초록

본 발명은 중합체 겔 혼성 태양 전지에 관한 것이다. 특히, 빛에서 에너지로의 전환 효율이 100 MW/CM2 사용시 9.2% 정도로 높고, 33 MW/CM2의 감소된 빛 강도에서는 14.1% 정도로 높은 전지가 개시된다.

대표청구항 ▼

동종중합체 및 공중합체를 포함하는 군에서 선택된 중합체를 포함하는 중합체 겔 전해질을 포함하는 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항에 있어서, 동종중합체가 선형 또는 비-선형인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항에 있어서, 공중합체가 통계적 공중합체, 랜덤 공중합체, 교대 공중합체, 블록-공중합체 및 그래프트 공중합체를 포함하는 군에서 선택된 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 선형 중합체인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 가교된 것인

동종중합체 및 공중합체를 포함하는 군에서 선택된 중합체를 포함하는 중합체 겔 전해질을 포함하는 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항에 있어서, 동종중합체가 선형 또는 비-선형인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항에 있어서, 공중합체가 통계적 공중합체, 랜덤 공중합체, 교대 공중합체, 블록-공중합체 및 그래프트 공중합체를 포함하는 군에서 선택된 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 선형 중합체인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 가교된 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제5항에 있어서, 중합체가 공유결합에 의해 가교된 것이 아닌 중합체 겔 혼성 태양 전지.제5항 또는 제6항에 있어서, 중합체가 물리적으로 가교된 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체의 Mw가 > 90,000인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제8항에 있어서, 중합체의 Mw가 > 200,000인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제8항에 있어서, 중합체의 Mw가 > 400,000인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체가 중합체 겔 전해질의 1 내지 10 wt%를 구성하는 중합체 겔 혼성 태양 전지.제11항에 있어서, 중합체가 중합체 겔 전해질의 1 내지 5 wt%를 구성하는 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 겔 전해질이 중합체 겔 전해질 내에 존재하는 산화환원 커플 없이 측정하였을 때 1 x 10-6 S/cm 보다 큰 이온 전도도를 갖는 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제13항에 있어서, 중합체 겔 전해질이 1 x 10-3 S/cm 보다 큰 이온 전도도를 갖는 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 겔 전해질이 염기 및(또는) 라디칼 소거제 및(또는) 착화제 및(또는) 핀홀-필러(pinhole-filler) 및(또는) 전하 재조합을 감소시키는 화합물을 더 포함하는 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 겔 전해질이 아민을 더 포함하는 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제16항에 있어서, 아민이 피리딘, 또는 피리딘, 4-tert-부틸피리딘, 2-비닐피리딘 및 폴리(2-비닐피리딘)을 포함하는 군에서 선택된 피리딘 유도체인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제15항에 있어서, 염기/라디칼 소거제/착화제/핀홀-필러/전하 재조합을 감소시키는 화합물이 하나 또는 수개의 카르복실기를 갖는 화합물, 하나 또는 수개의 아민기를 갖는 화합물, 하나 또는 수개의 카르복실기 및 하나 또는 수개의 아민기를 갖는 화합물, 및 자유 고립전자쌍을 갖는 화합물을 포함하는 군에서 선택된 화합물인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 겔 전해질이 산화환원 커플을 더 포함하는 중합체 겔 혼성 태양 전지.제19항에 있어서, 산화환원 커플이 전자 수송층의 음전하를 띠는 분자 내로 주입된 전자와 재조합 반응을 수행할 확률이 낮은 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제20항에 있어서, 산화환원 커플이 I-/I3-인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제21항에 있어서, 산화환원 커플이 I-/I3-이고 I-의 반대이온 C가 Li, Na, K, 테트라부틸암모늄, Cs 및 DMPI(용융 염)를 포함하는 군에서 선택된 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 겔 전해질이 염을 더 포함하는 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제23항에 있어서, 염이 산화환원 비활성 염인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제24항에 있어서, 산화환원 비활성 염이 Li(CF3SO2)2N인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 겔 전해질이 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트 및 아세토니트릴을 포함하는 군에서 선택된 하나 이상의 용매를 더 포함하는 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 겔 전해질이 이온적 및(또는) 전기적으로 전도성인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 겔 전해질이- 폴리에틸렌 옥시드, LiClO4, 프로필렌 카르보네이트 및(또는) 에틸렌 카르보네이트,- 폴리에틸렌 옥시드, NH4ClO4, 프로필렌 카르보네이트 및(또는) 에틸렌 카르보네이트,- 폴리에틸렌 옥시드 및(또는) 폴리메틸메타크릴레이트, LiClO4, 프로필렌 카르보네이트 및(또는) 에틸렌 카르보네이트,- 폴리아크릴로니트릴, Li- 및(또는) Mg 트리플루오로메탄설포네이트, 프로필렌 카르보네이트 및(또는) 에틸렌 카르보네이트,- 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리(2-비닐피리딘), LiClO4, 7,7,8,8-테트라시아노-1,4-퀴노디메탄 및(또는) 테트라시아노에틸렌(TCNE),- 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리아닐린, Li(CF3SO2)2N 및 H(CF3SO2)2N,- 폴리(에틸렌옥시)카르복실레이트로 그래프트된 폴리아닐린,- 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리스티렌설포네이트(PEDOT-PSS)를 포함하는 군에서 선택된 것인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 염료-감응화된 중합체 겔 혼성 태양 전지.제29항에 있어서, 염료가 루테늄 착물인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 겔 전해질이 나노입자를 더 포함하는 중합체 겔 혼성 태양 전지.제31항에 있어서, 나노입자의 평균 크기가 2 nm 내지 25 nm의 범위인 중합체 겔 혼성 태양 전지.제31항 또는 제32항에 있어서, 나노입자가 반도체 재료로 형성되는 중합체 겔 혼성 태양 전지.제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 따른 중합체 겔 혼성 태양 전지의 배열.<