초록 ▼

1. 연구과제의 개요
- 직조-인쇄-염색-포장의 공정 개념으로 직조공정을 통해 전극 구조를 완성한 후, 전극 구성 소재를 도포(인쇄, 염색)함으로써 근본적으로 파손 문제의 해결하고 와이어와 yarn을 동시에 활용하는 직조구조를 통해 치밀한 구조의 직조 구조를 제조함으로써 면적 활용 효율을 높일 수 있는 선직조-후도포 개념의 직조 기반 염료감응형 태양전지 기술의 실용화를 위한 기술 개발
- 직조 기반 유연 염료감응형 태양전지 실용화를 위한 필요 기술
- 직조 기반 유연 염료감응형 태양전지의 활용을 위한 내구성 확보 기

1. 연구과제의 개요
- 직조-인쇄-염색-포장의 공정 개념으로 직조공정을 통해 전극 구조를 완성한 후, 전극 구성 소재를 도포(인쇄, 염색)함으로써 근본적으로 파손 문제의 해결하고 와이어와 yarn을 동시에 활용하는 직조구조를 통해 치밀한 구조의 직조 구조를 제조함으로써 면적 활용 효율을 높일 수 있는 선직조-후도포 개념의 직조 기반 염료감응형 태양전지 기술의 실용화를 위한 기술 개발
- 직조 기반 유연 염료감응형 태양전지 실용화를 위한 필요 기술
- 직조 기반 유연 염료감응형 태양전지의 활용을 위한 내구성 확보 기술 확보를 위한 밀봉 기술 개발

2. 연구결과 요약
1) 직조물 상에 광전극 도포 공정 개발: Floating Substrate Deposition 공정
- Floating Substrate Deposition 공정을 통한 광전극 형상 제어를 성공함으로써 시뮬레이션으로 제시된 최적구조를 실제 구현하는데 성공함.
2) 백금/탄소계 상대전극 페이스트
- SN계 전해질 내에서 기존 백금 상대전극 대비 유사하거나 높은 효율을 갖는 상대전극 페이스트 제조
3) 비휘발성/준고체 전해질 개발
- SN계 전해질+silica 나노입자를 통한 준고체 전해질 개발
- 준고체 전해질에서 기존 고휘발성 전해질 대비 80% 수준 (액상 전해질과 동등 효율) 획득.
- 준고체 전해질 내에서 압력에 의한 고상-액상-고상 상변태 거동 발견(최초 발견)
4) SN계 준고체 전해질을 이용한 무공(無空) 공정 개발
5) 직조 기술 기술 이전
- 송이실업 기술 이전하고, 래이피어/도비 직조기를 활용한 금속계 전극 기계직조 성공

(출처 : 보고서 초록)

Abstract ▼

New type of high flexible DSSC based on weaving technology using metal and ceramic fabrics has been developed and prepared for commercialization in pilot plant scale. The new fabric cell has high flexibility, light weight, high mechanical durability and low manufacturing cost. Its efficiency is abou

New type of high flexible DSSC based on weaving technology using metal and ceramic fabrics has been developed and prepared for commercialization in pilot plant scale. The new fabric cell has high flexibility, light weight, high mechanical durability and low manufacturing cost. Its efficiency is about 5 % and is preserved with 80 % of starting efficiency after 90° bending test of 2,000 times. And more, the minimum bending radius in operation is only 0.4 cm and this means that the cell can be enough bendable for the normal wearable devices.

The main concept of fabric DSSC is primarily to remove transparent conducting oxide (TCO) substrate, which is severe barrier to make flexible cell, by adopting fabric structure. In this structure metallic fibers are weaved as large area fabric and used as the electric conductor of electricity generated in dye-adsorbed TiO₂ electrode instead of TCO. This metallic fabric substrate has beneficial merits something like high flexibility and needlessness of metallic grid for preventing voltage drop found in large area module. The counter electrode of nano carbon base is also coated on the metallic fabric. For the electrolyte the ceramic or polymer fabric are layered between the photo-anode and the counter electrode, and the liquid or solid electrolyte can be absorbed in this fabric layer. Like these, all layers of DSSC can be fabricated as 3D-multilayer fabric in the special weaving machine. We have developed the fabric pattern for high efficiency, weaving algorithm for mass production, manufacturing processes, materials and manufacturing machines realizing all fabric DSSC above 5years. Especially we have been engaged in computer simulation for long time because there are too much variants and conditions in fabric process and we had to find optimum condition for high performance. The simulation results of efficiency and fabric pattern are well suited to our experiments.

In manufacturing process we cannot use the traditional process and equipment for making fabric DSSC. For example the normal screen printing method with base plate is not usable because the paste gets out through the porous fabric and sticks to base plate. We had to make the new coating process called as floating substrate deposition (FSD) and its machine. Materials also should be modified for the fabric cell. Especially we prepared the interesting new type of solid electrolyte which was easily infilterated through TiO₂ porous structure and then stabilized under the high bendable conditions.

(출처 : SUMMARY)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 13
• 제 1 절 연구개발의 필요성 및 목적 ... 13
• 제 2 절 연구의 목표 및 연구내용 ... 15
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제 1 절 지적재산권 현황 및 회피 전략 ... 21
• 제 2 절 국내외 기술 수준 현황 ... 22
• 제 3 절 과제 연구팀의 기술수준 ... 23
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 24
• 제 1 절 Floating Substrate Deposition 공정개발 및 최적화 ... 24
• 제 2 절 광전극의 형상 최적화를 위한 전산모사 ... 25
• 제 3 절 신공정을 적용한 태양전지의 제작 ... 27
• 제 4 절 고체/준고체 전해질의 개발 ... 27
• 제 5 절 상용화 공정 개발 ... 30
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 33
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 34
• 끝페이지 ... 35