[기술분석] 유연성 페로브스카이트 태양전지 (Flexible Perovskite Solar Cell)

대상종목 : 신성이엔지, 한화솔루션, 대유플러스, 유니테스트, OCI, 메카로, 서남

검색방법

본 조사에서의 특허검색은 WIPSON 특허DB를 사용하여 2020년 01월 05일(검색일 기준)까지 공개 또는 등록된 국내외 각국(한국, 일본, 미국, 유럽, 중국, PCT 등)의 문헌을 대상으로 관련 기술을 조사하였음 본 조사에서의 비특허검색은 Google (Scholar), NDSL, RISS, KISS 등의 전문 DB와 Naver, Daum 등의 검색엔진을 사용하여 2021년 01월 06일(검색일 기준)까지 공개된 국내외 각국의 문헌을 대상으로 관련 기술을 조사하였음

 

1. 기술 특징 및 이슈

-저온공정 기반 정공수송층 (Electron transporting layer)

-인쇄 공정 적용 소자 제작: 스핀 코팅 외에 다양한 코팅 (바, 슬롯-다이, 블레이드, meniscus) 혹은 프린팅 (잉크젯, 스프레이, 그라비아)

-페로브스카이트 상 변환 기술: hot-deposition, antisolvent dripping 등

-롤투롤(roll-to-roll) 공정 적용

-주요 키워드: Flexible PSCs, Flexible perovskite solar cells (FPSCs) 등

 

2. 주요 연구기관

(중)SUSTech, SCNU, Huazhong Univ. of Science and Technology, Univ. of Jinan, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, (한)KIST, 서울대, 성균관대학교, (스페인)Universidad de Valencia: Bolink, (영)Swansea Univ.: Watson, (미)University of Toledo; Yan 등

 

3. 조사결과 (최근 3년)

No	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
1	CN	2016-10552632	Flexible perovskite cell structure and preparation method therefor	UNIV. HUAZHONG SCIENCE TECH
2	CN	2019-10347184	Flexible carbon-based perovskite solar cell and preparation method thereof	UNIV. HUBEI
3	CN	2018-11363734	Preparation method of flexible photovoltaic device by inducing tensile and bending resistance of perovskite crystal	UNIV. SOOCHOW
4	CN	2019-10653762	Transfer method for flexible perovskite solar cell	UNIV. SOUTH CHINA NORMAL
5	CN	2020-10889313	Flexible large-area perovskite photovoltaic device and preparation method thereof	UNIV. ELECTRONIC SCIENCE & TECH of China
6	CN	2020-20833687	Flexible solar cell	CHINA HUANENG GROUP Co.,Ltd. / Huaneng Clean Energy Research Institute
7	JP	2017-249320	플렉시블 태양전지	SEKISUI CHEM CO LTD
8	CN	2018-11308080	A method for fabricate a flexible large area perovskite solar cell module using a femtosecond lase is disclosed	UNIV. WUHAN TECH
9	PCT-US	2019-030209	FLEXIBLE INORGANIC PEROVSKITE SOLAR CELLS AND ROOM-TEMPERATURE PROCESSING THEREOF	UNIV. MICHIGAN STATE
10	CN	2018-10788053	Mo-titania-AgNWs flexible perovskite solar cell and preparation method thereof	Henan University
11	CN	2017-10484247	Flexible perovskite solar cell and preparation method thereof	UNIV. CENTRAL SOUTH / Shenzhen Advanced Technology Research Inst.
12	US	Joule 3(9), 2019	Enabling Flexible All-Perovskite Tandem Solar Cells	Palmstrom A.F. / Moore D.T. (NREL)
13	NL	Small 14(12). 2018	Highly Efficient and Stable Flexible Perovskite Solar Cells with Metal Oxides Nanoparticle Charge Extraction Layers	Najafi, M. / Andriessen, R. (ECN)
14	KR	Energy and Environmental Science 10(1), 2017	Superflexible, high-efficiency perovskite solar cells utilizing graphene electrodes: Towards future foldable power sources	Yoon, J. / Choi, M (Seoul Natl Univ.)

 

4. 핵심기술 주요내용

번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
1	CN	2016-10552632	Flexible perovskite cell structure and preparation method therefor	UNIV. HUAZHONG SCIENCE TECH
	주요내용
	유연성 페로브스카이트 태양전지의 구조와 제조 방법을 제시함
	기술관련성 및 검토의견
	성능의 안정성을 유지하면서, 유연성 페로브스카이트 태양전지의 대면적화를 가능하게 함
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
2	CN	2019-10347184	Flexible carbon-based perovskite solar cell and preparation method thereof	UNIV. HUBEI
	주요내용
	탄소 기반의 유연성 페로브스카이트 태양전지 제조 방법을 제시함 투명 전도성 ITO/PET 기판, SnO2컴팩트 층, CH3NH3PbI3 페로브스카이트 흡광층, P3HT 정공층 및 도전성 탄소 전극으로 구성됨
	기술관련성 및 검토의견
	유연한 전도성 전극을 사용하여 페로브스카이트 태양전지의 유연성을 증가시킴
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
3	CN	2018-11363734	Preparation method of flexible photovoltaic device by inducing tensile and bending resistance of perovskite crystal	UNIV. SOOCHOW
	주요내용
	[6,6]-phenyl-C61-butyric oxytenane dendron esterPCBOD를 페로브스카이트 전구체 용액에 첨가
	기술관련성 및 검토의견
	균일하게 분포된 페로브스카이트 결정을 제조하여 유연성 페로브스카이트 태양전지의 광전환 손실이 줄어들며 유연한 페로브스카이트 태양전지를 대면적으로 제조하는 데 도움이 됨
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
4	CN	2019-10653762	Transfer method for flexible perovskite solar cell	UNIV. SOUTH CHINA NORMAL
	주요내용
	유연성 페로브스카이트 태양 전지의 제조 및 transfer 방법을 단계적으로 제시 양면 접착제의 제1 보호 필름을 박리한 후, 양면 접착제를 유리 기판에 부착하고, 양면 접착제의 제2 보호 필름을 보유 에폭시 수지 페이스트와 경화제를 혼합한 후, S1의 양면 접착제의 제2 보호막의 표면에 도포하여 에폭시 수지 접착층을 형성 유연성 기판을 에폭시 수지 접착층에 부착하고 가열 환경에서 경화되도록 배치함 전자수송층, 페로브스카이트 광흡수층, 정공수송층 및 은전극이 차례로 유연성 기판상에 제공됨 (유연성 페로브스카이트 태양전지가 만들어짐) 양면 접착제의 제2 보호 필름을 박리, 유리기판으로부터 페로브스카이트 태양전지를 옮김 제2 보호 필름을 에폭시 수지 접착층의 하부로부터 박리, 유연성 태양전지의 전환(transfer) 완성
	기술관련성 및 검토의견
	유연성 페로브스카이트 태양전지의 결정성의 문제를 최소화하면서, 전환 손실을 줄임
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
5	CN	2020-10889313	Flexible large-area perovskite photovoltaic device and preparation method thereof	UNIV. ELECTRONIC SCIENCE & TECH of China
	주요내용
	대면적화된 유연성 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법 제시 아래부터 플렉시블한 PI 기판, 투명 전도성 양극 ITO층, PEDOT PSS 애노드 버퍼층, 페로브스카이트 활성층, PCBM 전자 버퍼층, Bphen 정공차단층, 금속캐소드로 구성됨 PCBM 전자 버퍼층은 MAI and PbI2를 혼합한 MAPbI3로 구성됨 1단계에서는 저온결정법, 2단계에서는 고속가온법을 사용
	기술관련성 및 검토의견
	유연성 페로브스카이트 태양전지의 박막 결정성의 차이를 해결하고 유연성을 강화하는 기술
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
6	CN	2020-20833687	Flexible solar cell	CHINA HUANENG GROUP Co.,Ltd. / Huaneng Clean Energy Research Institute
	주요내용
	박막 태양 전지 장치의 설계 방법을 제공함으로써 흡습과 산화에 강한 플렉서블 페로브스카이트 태양전지를 제시함 본 유연성 페로브스카이트 태양전지는 제1 패키지층, 제1 전극층, PET층, 제2패키지층, 제2 전극층, 정공 수송층, 페로브스카이트 광전활성층, 전자 수송층 및 가요성 PET 기판으로 구성됨 제1 밀봉층 및 제2 밀봉층의 재질은 모두 알루미나로 구성 플렉시블 PET기판 및 제1 전극층은 모두 플렉시블 구조임 전자 수송층의 두께: 15-40nm 페로브스카이트 광전 활성층 두께: 400-600 nm. 정공 수송층의 두께: 30-80 nm 제2 전극층의 두께: 50-80nm 제1 패키지 층 및 제2 패키지 층의 두께 : 20-30 nm
	기술관련성 및 검토의견
	수분과 산소의 차단성이 좋고, 안정성이 높은 유연성 페로스스카이트 태양전지의 제조 방법을 제공함
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
7	JP	2017-249320	플렉시블 태양전지	SEKISUI CHEM CO LTD
	주요내용
	페로브스카이트 광전 변환층과 투명 전극을 가지는 플렉시블 태양전지 유연성 기재는 순도 99% 이상의 알루미늄 포일 포함
	기술관련성 및 검토의견
	오랫동안 사용하더라도 전압 손실과 광전 변환 효율을 저하가 적은 안정적인 유연성 페로브스카이트 태양전지 제조 방법을 제시함
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
8	CN	2018-11308080	A method for fabricate a flexible large area perovskite solar cell module using a femtosecond lase is disclosed	UNIV. WUHAN TECH
	주요내용
	펨토초 레이저를 사용하여 대면적화된 유연성 페로브스카이트 태양 전지 모듈을 제공 및 가공하는 방법을 제시함
	기술관련성 및 검토의견
	유연성 페로스카이트 태양전지 모듈의 생산과 가공에 관련된 기술을 제공함
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
9	PCT-US	2019-030209	FLEXIBLE INORGANIC PEROVSKITE SOLAR CELLS AND ROOM-TEMPERATURE PROCESSING THEREOF	UNIV. MICHIGAN STATE
	주요내용
	무기 할라이드 페로프스카이트 물질로 구성된 유연성 페로브스카이트 태양전지 두께: 1μm 이하 평균 입자 크기: 500 nm 이하
	기술관련성 및 검토의견
	무기성 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법과 상온에서의 프로세싱 방법 제시
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
10	CN	2018-10788053	Mo-titania-AgNWs flexible perovskite solar cell and preparation method thereof	Henan University
	주요내용
	TiO2-AgNWs 유연성 페로브스카이트 태양전지를 제조함 PEDOT: PSS를 PET 기판에 증착 그 후, AgNW를 EMMBF4과 초순수의 혼합 용액에 분산시켜 AgNWs 분산액을 얻고, AgNWs 분산액을 PEDOT에 퇴적시킴. PSS에서, 건조시켜 AgNWs 전극을 얻고, EMIMBF4와 순수 혼합 용액 중 EMIMBF4와 순수 체적비율이 1:(5~10) AgNW 1mg당 1ml~1.2ml로 이루어진 혼합용액이 필요함 AgNWs 전극 상에 Mo-TiO2-AgNWs 전자 수송층이 제조됨 전자 수송층 위에 C60-SAM 층을 증착하고, CH3NH3PbI3감광층을 C60-SAM 층 위에 제조 Spiro-OMeTAD 정공수송층은 CH3NH3PbI3감광층 상에 제조 정공 수송층 위에 Au 대향 전극을 증착
	기술관련성 및 검토의견
	페로브스카이트 태양전지의 유연성과 광전변환효율을 촉진하는 기술
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
11	CN	2017-10484247	Flexible perovskite solar cell and preparation method thereof	UNIV. CENTRAL SOUTH /Shenzhen Advanced Technology Research Inst.
	주요내용
	유연성 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법 제시 플렉시블 기판 상에 순서대로 광 흡수층, 정공 수송층, 대향 전극을 적층함 black phosphorus와 CsMX3 화합물이 광흡수층에 사용됨 (M =Pb or Sn, X=I, Cl or Br) black phosphorus 로 이루어지는 전자수송층은 저온 (<150oC)열처리가 가능
	기술관련성 및 검토의견
	유연성 페로브스카이트 태양전지의 광흡수층을 개선하여, 광전변환효율 및 안정성을 향상시킴
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
12	US	Joule 3(9), 2019	Enabling Flexible All-Perovskite Tandem Solar Cells	Palmstrom A.F. / Moore D.T. (NREL)
	주요내용
	낮은 전도성을 지닌 산화 알루미늄 아연(aluminum zinc oxide) 층 원자층 증착(ALD: atomic layer deposition) 밴드갭 튜닝을 통한 높고 안정적인 전압의 페로브스카이트 형성 위의 두 가지 방법을 모두 사용하여 Flexible All- perovskite 텐덤 태양전지의 전력변환효율 향상 배열: PEN/ITO/Poly-TPD/PFN-Br/W.B Perovskite/LiF/C60/PEIE/AZO/PEDOT:PSS/L.B Perovskite/C60/BCP/Ag
	기술관련성 및 검토의견
	본 기술의 시연에 따르면, 유연한 All- perovskite 텐덤 태양전지의 PCE가 21.3%까지 증가됨
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
13	NL	Small 14(12). 2018	Highly Efficient and Stable Flexible Perovskite Solar Cells with Metal Oxides Nanoparticle Charge Extraction Layers	Najafi, M. / Andriessen, R. (ECN)
	주요내용
	사전 합성된 NiO x 및 ZnO 나노 입자 필름이 각각 상온에서 정공 수송층 (HTL)과 전자 수송층 (ETL)에 적용됨 실온 처리 덕분에 롤 투 롤 생산 속도와 호환되는 ETL 및 HTL을 사용하는 유연성 페로브스카이트 전지의 안정성에 기여
	기술관련성 및 검토의견
	본 기술은, 상온 처리를 통해 정공 수송층(HTL)과 전자 수송층(ETL)와 roll-to-roll 공정의 생산속도와 양립 가능하도록 함으로써 유연성 페로브스카이트 전지의 효율 뿐만 아니라 안정성에 기여할 수 있음
번호	국가	특허/논문DOI	특허명/논문명	출원인/게재자
14	KR	Energy and Environmental Science 10(1), 2017	Superflexible, high-efficiency perovskite solar cells utilizing graphene electrodes: Towards future foldable power sources	Yoon, J. / Choi, M (Seoul Natl Univ.)
	주요내용
	ITO(Indium tin Oxide)가 없는 유연성 페로브스카이트 태양전지의 제작을 제안함 그래핀을 투명 전극으로 사용하여 사용하여 매우 효율적이고 안정적인 유연성 페로브스카이트 태양전지 시연 구조: PET/Graphene/MoO3-PEDOT:PSS/Perovskite/C60/BCP/LiF/Al
	기술관련성 및 검토의견
	유연성 페로브스카이트 전지의 효율성(PCE 16.8%)과 유연성능, 안정성 등 향상