KR101051083B1 - 고전도성 양자점 필름의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 고전도성 양자점 필름 - Google Patents

고전도성 양자점 필름의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 고전도성 양자점 필름 Download PDF

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장원석
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Abstract

본 발명은 고전도성 양자점 필름의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 고전도성 양자점 필름에 관련한 것으로서, 상기 양자점 필름은 전도성 양자점을 제조하는 단계 (단계 1); 전도성 양자점을 기판에 코팅하는 단계 (단계 2); 전도성 양자점간의 리간드를 교환하는 단계 (단계3); 상기 전도성 양자점이 코팅된 기판을 저온 열처리하는 단계(단계 4); 및 상기 저온 열처리가 수행된 기판을 리간드로 재봉지하는 단계(단계 5)를 포함하고 있으며, 원하는 두께로 코팅하기 위하여 상기 단계 2 내지 5를 반복하는 것을 특징으로 한다. 상기 방법으로 제조된 양자점 필름은 단일층의 양자점 입자들로 구성되며, 단일층의 두께는 양자점 입자의 크기와 동일하다는 특징을 갖는다. 상기 방법으로 제조된 고전도성 양자점 필름을 적용한 전기소자 및 태양전지는 전도성과 같은 전기적 특성이 뛰어난 장점을 갖게 된다.

Description

고전도성 양자점 필름의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 고전도성 양자점 필름 {The method of highly conductive quantum dot film and highly conductive quantum dot film prepared thereby}
본 발명은 고전도성 양자점 필름의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 고전도성 양자점 필름에 관한 것이다.
양자점(quantum dot)은 수 나노 크기의 결정 구조를 가진 반도체 물질로서, 수백에서 수천 개 정도의 원자로 구성되어 있다. 양자점은 크기가 매우 작기 때문에 단위 부피당 표면적이 넓고, 대부분의 원자들이 나노 결정의 표면에 존재하며, 양자구속(quantum confinement)효과 등을 나타낸다. 이러한 양자구속의 효과에 의하여 양자점의 크기 조절만으로 발광 파장을 조절할 수 있고, 우수한 색순도 및 높은 PL(photoluminescence) 발광효율 등의 특성으로 관심을 받고 있다.
나노결정 양자점(nanocrystalline quantum dot, NQD)은 뛰어난 광학적 특성으로 인해 의료용 영상분야, 광전소자 그리고 태양광 발전 소자에 널리 이용되어 왔다. 특히 반도체성 NQD는 단순히 크기를 조절함으로써 밴드갭 에너지를 바꿀 수 있다는 장점 때문에 파장별 선택성을 가질 수 있는 소자의 핵심 소재로써 떠오르고 있다. 이러한 반도체성 양자점을 소자로 응용하기 위해서는 우리가 원하는 위치에 양자점을 조립할 필요성이 있으므로 스핀코팅(spin coating), 드롭캐스팅(drop casting), 혹은 랭뮈어 블로제트(langmuir blodgett) 막형성 등의 방법을 통해 NQD로 구성된 소자를 구현해왔다. 그러나 상기 방법들은 양자점 간의 결정임계 문제(grain boundary problem) 등으로 인해 발생할 수 있는 높은 접촉저항 때문에, NQD에서 발생된 전하들의 이동 과정 중 손실이나 왜곡이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 하나는 양자점으로 이루어진 층(layer)에 별도의 열처리나 양자점의 표면개질을 통하여 양자점간의 저항을 줄이는 방법이다. 이러한 방법은 대면적의 소자에 적용하기엔 유리하지만, 열처리나 표면개질 등에 의해 양자점의 성질이 크게 영향 받을 수 있으므로 그 응용성이 극히 제한적이다. 이와는 별도로 양자점에 1차원적 나노소재인 나노와이어나 나노튜브를 연결하여, 1차원적 나노소재를 전하가 이동하는 통로로 사용함으로써 양자점에서 생성된 전하의 이동성을 향상시킬 수도 있다.
이와 관련하여 대한민국 공개특허 10-2010-0048604는 나노와이어가 양자점들 사이의 전자 전달 매개체 역할을 하도록 하여 발광 또는 광전 효율을 높일 수 있는 에너지 변환용 복합물질과 그 제조 방법 및 그를 이용한 에너지변환 소자에 관하여 기술하고 있다. 상기 발명은 전도성의 나노와이어가 이웃하는 양자점들 간의 전자 전달 능력을 향상시키는 매개체 역할을 하도록 함으로써 양자점들 간의 계면 저항에 의한 전자 전달 능력 저하를 방지하여 발광 효율 및 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한 양자점에서 나노와이어로의 전하 이동을 극대화함으로써 발광 효율, 광전 변환 효율, 열전효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 대한민국 공개특허 10-1998-026253은 단결정 기판위에 반도체 물질인 나노미터(nm) 크기의 미세한 양자점(quantum dot)을 일정하고 규칙적으로 형성하기 위하여, 단결정 기판위에 기판의 격자 크기보다 큰 격자 크기를 갖는 물질을 사용하여 일정하고 규칙적인 골과 마루로 된 제 1 박막을 형성하고, 이를 산화시켜 산화물 절연체로 만든 다음, 상기 절연체 위에 수 개의 분자층 또는 원자층 두께의 반도체 물질로 된 얇은 제 2 박막을 증착시킨 후, 열처리하여 상기 산화물 절연체의 골에 일정하고 규칙적인 반도체 물질로 된 양자점을 형성하는 방법을 기술하고 있다. 상기 방법에 따르면 규소 웨이퍼와 같은 단결정 기판 위에 반도체 물질로 된 nm 크기의 일정하고 규칙적인 양자점을 형성할 수 있어, 전자 소자 및 회로를 만드는데 사용할 수 있으며 광전자 소자의 제조에도 응용이 가능하다. 하지만 상기 열처리 공정은 500 ℃ 이상에서 수행되므로 양자점의 형태가 구형이나 로드 같은 벌크형태를 이루게 되는 단점이 있다.
최근 에탄디티올(ethanedithiol)로 처리된 PbS 양자점의 열처리는 태양전지의 광변환 효율을 향상시킨다는 보고가 있었다. 또한 열처리 온도 상승은 리간드 분자의 탈착 및 단층 두께의 양자점 배열에서 양자점의 부착을 야기하는 것은 알려져 있다. 결국 열처리를 이용하면 NQD 성장 또는 원소의 분리 없이 QDS의 전기적 전도도를 향상 시킬 수 있다는 것이다. 일반적으로 양자점 필름의 열처리는 250~500 ℃의 고온에서 이루어지는데, 고온으로 처리된 양자점들은 양자점의 형태를 유지하지 못하고 입자들끼리 결합하여 구형이나 로드와 같은 벌크형태를 이루게 되어 단 한 번의 코팅으로 여러 층이 코팅되며 이를 제어할 수 있는 방법은 없다.
종래의 방법은 코팅 후 표면분자 치환을 통해 전도도를 향상시켜왔으나, 표면 분자 치환으로 양자점간의 간격 감소를 통하여 전도도를 높이는 데에는 한계가 있다. 또한, 양자점 필름 표면의 분자는 히드라진, 에탄디티올 등과 같은 작은 유기물질로 구성되어 있는데 상기 물질들은 양자점 표면에 잘 부착되어 있지 않아 양자점 필름 표면의 결함을 형성하는 문제점이 있다. 이에 본 발명자들은 더욱 효율적인 양자점 필름의 제조방법을 모색하던 중 저온 열처리를 통하여 고전도성 양자점 필름을 제조하는 방법을 개발하였으며, 상기 제조방법은 간단하고, 코팅층 형성에 대한 제어가 용이하다. 또한 상기 제조방법으로 제조된 양자점 필름은 한 번의 코팅으로 단층의 양자점 필름을 구성할 수 있으며, 전도성이 뛰어남을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 고전도성 양자점 필름의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조되는 고전도성 양자점 필름을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
전도성 양자점을 제조하는 단계 (단계 1); 전도성 양자점을 기판에 코팅하는 단계 (단계 2); 전도성 양자점간의 리간드를 교환하는 단계 (단계 3); 상기 전도성 양자점이 코팅된 기판을 저온 열처리하는 단계 (단계 4); 및 상기 저온 열처리가 수행된 기판을 리간드로 재봉지하는 단계(단계 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 고전도성 양자점 필름을 제공한다.
본 발명에 따라 제조된 고전도성 양자점 필름은 저온 열처리 공정을 거쳐 제조됨에 따라, 에너지 절약효과가 있을 뿐만 아니라, 고온 열처리에서 발생하는 불필요한 입자의 성장이 일어나지 않아 밴드갭이 커지며 전도성과 같은 전기적 효과가 뛰어나다. 또한, 양자점 필름의 표면을 재봉지함으로써 표면 결함이 제거되기 때문에, 본 발명에 따른 양자점 필름을 태양전지 또는 전자소자에 적용할 경우 성능이 향상된 우수한 태양전지 또는 전자소자를 제작할 수 있는 효과가 있다. 또한 상기 고전도성 양자점 필름은 제조 방법이 간단하여 제조가 용이하다는 효과가 있다.
도 1 (a)는 종래의 양자점 필름을 제조하는 방법의 모식도이고, (b)는 본 발명의 고전도성 양자점 필름을 제조하는 방법의 모식도이고,
도 2 (a)는 실시예 3 및 비교예 3에서 제조된 필름의 흡광도 그래프이고, (b)는 실시예 6 및 비교예 5에서 제조된 필름의 흡광도 그래프이고, (c)는 온도와 1S 엑시톤의 상관관계를 나타낸 그래프이고,
도 3은 열처리 전/후의 PbSe 및 PbS 양자점 필름의 TEM 사진이고,
도 4 (a)~(c)는 열처리 온도에 따른 PbSe 양자점 필름의 TEM 사진이고, (d)~(g)는 열처리 온도에 따른 PbS 양자점 필름의 TEM 사진이고,
도 5 (a)~(d)는 열처리 후 PbS 양자점의 TEM 사진이고, (e) 및 (f)은 열처리 후 PbSe 양자점의 TEM 사진이고,
도 6 (a) 및 (b)은 실시예 2, 7 및 비교예 2, 6에 대하여 열처리 온도별 전류를 측정한 것이고, (c)는 전하수송을 설명하는 식
Figure 112010060388538-pat00001
에서 지수 u값을 열처리 온도에 따라 나타낸 그래프이고, (d)는 양자점 필름을 이용하여 제조한 공면 전극 장치의 개략도이고,
도 7은 퍼콜레이션을 나타낸 개괄도이고,
도 8 (a)은 PbS 양자점 필름에 대한 열처리 전/후의 광전류 밀도를 나타낸 그래프이고, (b)는 PbS 양자점 필름을 장착한 쇼트키 장치를 이용하여 측정한 개방전압, 충전지수, 단락전류를 나타낸 그래프이고, (c)는 PbS 양자점 필름을 장착한 쇼트키 장치를 이용하여 측정한 암전류의 측정 그래프이고, (d)는 쇼트키 장치의 개괄도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은,
전도성 양자점을 제조하는 단계 (단계 1); 전도성 양자점을 기판에 코팅하는 단계 (단계 2); 전도성 양자점간의 리간드를 교환하는 단계 (단계 3); 상기 전도성 양자점이 코팅된 기판을 저온 열처리하는 단계 (단계 4); 및 상기 저온 열처리가 수행된 기판을 리간드로 재봉지하는 단계(단계 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법을 제공한다. 도 1 (a)에 종래의 양자점 필름의 제조방법 및 도 1 (b)에 본 발명에 따른 양자점 필름의 제조방법의 단계를 나타내었다.
또한, 본 발명은 상기 단계 2 내지 단계 5를 반복하여 수행함으로써 양자점 필름의 두께를 조절하는 것이 바람직하다. 상기 단계 2 내지 단계 5를 수행할 때마다 얻어지는 필름의 두께는 양자점의 지름과 같으며, 일반적으로 얻어지는 양자점 직경은 1~10 nm 이며, 평균적으로는 5 nm이다. 그러므로 얻고자 하는 필름의 두께에 따라 상기 단계의 반복 횟수가 결정될 수 있다.
이하, 본 발명을 각 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 단계 1은 전도성 양자점을 제조하는 단계이며, 예를 들어 전도성 양자점 중 셀레늄화납의 양자점 입자 제조방법은
옥타데켄(octadecene, ODE)에 초산납삼수화물(Pb(C2H3O2)2·3H2O)과 올레익산을 혼합하고 진공상태에서 가열하는 단계 (단계 A); 상기 단계 A의 용액 및 1M TOP-Se(Trioctylphosphine-Se)을 실온에서 혼합하는 단계 (단계 B); 1, 2-헥사데칸디올(1, 2-hexadecanediol)과 ODE을 혼합 후 상기 단계 B의 용액을 주입하는 단계 (단계 C); 냉각된 톨루엔으로 상기 단계 C에서 제조된 혼합용액을 급속 냉각하는 단계 (단계 D); 부탄올과 메탄올의 혼합용액에 상기 단계 D 용액을 주입하여 결정화하는 단계 (단계 E); 및 상기 단계 E를 반복수행하는 단계 (단계 F)를 포함하여 수행된다.
또한, 전도성 양자점 중 황화납의 양자점 입자의 제조방법은
옥타데켄(octadecene, ODE)에 아세트산납삼수화물(Pb(C2H3O2)2·3H2O)과 올레익산을 혼합하고 진공상태에서 가열하는 단계 (단계 a); 상기 단계 a의 용액 및 옥타데켄(octadecene, ODE)을 혼합 후 비스트리메틸실리설파이드(bis(trimethylsily)sulfide)를 주입하는 단계 (단계 b); 냉각된 톨루엔으로 상기 단계 b 용액을 급속냉각 하는 단계 (단계 c); 부탄올과 메탄올의 혼합용액에 상기 단계 c 용액을 주입하여 결정화하는 단계 (단계 d); 및 상기 단계 d를 반복수행하는 단계 (단계 e)를 포함하여 수행된다.
본 발명에 따른 단계 2는 전도성 양자점을 기판에 코팅하는 단계이다. 상기 단계 1에서 제조된 전도성 양자점을 기판에 코팅하는 방법은 딥핑(dipping), 스프레이, 드롭캐스팅, 자기조립, 스핀코팅, 닥터블레이드, 프린팅 및 스퍼터링으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종인 것이 바람직하다. 특히, 딥핑 방법을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 딥핑은 추가적인 장비가 필요하지 않으면서 간단하다는 장점이 있으며 단일 양자점 층 또는 여러 층의 양자점 층을 형성할 때, NQD 농도 조절을 통하여 성막이 유리하게 되는 장점이 있다. 딥핑 이외의 방법은 양자점 필름 제조단계 중 리간드 치환단계에서 고농도/장시간 노출이 필요하므로 딥핑 방법이 가장 바람직하다. 딥핑을 수행할 경우 LbL(Layer-by-Layer) 조립에 의한 양자점 필름이 형성되어 양자점간의 결정임계 문제 등을 해결할 수 있어 전하들의 이동시 NQD에서 발생하는 손실이나 왜곡을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 단계 3은 전도성 양자점간의 리간드를 교환하는 단계이다. 상기 교환되는 리간드 물질은 양자점에 강하게 결합될 수 있고, 탄소수가 3개 이하인 것이 바람직하며, 탄소수가 1개 또는 2개인 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로는 상기 교환되는 리간드 물질은 에탄티올 또는 하이드록실아민인 것이 바람직하다. 이 때 상기 리간드 물질은 사용되는 양자점에 따라 선택될 수 있다. 구체적으로는 레드 칼코겐(예를 들어, PbS, PbSe, PbTe)의 경우 티올(thiol)을 포함하는 리간드를 사용하는 것이 바람직하고, InP(인화인듐)는 하이드록실(hydroxyl)을 포함하는 리간드를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 물질들은 길이가 짧고, 양자점에 강하게 결합할 수 있다는 장점이 있다.
상기 단계 3에서 전도성 양자점은 양자점 필름의 배열로 조립될 때 계면활성제의 탄화수소 체인이 캐리어 이동을 위하여 직접터널링 장벽(direct tunneling barrier)으로 작용하는 곳에서 계면활성제에 의하여 봉지된다. NQD(nanocrystalline quantum dot) 개별 양자점의 전자구조는 작은 분자, 결합된 분자, 또는 무기질의 껍질, 얇은 층 껍질과 소수성의 알킬 꼬리가 대체되고 유지되면서 수송특성(transport property)이 향상된다. 일반적으로 리간드 교환을 위해 사용되는 물질은 히드라진, 카르복실산, 알칸디티올(alkandithiol)이 있으며, 이 중 히드라진은 계면활성제 분자를 효과적으로 제거하고 상대적으로 두꺼운 필름을 코팅할 수 있도록 하는 반면, 열처리 후에 완전히 제거되어 표면에 결함을 노출시키는 문제점이 있다. 하지만 본 발명에서 교환되는 리간드는 열처리 후 양자점 간의 좁혀진 거리를 탄탄하고 밀집되게 하며, 광전지의 광변환 효율을 향상시킬 수 있게 한다.
상기 단계 3의 리간드 교환은 딥핑 방법에 의하여 수행되는 것이 바람직하다. 왜냐하면 딥핑 방법은 추가적인 장비를 필요하지 않으면서 간단하게 수행될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 단계 4는 상기 전도성 양자점이 코팅된 기판을 저온 열처리하는 단계이다. 저온 열처리한 전도성 양자점 필름의 경우 각각 NQD의 전자적 구조가 유지되어, 양자점 필름의 수송특성을 향상시키는 것으로 볼 수 있다. 열처리를 하는 동안 NQD 양자점끼리 부착되어, 필름의 부피는 감소하게 되는 경향이 있으나 NQD 사이의 전자결합에너지는 증가하게 된다. NQD 부착은 표면 리간드가 제거되는 부분에서 일어나고, 표면 리간드 제거는 가장 높은 자유에너지를 갖는 위치에서 우선적으로 발생하게 된다. 상기와 같이 부착된 NQD의 형태는 밀집한 규칙격자의 형태를 가지고 있어, 양자점의 분리가 거의 일어나지 않게 하는 장점이 있다.
상기 단계 4의 열처리 온도는 양자점의 구속효과는 유지하면서 전도도는 증가될 수 있는 온도인 것이 바람직하다. 상기 온도에 따르면 셀레늄화납(PbSe) 및 황화납(PbS) 양자점의 경우 열처리 온도는 40~100 ℃인 것이 바람직하며, 55 ℃인 것이 더욱 바람직하다. 열처리 수행 시 온도가 상승함에 따라 양자점 간의 간격은 좁아지면서 양자점의 구속효과가 상승한다. 하지만 일정 온도 이상으로 열처리하게 되면 양자점간의 벌크화가 일어나 전도도는 감소하게 된다.
본 발명에 따른 단계 5는 상기 저온 열처리가 수행된 기판을 리간드로 재봉지하는 단계이다. 상기 단계 2 내지 4만을 수행한 양자점 필름은 보호막 역할을 하는 표면의 리간드가 열처리로 인하여 제거될 가능성이 있다. 만약, 보호막이 제거된다면 필름의 표면이 손상을 입게 될 가능성이 많을 뿐만 아니라 손상된 부분에서 단락전류가 발생할 수 있다. 이러한 경우를 방지하기 위하여 기판을 재봉지하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은
상기 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름을 제공한다. 상기 양자점은 양자점 필름의 배열로 조립될 때 계면활성제의 탄화수소 체인이 캐리어 이동을 위하여 직접터널링 장벽으로 작용하는 곳에서 계면활성제에 의하여 봉지된다. NQD(nanocrystalline quantum dot) 개별 양자점의 전자구조는 작은 분자, 결합된 분자, 또는 무기질의 껍질, 얇은 층 껍질과 소수성의 알킬 꼬리가 대체되고 유지되면서 수송특성(transport property)이 향상된다. 또한, 열처리 동안 NQD의 부착이 일어나며, 이때 부착된 NQD의 형태는 밀집한 규칙격자의 형태를 가지고 있어 양자점의 분리가 일어나지 않게 하며 전도성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 양자점은 II-VI족, III-V족, IV-VI족, IV족 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로 II-VI족에는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe이, III-V족에는 AlN, AlP, AlAs, GaN, GaP, GaAs, InN, InP, InAs, InSb이, IV-VI족에는 PbS, PbSe, PbTe이, IV족에는 Si 및 Ge이 포함될 수 있으며, 또한 상기 물질들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종으로 제조될 수 있다.
상기 고전도성 양자점 중 셀레늄화납 및 황화납을 예로 들어 설명한다. 셀레늄화납의 양자점 보어(Bohr) 반경은 46 nm이고, 황화납의 양자점 보어 반경은 20 nm이다. 보어 반경을 간단히 설명한다면, 전자의 크기 또는 엑시톤(exiton)의 크기라 할 수 있다. 셀레늄화납 및 황화납은 고전자 및 정공의 이동성으로 인하여 다른 콜로이드의 양자점보다도 장점이 많은 물질로 알려져 있다. 그러므로 보어 반경이 클수록 전기적 특성이 뛰어나다 할 수 있으며, 황화납과 셀레늄화납은 보어반경이 큰 물질로 다른 양자점 보다도 전기적 특성이 좋다고 할 수 있다.
상기 고전도성 양자점의 직경은 1~10 nm이며, 평균적으로 5 nm의 직경을 갖는다. 양자점의 직경이 작을수록 양자구속효과가 증가하게 되므로 보어반경이 작은 양자점의 경우, 양자점의 직경이 더 작을 때 더 큰 양자구속효과를 나타낸다.
본 발명에 따라 제조된 고전도성 양자점 필름은 상기 단계 1 내지 5를 수행함으로써 단일층의 양자점 배열을 이루게 된다. 그러므로 상기 제조방법에 따라 제조된 양자점 필름의 단일층은 약 5 nm가 되며, 상기 제조방법 중 단계 2 내지 단계 5를 반복할 때마다 약 5 nm의 두께로 증가하게 된다.
상기 고전도성 양자점 필름은 전극사이에 2차원 퍼콜레이션(percolation)을 이루고 있는 것이 바람직하다. 퍼콜레이션이란 전극과 전극사이의 수송 경로를 나타낸 것이라 할 수 있다. 1차원의 퍼콜레이션은 수송 경로의 개수가 작고 수송 경로끼리의 결합이나 교차가 없다. 반면, 2차원의 퍼콜레이션은 여러 경로를 통하여 이루어지는데, 경로가 서로 연결되는 경우를 링크(link)라하며, 경로가 서로 교차하게 되는 점을 노드(node)라고 한다. 결국 2차원 퍼콜레이션은 경로가 많아지면서, 경로간의 연결성으로 인하여 전도도를 상승시키는 요인으로 작용하게 된다.
나아가, 본 발명은
본 발명에 의해 제조된 고전도성 양자점 필름을 포함하는 태양전지 또는 전자소자를 포함한다. 상기 고전도성 양자점 필름은 저온 열처리를 수행함으로써 NQD의 전자적 구조가 유지되므로 전도성이 우수하여, 이를 태양전지 또는 전자소자에 적용하는 경우 더욱 효율적인 태양전지 또는 전자소자를 제작할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐, 내용이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1> 유리기판위의 PbSe NQD 1
단계 1. PbSe 양자점을 제조하는 단계
올레익산, 초산납삼수화물(Pb(C2H3O2)2·3H2O), 옥타데켄(octadecene, ODE)은 구매 후 추가 정제하지 않고 바로 사용하였으며, 1, 2-헥사데칸티올(1, 2-hexadecanediol)은 필터 정제하여 사용하였다. TOP(Trioctylphosphine)는 사용 전 탈기하였으며, TOP-Se(Trioctylphosphine-Se) 용액은 질소로 충전한 글러브 박스에서 셀레늄을 TOP에 녹여 하룻밤동안 교반하여 제조하였으며, 모든 화학물질은 불활성 기체 분위기의 글러브 박스에 보관하였다.
10 mL 옥타데켄(octadecene, ODE)에 0.76g 초산납삼수화물(Pb(C2H3O2)2·3H2O)과 1.4 mL의 올레익산을 혼합하고 진공상태에서 100 ℃로 3시간 동안 가열하여 올레이트화납을 제조하였다. 실온에서 납 전구체 용액에 1M TOP-Se 용액 4 mL을 도입하였다. 160 ℃로 가열된 2 g의 1, 2-헥사데칸디올과 10 mL ODE 용액에 상기 혼합물을 빠르게 도입하여 교반하였다. 5분 후 상기 용액을 얼음으로 냉각한 톨루엔을 이용하여 빠르게 냉각하였다. 상기 냉각된 용액을 부탄올 : 메탄올 = 1 : 2의 혼합용액 10 mL에 넣어 결정화하고 얻어진 입자를 걸러 상기 부탄올과 메탄올의 혼합용액에 넣는 과정을 5번 반복하여 PbSe 양자점 입자를 제조하였다.
단계 2. 전도성 PbSe 양자점을 기판에 코팅하는 단계
유리 기판을 헥산에 녹인 PbSe 양자점 입자 용액에 10 초 동안 담근 후 꺼내 건조하였다.
단계 3. 전도성 PbSe 양자점간의 리간드를 교환하는 단계
상기 단계 2가 수행된 기판을 아세토나이트릴에 녹인 0.1 M EDT에 10초 동안 담근 후 꺼내어 건조하였다.
단계 4. 전도성 PbSe 양자점이 코팅된 기판을 저온 열처리하는 단계
글러브 박스 안을 질소로 충전하고 상기 단계 3이 수행된 기판을 핫플레이트에서 40, 50, 55, 70 및 100 ℃ 온도로 30분간 각각 열처리 하였다.
단계 5. 저온 열처리가 수행된 기판을 재봉지하는 단계
상기 단계 4가 수행된 기판을 딥핑 방법을 이용하여 EDT로 재봉지하였다.
상기 단계 2 내지 5를 10번 반복 수행하여 PbSe 필름을 제조하였다.
<실시예 2> 알루미늄이 코팅된 유리기판 위의 PbSe NQD 1
상기 실시예 1 중 단계 2에서 유리 기판이 아닌 알루미늄이 350 ㎛ 간격으로 코팅된 유리 기판을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 PbSe 필름을 제조하였다.
<실시예 3> ITO가 코팅된 유리 기판 기판위의 PbSe NQD 1
상기 실시예 1 중 단계 2에서 유리 기판이 아닌 ITO(Indium Tin Oxide)가 코팅된 유리 기판을 사용한 것과 상기 실시예 1 중 단계 2 내지 5를 10번 반복 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 PbSe 필름을 제조하였다.
<실시예 4> ITO가 코팅된 유리 기판 기판위의 PbSe NQD 2
상기 실시예 3 중 단계 2 내지 5를 12회 반복 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 PbSe 필름을 제조하였다.
< 실시예 5> 알루미늄이 코팅된 유리기판 위의 PbSe NQD 2
상기 실시예 2에서 단계 2 내지 5를 1회 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 PbSe 필름을 제조하였다.
<실시예 6> 유리기판위의 PbS NQD 1
단계 1. PbS 양자점을 제조하는 단계
올레익산, 초산납삼수화물, 비스트리메틸실리설파이드(bis(trimethylsily)sulfide) 및 ODE는 추가 정제하지 않고 바로 사용하였으며, 모든 시약은 불활성기체 분위기의 글러브 박스내에 보관하였다.
10 mL 옥타데켄(octadecene, ODE)에 0.76 g 초산납삼수화물(Pb(C2H3O2)2·3H2O)과 1.4 mL의 올레익산을 혼합하고 진공상태에서 100 ℃로 3시간 동안 가열하여 올레이트화납을 제조하였다. 10 mL ODE 용액에 상기 혼합물을 혼합하고, 160 ℃로 가열한 후 비스트리메틸실리설파이드(bis(trimethylsily)sulfide)를 빠르게 도입하여 교반하였다. 5분 후 상기 용액을 얼음으로 냉각한 톨루엔을 이용하여 빠르게 냉각하였다. 상기 냉각된 용액을 부탄올 : 메탄올 = 1 : 2의 혼합용액 10 mL에 부어 결정화하고 얻어진 입자를 걸러 상기 부탄올과 메탄올의 혼합용액에 넣는 과정을 5번 반복하여 PbS 양자점 입자를 제조하였다.
단계 2 내지 5는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 10회 반복 수행하여 PbS 필름을 제조하였다.
<실시예 7> 알루미늄이 코팅된 유리기판 위의 PbS NQD 1
상기 실시예 6중 단계 2에서 유리 기판이 아닌 알루미늄이 350 ㎛ 간격으로 코팅된 유리기판인 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 PbS 필름을 제조하였다.
<실시예 8> ITO가 코팅된 유리 기판 기판위의 PbS NQD 1
상기 실시예 6 중 단계 2에서 유리 기판이 아닌 ITO(Indium Tin Oxide)가 코팅된 유리 기판을 사용한 것과 상기 실시예 6 중 단계 2 내지 5를 10회 반복 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 PbS 필름을 제조하였다.
<실시예 9> ITO가 코팅된 유리 기판 기판위의 PbS NQD 2
상기 실시예 8에서 단계 2 내지 5를 12회 반복 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 8과 동일한 방법으로 PbS 필름을 제조하였다.
<실시예 10> 알루미늄이 코팅된 유리기판 위의 PbS NQD 2
상기 실시예 7에서 단계 2 내지 5를 1회 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 PbS 필름을 제조하였다.
<비교예 1> 유리기판위의 PbSe NQD 3
상기 실시예 1 에서 단계 4의 열처리 온도가 실온(room temperature, RT) 및 170 ℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 PbSe 필름을 제조하였다.
<비교예 2> 알루미늄이 코팅된 유리기판 위의 PbSe NQD 3
상기 실시예 2 에서 단계 4의 열처리 온도가 실온 및 170 ℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 PbSe 필름을 제조하였다.
<비교예 3> ITO가 코팅된 유리 기판 기판위의 PbSe NQD 3
상기 실시예 3 에서 단계 4의 열처리 온도가 실온 및 170 ℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 PbSe 필름을 제조하였다.
<비교예 4> 유리기판위의 PbSe NQD 2
상기 실시예 4 에서 단계 4의 열처리 온도가 실온 및 170 ℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 PbSe 필름을 제조하였다.
<비교예 5> 유리기판위의 PbS NQD 2
상기 실시예 5 에서 단계 4의 열처리 온도가 실온 및 170 ℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 PbS 필름을 제조하였다.
<비교예 6> 알루미늄이 코팅된 유리기판 위의 PbS NQD 3
상기 실시예 6 에서 단계 4의 열처리 온도가 실온 및 170 ℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 PbS 필름을 제조하였다.
<비교예 7> ITO가 코팅된 유리기판 기판위의 PbS NQD 3
상기 실시예 7 에서 단계 4의 열처리 온도가 실온 및 170 ℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 PbS 필름을 제조하였다.
<비교예 8> ITO가 코팅된 유리기판 기판위의 PbS NQD 4
상기 실시예 9 에서 단계 4의 열처리 온도가 실온 및 170 ℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 9과 동일한 방법으로 PbS 필름을 제조하였다.
<실험예 1> 열처리 온도에 따른 양자점 필름의 흡광도 측정
열처리 온도에 따른 양자점 필름의 엑시톤에 대한 변화를 살펴보기 위하여 본 발명의 실시예 3 및 비교예 3에서 제조된 PbSe 양자점 필름 및 실시예 6 및 비교예 5에서 제조된 PbS 양자점 필름에 대하여 UV/VIS/NIR 분광광도계(Shimadzu, UV3600)를 사용하여 흡광도를 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2 (a)에 나타낸 바에 따르면, 실시예 3 및 비교예 3에서 제조된 PbSe 양자점 필름은 열처리 온도가 높아질수록 엑시톤의 피크가 점점 장파장쪽으로 이동해가는 것을 볼 수 있으며, 170 ℃를 넘어가는 경우 엑시톤의 피크가 없어지는 것을 볼 수 있다. 또한, 도 2 (b)에 나타낸 바에 따르면, 실시예 6 및 비교예 5의 PbS 양자점 필름의 경우도 같은 경향을 보이는데, PbS 양자점 필름의 경우 100 ℃ 이상의 온도에서는 엑시톤의 피크가 없어짐을 볼 수 있다. 온도가 올라갈수록 상기 NQD들이 부착되는 경향을 보이는 것(도 4 및 도 5 참고)으로 보아, 상기의 엑시톤 피크는 완벽한 부착이 일어날수록 장파장 쪽으로 이동하게 되는 것으로 볼 수 있으며, 상기의 결과를 통하여 NQD 사이에 부착(attachment) 또는 융합(fusion)이 일어난 것으로 볼 수 있다.
상기의 결과를 하나의 그래프로 나타낸 도 2 (c)는 상기 고전도성 양자점 필름과 열처리 온도의 관계를 명확하게 나타내고 있다. 열처리 온도와 엑시톤이 나타나는 파장은 비례하는 반면, 열처리 온도와 엑시톤의 에너지는 반비례함을 도 2 (c)의 내부에 삽입된 그래프를 통하여 알 수 있다. 상기 실험결과에 따르면 열처리 온도가 올라갈수록 엑시톤의 에너지는 감소하게 되며, 이는 양자점 간의 부착 또는 융합이 일어나면서, 엑시톤의 에너지가 같이 감소함을 알 수 있다.
< 실험예 2> 양자점 필름의 단면 관찰
양자점 필름의 단면을 관찰하기 위하여 본 발명의 실시예 3, 8 및 비교예 3, 7에서 제조된 양자점 필름에 하기와 같은 과정을 수행하고 TEM(transmission electron microscopy, FIB, Hitachi FB-2100)을 이용하여 관찰하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
상기 실시예 3, 8 및 비교예 3, 7에서 제조된 PbSe 및 PbS 양자점 필름이 코팅된 기판에 쇼트키 태양전지를 하기와 같은 방법으로 제작하였다. 상기 실시예 3, 8 및 비교예 3, 7에서 제조된 PbSe 및 PbS 양자점 필름위에 LiF 필름을 1nm의 두께로 코팅하고, Al 필름을 80 nm 두께로 코팅하였다.
도 3에 나타낸 바에 따르면, (a)은 PbSe 양자점 필름을 열처리하지 않은 필름이고, (b)는 55 ℃로 열처리를 수행한 것으로써, 열처리 후 부피가 줄어들어 PbSe 양자점 필름의 면에 곡면이 생긴 것을 볼 수 있다. 반면, (c), (d)는 PbS의 양자점 필름으로 열처리 전/후에 관계없이 반듯한 표면임을 알 수 있다. 상기의 결과를 통하여 PbS 양자점 필름이 열에 덜 민감한 반응을 보이는 것을 알 수 있다.
<실험예 3> 양자점 필름의 측면 관찰
양자점 필름의 측면을 관찰하기 위하여 상기 실시예 1 및 실시예 6의 단계 1 내지 5를 수행하되 기판대신 TEM 그리드(grid)위에 동일하게 수행하여 단일 층의 PbSe 및 PbS 양자점 필름을 제조하였다. TEM(transmission electron microscopy, FIB, Hitachi FB-2100)을 이용하여 관찰하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타낸 바에 따르면, (a), (b), (c)는 PbSe NQD(nanocrystalliine quantum dot)의 TEM 사진이며, (d), (e), (f) 및 (g)은 PbS NQD의 TEM 사진이다. 상기 도 4는 열처리 온도가 증가함에 따라, NQD 입자들이 서로 접착될 가능성이 높아짐을 보여주고 있다. 또한 PbSe NQD가 100 ℃에서 열처리 된 경우 입자가 뭉쳐진 형태를 보여주고 있는 반면, PbS NQD는 170 ℃에서 같은 현상을 보임에 따라 상기 실험예 2에서와 같이 PbSe가 열처리에 더 민감한 것을 확인할 수 있다.
양자점의 부착은 리간드 분자의 탈착에 의하여 유도되는 것이므로, 상기 PbSe와 PbS 양자점 필름의 온도에 대한 민감도는 티올(thiol)의 탈착율 차이에 의한 것일 수 있으며, 티올 봉지된 PbS 양자점이 티올 봉지된 PbSe 양자점보다 PbS 표면의 리간드의 결합이 단단한 것임을 알 수 있다.
<실험예 4> 양자점의 접착정도 관찰
PbSe 및 PbS NQD 간의 접착정도를 살펴보기 위하여 상기 실시예 1, 6 및 비교예 1, 5와 동일하게 수행하되 기판대신 TEM 그리드 위에 수행하고 TEM(transmission electron microscopy, FIB, Hitachi FB-2100)을 이용하여 관찰하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타낸 바에 따르면, 100 ℃에서 열처리된 PbS 단일층 필름을 관찰한 (b)의 A 부분은 NQD 경계에 연속적인 격자 프린지를 확인할 수 있어 부착된 NQD가 완벽하게 융합된 것을 보여주고 있는 반면, B 부분은 부착된 NQD를 보여주고 있다. 반면, 170 ℃에서 열처리된 PbS 단일층 필름은 작은 입자가 뭉쳐져 있으며 대부분 로드의 형태이거나 구형을 이루고 있는 것을 볼 수 있다.
100 ℃에서 열처리된 PbSe 단일층 필름을 관찰한 (f)의 C 부분은 상기 100 ℃에서 열처리된 PbS 필름과 마찬가지로 NQD 경계에 연속적인 격자 프린지를 확인할 수 있어 접착된 NQD가 완벽하게 융합된 것을 보여주고 있다.
<실험예 5> 열처리 온도에 따른 전압-전류 특성
PbSe 및 PbS 양자점 필름에 대한 열처리 온도에 따른 전압-전류의 특성을 알아보기 위하여 상기 실시예 2, 7및 비교예 2, 6에서 제조된 PbSe 및 PbS 양자점 필름에 대하여 HP4156A 정밀 반도체 파라미터 분석기 및 홈메이드 프로브 스테이션(homemade probe station)을 사용하여 측정하고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6의 (a) 및 (b)은 각 열처리 온도별 PbSe 및 PbS 양자점 필름을 공면전극장치에 장착하여 측정한 전압 및 전류에 대한 그래프이다. 도 6의 (c)는 도 6의 (a) 및 (b)에 나타난 전압 및 전류값을 바탕으로 전하수송을 설명하는 식
Figure 112010060388538-pat00002
에 따라 계산된 열처리 온도에 따른 u 값을 나타내는 그래프이다. 1차원 배열의 경우 u는 1의 값을 갖고, 2차원 배열의 경우 5/3의 값을 갖는다. 상기 I는 전류, V는 전압, Vt는 등가전압(테브닌 전압)을 뜻한다.
상기에서 제조된 QDS 필름은 두께가 50 nm이며, 전극과의 간격이 350 ㎛ 이므로 2차원 구조라 볼 수 있다. (c)에서 지수 u의 값을 보면 저온에서는 값이 1 이었으나, 열처리 온도를 증가시킴에 따라 u의 값이 2차원의 값인 3/5 보다 높게 변해간다. 그러므로 열처리 전에는 1차원으로 고립되어 있던 경로들이 링크와 노드로 서로 결합되는 2차원 구조로 변해갔음을 알 수 있다.
상기 링크와 노드에 대하여 도 7을 참고하여 설명하도록 한다. 도 7은 공면 전도도 장치에서 퍼콜레이션(percolation) 수송을 나타낸 것이다. 퍼콜레이션이란 전극과 전극사이의 수송 경로를 나타낸 것이며, 1차원의 퍼콜레이션은 수송경로의 개수가 작고 수송경로끼리의 결합이나 교차가 없다. 반면 2차원의 퍼콜레이션은 여러 경로를 통하여 이루어지는데, 경로가 서로 연결되는 경우를 링크(link)라하며, 경로가 서로 교차하게 되는 점을 노드(node)라고 한다. 결국 상기 NQD는 열처리 온도가 증가됨에 따라, 2차원 퍼콜레이션의 경로는 증가하고, 경로간의 연결성으로 인하여 전도도를 상승시키는 요인으로 작용하게 될 것이다.
다시 이야기하면, 열처리를 가하게 되면 퍼콜레이션 수송이 1차원에서 2차원으로 바뀌며, 첫 번째 엑시톤 전이 에너지가 장파장쪽으로 이동하고, 전도도가 지수적으로 증가하게 되므로 적절한 열처리 온도는 전도도 향상에 기여할 수 있음을 알 수 있다.
<실험예 6> 쇼트키 태양전지를 통한 전기적 특성
양자점 필름에 대한 전기적 특성을 알아보기 위하여 상기 실시예 8 및 비교예 7에서 제조된 PbS 양자점 필름을 사용한 쇼트키 태양전지를 하기와 같이 제작하여 전기적 특성을 관찰하고 그 결과를 도 8에 나타내었다.
쇼트키 태양전지의 개괄도는 도 8(d)에 제시하였으며, 제조방법 및 측정방법은 다음과 같다. 상기 실시예 8 및 비교예 7 위에 1 nm 두께의 LiF 및 80 nm 두께의 Al을 코팅하였으며, 사용한 섀도마스크는 면적 0.12 cm2이였다. 태양광은 AM 1.5G 필터를 장착한 솔라 시뮬레이터(ABET technologies)를 사용하여 100 mW/cm2 강도로 조사하였다. 상기 태양전지의 제작 및 성능 측정은 질소 분위기에서 수행되었으며, 전압특성 대 용량은 HP4824A 정밀 LCR 미터를 사용하여 측정하였다.
도 8 (b)에 나타낸 바에 따르면, 양자점 필름의 열처리 온도가 높아짐에 따라 전압의 함수에 따른 광전류 밀도 및 Jsc(단락전류)의 값도 상승하는 것을 볼 수 있는 반면, Voc(개방전압) 및 FF(충전인자)는 고온으로 갈수록 감소하는 것을 볼 수 있다. 또한 (d)은 암전류 측정의 결과로 전류누수가 170 ℃에서 가장 심하게 일어나고 있음을 보여 주고 있으며, 이는 고온 열처리로 인하여 NQD 표면의 봉지가 파손됨으로써 발생한 것으로 판단된다. 그러므로 적절한 온도로 열처리를 수행하거나 열처리 후 필름 표면을 재봉지한다면 더욱 효율적인 장치를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

Claims (18)

  1. 전도성 양자점을 제조하는 단계 (단계 1);
    전도성 양자점을 기판에 코팅하는 단계 (단계 2);
    전도성 양자점간의 리간드를 교환하는 단계 (단계 3);
    상기 전도성 양자점이 코팅된 기판을 불활성 분위기에서 40~70 ℃의 온도로 저온 열처리하는 단계 (단계 4); 및
    상기 저온 열처리가 수행된 기판을 리간드로 재봉지하는 단계(단계 5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 단계 2 내지 단계 5를 반복하여 수행함으로써 양자점 필름의 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 고전도성 자점 필름의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단계 1은
    옥타데켄(octadecene, ODE)에 초산납삼수화물(Pb(C2H3O2)2·3H2O)과 올레익산을 혼합하고 진공상태에서 가열하는 단계 (단계 A);
    상기 단계 a의 용액 및 1M TOP-Se(Trioctylphosphine-Se)을 실온에서 혼합하는 단계 (단계 B);
    1, 2-헥사데칸디올(1, 2-hexadecanediol)과 ODE을 혼합 후 상기 단계 B의 용액을 주입하는 단계 (단계 C);
    냉각된 톨루엔으로 상기 단계 C에서 제조된 혼합용액을 급속냉각 하는 단계 (단계 D);
    부탄올과 메탄올의 혼합용액에 상기 단계 D 용액을 주입하여 결정화하는 단계 (단계 E); 및
    상기 단계 E를 반복수행하는 단계 (단계 F)를 포함하여 셀레늄화납(PbSe) 양자점을 제조하는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 단계 1은
    옥타데켄(octadecene, ODE)에 초산납삼수화물(Pb(C2H3O2)2·3H2O)과 올레익산을 혼합하고 진공상태에서 가열하는 단계 (단계 a);
    상기 단계 a의 용액 및 옥타데켄(octadecene, ODE)을 혼합 후 비스트리메틸실리설파이드(bis(trimethylsily)sulfide)를 주입하는 단계 (단계 b);
    냉각된 톨루엔으로 상기 단계 b 용액을 급속냉각 하는 단계 (단계 c);
    부탄올과 메탄올의 혼합용액에 상기 단계 c 용액을 주입하여 결정화하는 단계 (단계 d); 및
    상기 단계 d를 반복수행하는 단계 (단계 e)를 포함하여 황화납(PbS) 양자점을 제조하는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 단계 2의 코팅방법은 딥핑(dipping), 스프레이, 드롭캐스팅, 자기조립, 스핀코팅, 닥터블레이드, 프린팅 및 스퍼터링으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 단계 3에서 교환되는 리간드 물질은 양자점에 강하게 결합될 수 있고, 탄소수가 3개 이하인 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 교환되는 리간드 물질은 탄소수가 1개 또는 2개인 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 교환되는 리간드 물질은 에탄티올(ethanethiol) 또는 하이드록실아민인 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 단계 3에서 리간드 교환은 딥핑(dipping)방법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1항의 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 양자점은 II-VI족, III-V족, IV-VI족, IV족 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 양자점은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, GaN, GaP, GaAs, InN, InP, InAs, InSb, PbS, PbSe, PbTe, Si, Ge 및 이의 혼합물을 포함하는 군에서 선택되는 1종으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 고전도성 양자점의 직경은 1~10 nm 인 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름.
  16. 제 12항에 있어서, 상기 고전도성 양자점 필름은 전극사이에 2차원 퍼콜레이션(percolation)을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 고전도성 양자점 필름.
  17. 제 12항에 따른 고전도성 양자점 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  18. 제 12항에 따른 고전도성 양자점 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자.
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