 전자 수송층 상에 납할라이드층(PbX2층)을 형성하는 제1단계와, 상기 납할라이드층(PbX2층) 상에 메틸암모늄할라이드(CH3NH3X, X = Cl, Br 또는 I)와 용매를 포함하는 메틸암모늄할라이드(CH3NH3X, X = Cl, Br 또는 I) 용액을 코팅한 다음, 열 반응시켜 메틸암모늄납할라이드(CH3NH3PbX3, X = Cl, Br 또는 I)의 페로브스카이트층을 형성하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법
12 12
제11항에 있어서, 상기 단계 b)는 아민기 함유 화합물을 포함하는 개질 용액을 상기 금속산화물층 상에 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법
13 13
제12항에 있어서, 상기 아민기 함유 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법
14 14
제11항에 있어서, 상기 단계 b)는 일함수 개질층을 2nm 내지 20nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법
15 15
삭제
16 16
제11항에 있어서,상기 제2공정은 전자 수송층을 10nm 내지 50nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법
17 17
삭제
18 18
삭제
19 19
제11항에 있어서, 상기 플러렌 유도체는 PCBM를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법
20 20
제11항에 있어서, 상기 제2단계에서의 용매는 γ-부티로락톤(GBL), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF) 및 이소프로판올(isopropanol)로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 가천대학교 중견연구자지원사업 페로브스카이트 태양전지 한계 극복을 위한 대규모 GW 계산 및 실험 연구