KR101750275B1 - Method of manufacturing perovskite film using electricity spinning - Google Patents

Method of manufacturing perovskite film using electricity spinning Download PDF

Info

Publication number
KR101750275B1
KR101750275B1 KR1020150187852A KR20150187852A KR101750275B1 KR 101750275 B1 KR101750275 B1 KR 101750275B1 KR 1020150187852 A KR1020150187852 A KR 1020150187852A KR 20150187852 A KR20150187852 A KR 20150187852A KR 101750275 B1 KR101750275 B1 KR 101750275B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrospinning
perovskite film
perovskite
spinning solution
pbx
Prior art date
Application number
KR1020150187852A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
윤지선
조정호
정영훈
지상현
Original Assignee
한국세라믹기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020150187852A priority Critical patent/KR101750275B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101750275B1 publication Critical patent/KR101750275B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L51/50
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

전기방사법을 이용한 액상 공정(solution process)의 도입을 통해 페로브스카이트 구조로의 전환율이 상당히 빠를 뿐만 아니라, PbX2가 나노섬유 형상으로 제조되어 그레인이 규칙적으로 분포되어 광전류 효율을 개선할 수 있는 페로브스카이트 필름 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법은 (a) PbX2 및 고분자 수지를 용매에 첨가하고, 교반하여 방사 용액을 형성하는 단계; (b) 상기 방사 용액을 기재 상에 전기방사한 후, 건조하여 나노섬유 복합층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 나노섬유 복합층을 코팅 용액에 침지시켜 반응시킨 후, 세정하여 페로브스카이트 필름을 형성하는 단계;를 포함한다.
The introduction of the solution process using the electrospinning method not only significantly improves the conversion rate to the perovskite structure but also enables the PbX 2 to be produced in the form of nanofibers and the grain can be regularly distributed to improve the photocurrent efficiency A method for producing a perovskite film will be described.
The method of manufacturing a perovskite film using electrospinning according to the present invention comprises the steps of: (a) adding PbX 2 and a polymer resin to a solvent and stirring to form a spinning solution; (b) electrospinning the spinning solution on a substrate, followed by drying to form a nanofiber composite layer; And (c) immersing the nanofiber composite layer in a coating solution and reacting the nanofiber composite layer, followed by washing to form a perovskite film.

Description

전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING PEROVSKITE FILM USING ELECTRICITY SPINNING}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a perovskite film using electrospinning,

본 발명은 페로브스카이트 필름 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페로브스카이트 구조로의 전환율이 상당히 빠를 뿐만 아니라, PbX2가 나노섬유 형상으로 제조되어 그레인이 규칙적으로 분포되어 광전류 효율을 개선할 수 있는 페로브스카이트 필름 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a perovskite film, and more particularly, to a method for producing a perovskite film, which not only has a considerably high conversion rate to a perovskite structure, but also produces a nanofiber PbX 2 , And more particularly, to a method for producing a perovskite film.

화석 에너지의 사용에 의한 환경적인 문제를 해결하기 위해 태양 에너지, 풍력, 수력과 같은 재생 가능하며, 청정한 대체 에너지원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In order to solve the environmental problems caused by the use of fossil energy, researches on renewable and clean alternative energy sources such as solar energy, wind power, and hydro power are being actively conducted.

이 중, 태양 빛으로부터 직접 전기적 에너지를 변화시키는 태양전지에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 태양전지란 태양빛으로부터 광 에너지를 흡수하여 전자와 정공을 발생하는 광기전 효과를 이용하여 전류-전압을 생성하는 전지를 말한다.Of these, there is a great interest in solar cells that change electrical energy directly from sunlight. A solar cell is a cell that generates a current-voltage by using a photovoltaic effect that absorbs light energy from sunlight and generates electrons and holes.

광전변환효율이 20%가 넘는 n-p 다이오드형 실리콘 단결정 기반 태양전지의 제조가 가능하여 실제 태양광 발전에 사용되고 있으며, 이보다 더 광전변환효율이 우수한 갈륨아세나이드(GaAs)와 같은 화합물 반도체를 이용한 태양전지도 있다.It is possible to fabricate an np diode type silicon single crystal based solar cell with a photoelectric conversion efficiency of more than 20%, which is used in actual photovoltaic power generation. In addition, solar cells using compound semiconductors such as gallium arsenide (GaAs) There is also.

그러나, 무기 반도체 기반의 태양전지는 고효율화를 위하여 매우 고순도로 정제한 소재가 필요하므로 원소재의 정제에 많은 에너지가 소비되고, 또한 원소재를 이용하여 단결정 혹은 박막화하는 과정에 고가의 공정 장비가 요구되어 태양전지의 제조비용을 낮추는데 한계가 있다.However, since inorganic semiconductor-based solar cells require highly refined materials for high efficiency, a great deal of energy is consumed in the purification of raw materials, and in the process of making single crystals or thin films using raw materials, expensive process equipment is required Thereby reducing the manufacturing cost of the solar cell.

최근에는 태양전지를 저가로 제조하기 위해서는 태양전지에 핵심으로 사용되는 소재 혹은 제조 공정의 비용을 대폭 감소시킬 필요가 있으며, 무기 반도체 기반 태양전지의 대안으로 저가의 소재와 공정으로 제조가 가능한 염료감응형 태양전지와 유기 태양전지가 활발히 연구되고 있다.In recent years, in order to manufacture a solar cell at a low cost, it is necessary to drastically reduce the cost of materials or manufacturing processes used as the core of the solar cell. As an alternative to inorganic semiconductor-based solar cells, Type solar cells and organic solar cells have been actively studied.

한편, 염료감응형 태양전지 또는 유기 태양전지로 페로브스카이트를 사용하여 고효율을 나타내는 연구가 진행되고 있으나 여전히 부족한 효율을 나타내고 있는 실정이다.On the other hand, studies showing high efficiency using a perovskite as a dye-sensitized solar cell or an organic solar cell have been carried out, but the efficiency is still unsatisfactory.

페로브스카이트 박막 태양전지는 얇은 광흡수층 두께에서도 고효율의 광전변환 특성 구현이 가능하며, 염료감응 태양전지와는 달리 고체 전도층을 이용하므로 경제적으로 태양전지 제조가 가능하여 액체 전해질 사용시의 단점을 해결할 수 있다.Perovskite thin film solar cells can achieve high efficiency photoelectric conversion characteristics even with a thin light absorbing layer thickness. Unlike dye-sensitized solar cells, they can produce solar cells economically because they use a solid conductive layer. Can be solved.

이러한 종래에 따른 페로브스카이트 태양전지는 기재 상에 페로브스카이트 광흡수층을 스핀 코팅 방식, 스퍼터링 증착 방식 등을 이용하여 형성한 후, 유기물 정공전달층을 그 위에 형성함으로써 태양전지를 제작하고 있다.In the conventional perovskite solar cell, a perovskite light absorbing layer is formed on a substrate using a spin coating method, a sputtering deposition method, or the like, and then an organic material hole transporting layer is formed thereon to produce a solar cell have.

그러나, 종래에 따른 페로브스카이트 박막 태양전지에 있어서, 다공성 지지체(porous scaffold) 없이 기재 상에 스핀 코팅 방식 또는 스퍼터링 증착 방식으로 페로브스카이트 광흡수층을 형성할 시, MAI(metylammonium iodide)가 광흡수층인 PbX2 필름으로 침투하기 어려워 합성 시간이 오려 걸리고 페로브스카이트 결정 구조로의 전환율이 낮은 문제가 있었다.However, in a conventional perovskite thin film solar cell, when a perovskite light absorbing layer is formed by a spin coating method or a sputtering deposition method on a substrate without a porous scaffold, MAI (metylammonium iodide) It is difficult to penetrate into the PbX 2 film which is a light absorbing layer, so that the synthesis time is reduced and the conversion rate to the perovskite crystal structure is low.

관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0003998호(2014.01.10. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 페로브스카이트 기반 메조다공 박막 태양전지 제조 기술이 기재되어 있다.
A related prior art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0003998 (published on Jan. 10, 2014), which discloses a perovskite based mesoporous thin film solar cell manufacturing technology.

본 발명의 목적은 페로브스카이트 구조로의 전환율이 상당히 빠를 뿐만 아니라, PbX2가 나노섬유 형상으로 제조되어 그레인이 규칙적으로 분포되어 광전류 효율을 개선할 수 있는 페로브스카이트 필름 제조 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a perovskite film which not only has a remarkably high conversion rate to a perovskite structure but also PbX 2 is produced in a nanofiber shape and grains are regularly distributed to improve photocurrent efficiency .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법은 (a) PbX2 및 고분자 수지를 용매에 첨가하고, 교반하여 방사 용액을 형성하는 단계; (b) 상기 방사 용액을 기재 상에 전기방사한 후, 건조하여 나노섬유 복합층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 나노섬유 복합층을 코팅 용액에 침지시켜 반응시킨 후, 세정하여 페로브스카이트 필름을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a perovskite film using electrospinning, comprising: (a) adding PbX 2 and a polymer resin to a solvent and stirring to form a spinning solution; (b) electrospinning the spinning solution on a substrate, followed by drying to form a nanofiber composite layer; And (c) immersing the nanofiber composite layer in a coating solution and reacting the nanofiber composite layer, followed by washing to form a perovskite film.

본 발명에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법은 PbX2 및 고분자 수지를 용매에 첨가하고 교반하여 방사 용액을 기재 상에 전기방사법을 이용한 액상 공정(solution process)을 통해 나노섬유 복합층을 형성한 후, 나노섬유 복합층을 코팅 용액에 침지시켜 5 ~ 15분 동안 반응시킨 후, 세정을 1회만 실시하여 페로브스카이트 필름을 제조하게 된다.The method of manufacturing a perovskite film using electrospinning according to the present invention comprises the steps of adding PbX 2 and a polymer resin to a solvent and stirring the resulting solution to form a spinning solution on the substrate through a solution process using an electrospinning method, After the nanofiber composite layer is immersed in the coating solution and reacted for 5 to 15 minutes, cleaning is performed only once to produce a perovskite film.

이 결과, 본 발명에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법은 페로브스카이트 구조로의 전환율이 상당히 빠를 뿐만 아니라, PbX2가 나노섬유 형상으로 제조되어 그레인이 규칙적으로 분포되어 광전류 효율을 개선할 수 있게 된다.
As a result, the method for producing a perovskite film using the electrospinning method according to the present invention not only has a remarkably high conversion rate to a perovskite structure, but also PbX 2 is produced in the form of nanofiber and the grains are regularly distributed, Can be improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법을 설명하기 위한 공정 모식도.
도 4는 실시예 1에 대한 전기방사 후 및 침지 후의 미세조직을 각각 나타낸 사진.
도 5는 실시예 2에 대한 전기방사 후 및 침지 후의 미세조직을 각각 나타낸 사진.
도 6은 실시예 3에 대한 전기방사 후 및 침지 후의 미세조직을 각각 나타낸 사진.
도 7은 실시예 4에 대한 전기방사 후 및 침지 후의 미세조직을 각각 나타낸 사진.
도 8은 실시예 2에 대한 최종 미세조직을 나타낸 사진.
도 9 및 도 10은 실시예 2에 대하여 원소 매핑(Mapping)을 실시한 결과를 나타낸 사진.
도 11은 실시예 2에 대한 최종 미세조직을 AFM으로 촬영하여 나타낸 사진.
도 12는 실시예 2 및 비교예 1 ~ 3에 따라 제조된 페로브스카이트 필름에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing a process for producing a perovskite film using electrospinning according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 and FIG. 3 are schematic views illustrating a process for manufacturing a perovskite film using electrospinning according to an embodiment of the present invention. FIG.
4 is a photograph showing microstructure after electrospinning and after immersion in Example 1. Fig.
5 is a photograph showing the microstructure after electrospinning and after immersion for Example 2. Fig.
6 is a photograph showing microstructure after electrospinning and after immersion in Example 3, respectively.
7 is a photograph showing microstructure after electrospinning and after immersion in Example 4, respectively.
8 is a photograph showing the final microstructure for Example 2. Fig.
Figs. 9 and 10 are photographs showing the results of element mapping in Example 2. Fig.
11 is a photograph showing the final microstructure for Example 2 taken by AFM.
12 is a graph showing the XRD measurement results of the perovskite film produced according to Example 2 and Comparative Examples 1 to 3;

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a method for manufacturing a perovskite film using electrospinning according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

페로브스카이트 필름 제조 방법Manufacturing method of perovskite film

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법을 설명하기 위한 공정 모식도이다.FIG. 1 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing a perovskite film using an electrospinning method according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 are views showing a process for manufacturing a perovskite film by electrospinning according to an embodiment of the present invention And Fig.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법은 방사 용액 형성 단계(S110), 전기 방사 단계(S120) 및 페로브스카이트 필름 형성 단계(S130)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, a method for manufacturing a perovskite film using electrospinning according to an embodiment of the present invention includes forming a spinning solution (S110), an electrospinning step (S120), and a perovskite film forming step (S130) .

방사 용액 형성Spinning solution formation

방사 용액 형성 단계(S110)에서는 PbX2 및 고분자 수지를 용매에 첨가하고, 교반하여 방사 용액을 형성한다.In the spinning solution forming step (S110), PbX 2 and the polymer resin are added to a solvent and stirred to form a spinning solution.

PbX2에서, X는 I 및 CI 중 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 PbX2는 방사 용액 전체 농도의 2 ~ 10mmol로 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 PbX2의 농도가 상기 범위를 벗어나 너무 낮거나 높은 농도를 가질 경우, 페로브스카이트 필름 제조시 페로브스카이트 결정 구조가 전 표면에 고르게 분포하지 못하는 문제를 유발할 수 있기 때문이다.In PbX 2 , X may include any one selected from I and CI. These PbX 2 is preferred that is added to 2 ~ 10mmol of the total concentration of the spinning solution, which is the concentration of PbX 2 have a too low or high concentration out of the range, page lobe perovskite crystal manufacturing Sky agent film This is because the structure can not be uniformly distributed over the entire surface.

고분자 수지는 PVP(polyvinylpyrrolidone), PVDF(polyvinyleden floride) 및 에폭시 수지(epoxy resin) 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다. 이때, 고분자 수지로는 PVP(polyvinylpyrrolidone)를 이용하는 것이 바람직한데, 이는 PVP를 이용할 시 섬유 형상 안전화로 유연성, 탄력성 등의 특성 면에서 우수한 물성을 확보할 수 있기 때문이다. 이와 같이, 소수성 고분자 물질인 PVP를 고분자 수지로 이용하게 되면, 습도에 굉장히 민감한 공정인 전기방사 공정시 안정적인 작업이 진행될 수 있다.As the polymer resin, at least one selected from polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylidene fluoride (PVDF), and epoxy resin may be used. At this time, it is preferable to use PVP (polyvinylpyrrolidone) as the polymer resin, because it is possible to secure excellent physical properties in terms of flexibility, elasticity and the like due to fiber shape safety when using PVP. As described above, when PVP, a hydrophobic polymer material, is used as a polymer resin, stable operation can be performed in an electrospinning process which is a process extremely sensitive to humidity.

이러한 고분자 수지는 방사 용액 전체 중량의 2.0 ~ 5.0 중량%로 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 고분자 수지의 함량이 상기의 범위를 벗어날 경우, 점도가 너무 묽거나 진해지는데 기인하여 전기 방사가 잘 진행되지 않을 우려가 있기 때문이다.It is preferable that the polymer resin is added in an amount of 2.0-5.0% by weight of the total weight of the spinning solution. If the content of the polymer resin is out of the above range, the viscosity of the polymer resin is too weak or too thick, This is because of concerns.

본 단계에서, 용매로는 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol), 아세틸아세톤(acetylacetone), DMF(dimethylformamide), 옥탄올(Octanol), 에톡시 에탄올(ethoxy ethanol), 테트라데칸(tetradecane), 펜탄올(pentanol), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(dipropylene glycol monomethyl ether), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.In this step, as the solvent, 2-methoxyethanol, acetylacetone, dimethylformamide (DMF), octanol, ethoxy ethanol, tetradecane, pentane At least one selected from pentanol, dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, and the like may be used.

또한, 혼합은 교반기를 이용하여 100 ~ 500rpm의 속도로 교반하는 것이 바람직하다. 교반 속도가 100rpm 미만일 경우에는 PZT 전구체 용액과 폴리머 레진 간의 균일한 혼합이 이루어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 교반 속도가 500rpm을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.
The mixing is preferably carried out at a speed of 100 to 500 rpm using a stirrer. If the stirring speed is less than 100 rpm, there is a fear that uniform mixing between the PZT precursor solution and the polymer resin may not be achieved. On the contrary, when the stirring speed exceeds 500 rpm, there is a problem that the manufacturing cost is increased without any further effect.

전기 방사Electric radiation

도 1 및 도 2를 참조하면, 전기 방사 단계(S120)에서는 방사 용액(10)을 기재(S) 상에 전기방사한 후, 건조하여 나노섬유 복합층을 형성한다.Referring to FIGS. 1 and 2, in the electrospinning step S120, the spinning solution 10 is electrospun on a substrate S and dried to form a nanofiber composite layer.

이러한 전기 방사는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 방사 용액(10)이 채워진 시린지(110)와, 시린지(110)와 이격된 하측에 배치되는 방사 대상물인 기재(S)와, 시린지(110)의 구동을 제어하기 위한 전원 제어부(120)를 포함할 수 있다.2, the electrospinning includes a syringe 110 in which a spinning solution 10 is filled, a base S as a spinning object disposed on the lower side spaced apart from the syringe 110, And a power control unit 120 for controlling the driving of the display unit 110.

이때, 전기 방사는 방사 용액(10)을 시린지(110)의 내부에 투입한 후, 기재(S) 상에 1 ~ 10㎕/min의 속도로 토출시키는 방식으로 실시하게 된다.At this time, the electrospinning is performed by injecting the spinning solution 10 into the syringe 110 and then discharging it onto the base material S at a rate of 1 to 10 μl / min.

특히, 전기방사는 방사 전압 : 7 ~ 10kV 및 방사 거리 : 5 ~ 15cm 조건으로 실시하는 것이 바람직하며, 시린지(110)의 노즐 직경은 20 ~ 30G인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 여기서, 방사 거리는 방사 대상물인 기재(S)와 시린지(110)의 노즐 간의 이격 거리를 의미한다.In particular, it is preferable that the electrospinning is performed under the conditions of a radiation voltage of 7 to 10 kV and a radiation distance of 5 to 15 cm, and the nozzle diameter of the syringe 110 is preferably 20 to 30 G. Here, the radiation distance means a separation distance between the base material S as the object to be radiated and the nozzles of the syringe 110.

이와 같이, 토출 속도, 방사 전압 및 노즐 직경 등의 조절을 통해 나노섬유 복합층의 섬유 직경을 조절할 수 있게 된다.Thus, the fiber diameter of the nanofiber composite layer can be controlled by controlling the discharge speed, the radiation voltage, the nozzle diameter, and the like.

방사 전압이 7kV 미만일 경우에는 제조 시간이 과도하게 소요되어 제조 비용을 상승시킬 우려가 있을 뿐만 아니라, 균일한 막질 형성에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 방사 전압이 10kV를 초과할 경우에는 효과 상승 대비 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다. 또한, 방사 거리가 5cm 미만일 경우에는 시린지(110)의 노즐에 의한 간섭으로 막질 특성이 저하될 우려가 있다. 반대로, 방사 거리가 15cm를 초과할 경우에는 균일한 막을 확보하는데 어려움이 따를 수 있다.When the radiation voltage is less than 7 kV, the manufacturing time is excessively increased, which may increase the manufacturing cost, and it may be difficult to form a uniform film quality. Conversely, when the radiation voltage exceeds 10 kV, it can not be economical since it can only cause a rise in the cost of effect increase. When the spinning distance is less than 5 cm, there is a possibility that the film quality characteristic is lowered due to the interference by the nozzles of the syringe 110. Conversely, if the spinning distance exceeds 15 cm, it may be difficult to obtain a uniform film.

본 단계에서, 건조는 60 ~ 80℃에서 15 ~ 30시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 건조 온도가 60℃ 미만이거나, 15시간 미만일 경우에는 충분한 건조가 이루어지지 못할 우려가 크다. 반대로, 건조 온도가 80℃를 초과하거나, 건조 시간이 30시간을 초과할 경우에는 더 이상이 효과 상승 없이 제조비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
In this step, drying is preferably carried out at 60 to 80 ° C for 15 to 30 hours. If the drying temperature is lower than 60 ° C or less than 15 hours, there is a possibility that sufficient drying is not achieved. On the other hand, when the drying temperature exceeds 80 ° C or the drying time exceeds 30 hours, it may become a factor that raises the manufacturing cost without increasing the effect any more, which is not economical.

페로브스카이트 필름 형성Perovskite film formation

도 1 및 도 3을 참조하면, 페로브스카이트 필름 형성 단계(S130)에서는 나노섬유 복합층(P)이 형성된 기재(S)를 코팅 용액(C)에 침지시켜 반응시킨 후, 세정하여 페로브스카이트 필름을 형성한다.Referring to FIGS. 1 and 3, in the perovskite film forming step S130, the substrate S having the nanofiber composite layer P formed thereon is immersed in the coating solution C, reacted, To form a skate film.

이러한 침지 반응은 내부에 코팅 용액(C)이 채워진 코팅 용기(130) 내에 나노섬유 복합층(P)이 형성된 기재(S)를 딥핑(dipping) 또는 스핀코팅(spin coating)하는 방식으로 실시될 수 있다. 딥핑 또는 스핀코팅 방식으로 코팅 용액을 침지 반응시키는 것에 의해, 코팅 용액(C)이 나노섬유 복합층(P)에 침투해 가는 시간을 조절할 수 있으며, 이를 통해 두께에 따른 페로브스카이트 전환율을 최적화할 수 있게 된다.Such an immersion reaction may be carried out by dipping or spin coating a substrate S on which a nanofiber composite layer P is formed in a coating vessel 130 filled with a coating solution C therein have. The time for the coating solution (C) to penetrate the nanofiber composite layer (P) can be controlled by immersing the coating solution in the dipping or spin coating method, thereby optimizing the perovskite conversion depending on the thickness .

이때, 코팅 용액(C)은 0.1M의 MAI(methyl anmine idoine)가 녹은 유기 용매를 이용하는 것이 바람직하다. At this time, the coating solution (C) is preferably an organic solvent in which 0.1 M of MAI (methyl anmine idoine) is dissolved.

유기 용매는 이소프로필알콜(isopropyl alcohol, IPA), 아세틸아세톤(acetylaceton), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 및 폴리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(propylene glycol monomethyl ether, PM) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The organic solvent is selected from the group consisting of isopropyl alcohol (IPA), acetylacetone, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PM) Or more species.

본 단계에서, 침지 반응은 5 ~ 15분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 침지 반응 시간이 5분 미만일 경우에는 페로브스카이트 결정 구조로의 전환이 원활히 이루어지지 못할 우려가 있다. 반대로, 침지 반응 시간이 15분을 초과할 경우에는 페로브스카이트 구조로 전환되었다 다시 분해되는 문제가 있다. In this step, the immersion reaction is preferably carried out for 5 to 15 minutes. If the immersion reaction time is less than 5 minutes, the conversion to the perovskite crystal structure may not be smoothly performed. On the contrary, when the immersion reaction time exceeds 15 minutes, it is converted into perovskite structure and there is a problem that it is decomposed again.

스핀코팅의 경우 250 ~ 2000rpm의 속도로 10 ~ 60sec 동안 실시하는 것이 바람직하다. 스핀코팅 속도가 250rpm 미만일 경우에는 코팅 표면에 물결 무늬가 생겨 코팅 품질이 떨어질 수 있다. 반대로, 스핀코팅 속도가 2000rpm를 초과할 경우에는 페로브스카이트 구조 전환율이 낮을 수 있는 문제가 있다.In the case of spin coating, it is preferably carried out at a speed of 250 to 2000 rpm for 10 to 60 seconds. If the spin-coating speed is less than 250 rpm, the coated surface may have a wavy pattern and the coating quality may be deteriorated. On the contrary, when the spin coating rate exceeds 2000 rpm, there is a problem that the perovskite structure conversion ratio may be low.

또한, 세정은 1회만 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 세정은 이소프로필알콜(isopropyl alcohol, IPA)이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Further, it is preferable to perform cleaning only once. Isopropyl alcohol (IPA) may be used for this cleaning, but is not limited thereto.

이때, 세정 횟수는 1회로 제한하는 것이 바람직한데, 이는 세정 횟수가 늘어날수록 페로브스카이트 구조로 전환되었다 다시 분해되는데 기인하여, 다시 PbX2 피크가 강하게 관찰될 수 있기 때문이다.
At this time, it is preferable that the number of rinsing is limited to one, because as the number of rinsing is increased, the Pb 2 peak is strongly observed again due to the decomposition and decomposition of the perovskite structure.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법은 PbX2 및 고분자 수지를 용매에 첨가하고 교반하여 방사 용액을 기재 상에 전기방사법을 이용한 액상 공정(solution process)을 통해 나노섬유 복합층을 형성한 후, 나노섬유 복합층을 코팅 용액에 침지시켜 5 ~ 15분 동안 반응시킨 후, 세정을 1회만 실시하여 페로브스카이트 필름을 제조하게 된다.The method of manufacturing the perovskite film using the electrospinning method according to the embodiment of the present invention is characterized in that PbX 2 and the polymer resin are added to a solvent and stirred to prepare a spinning solution by a solution process using electrospinning After forming the nanofiber composite layer, the nanofiber composite layer is immersed in the coating solution, reacted for 5 to 15 minutes, and then subjected to cleaning only once to produce a perovskite film.

이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법은 페로브스카이트 구조로의 전환율이 상당히 빠를 뿐만 아니라, PbX2가 나노섬유 형상으로 제조되어 그레인이 규칙적으로 분포되어 광전류 효율을 개선할 수 있게 된다.
As a result, the method of manufacturing a perovskite film using the electrospinning method according to the embodiment of the present invention not only has a considerably high conversion rate to the perovskite structure, but also produces PbX 2 in nanofiber form, So that the photocurrent efficiency can be improved.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

1. 페로브스카이트 필름 제조1. Manufacture of perovskite film

실시예 1Example 1

2.71mmol의 PbI2를 DMF에 녹인 후, PVP를 전체 중량의 3.0wt%가 되도록 첨가하여 방사 용액을 형성하였다.2.71 mmol of PbI 2 was dissolved in DMF, and PVP was added to 3.0 wt% of the total weight to form a spinning solution.

다음으로, 방사 용액을 시린지에 투입한 후 실린지 펌프를 이용하여 기재 상에 5㎕/min의 속도로 전기방사한 후, 70℃에서 24시간 동안 건조하여 나노섬유 복합층을 형성하였다.Next, the spinning solution was injected into the syringe, and then electrospun on the base material using a syringe pump at a rate of 5 / / min, followed by drying at 70 째 C for 24 hours to form a nanofiber composite layer.

다음으로, 나노섬유 복합층이 형성된 기재를 0.1M의 MAI에 녹인 IPA에 침지시켜 10분 동안 반응시킨 후, IPA로 1회 세정하여 페로브스카이트 필름을 제조하였다.
Subsequently, the substrate having the nanofiber composite layer formed was immersed in IPA dissolved in 0.1 M of MAI, allowed to react for 10 minutes, and washed once with IPA to prepare a perovskite film.

실시예 2Example 2

PVP를 방사 용액 전체 중량의 3.5wt%로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페로브스카이트 필름을 제조하였다.
A perovskite film was prepared in the same manner as in Example 1, except that PVP was added in an amount of 3.5 wt% of the total weight of the spinning solution.

실시예 3Example 3

PVP를 방사 용액 전체 중량의 4.0wt%로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페로브스카이트 필름을 제조하였다.
A perovskite film was prepared in the same manner as in Example 1, except that PVP was added at 4.0 wt% of the total weight of the spinning solution.

실시예 4Example 4

PVP를 방사 용액 전체 중량의 4.5wt%로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페로브스카이트 필름을 제조하였다.
A perovskite film was prepared in the same manner as in Example 1, except that PVP was added at 4.5 wt% of the total weight of the spinning solution.

비교예 1Comparative Example 1

10분 동안 침지 반응시킨 후, IPA로 2회 세정한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 페로브스카이트 필름을 제조하였다.
A perovskite film was prepared in the same manner as in Example 2, except that the substrate was subjected to an immersion reaction for 10 minutes and then washed twice with IPA.

비교예 2Comparative Example 2

20분 동안 침지 반응시킨 후, IPA로 1회 세정한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 페로브스카이트 필름을 제조하였다.
A perovskite film was prepared in the same manner as in Example 2, except that the substrate was immersed for 20 minutes and then washed once with IPA.

비교예 3Comparative Example 3

20분 동안 침지 반응시킨 후, IPA로 2회 세정한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 페로브스카이트 필름을 제조하였다.
A perovskite film was prepared in the same manner as in Example 2, except that the substrate was immersed for 20 minutes and then washed twice with IPA.

2. 물성 평가2. Property evaluation

도 4 내지 도 7은 실시예 1 ~ 4에 대한 전기방사 후 및 침지 후의 미세조직을 각각 나타낸 사진들이다.Figs. 4 to 7 are photographs showing microstructure after electrospinning and after immersion for Examples 1 to 4, respectively. Fig.

도 4 내지 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 4의 경우, 전기방사 후 나노섬유 복합체의 섬유 직경을 측졍한 결과, 463.8nm, 560.1nm, 657.9nm 및 735.7nm를 각각 갖는 것을 확인하였다.As shown in Figs. 4 to 7 (a), in the case of Examples 1 to 4, the fiber diameters of the nanofiber composite after electrospinning were measured. As a result, it was found that 463.8 nm, 560.1 nm, 657.9 nm and 735.7 nm .

이와 같이, 실시예 1 ~ 4의 경우, PVP 첨가량이 증가함에 따라 나노섬유 복합체의 섬유 직경이 증가하는 것을 확인하였다.
As described above, in Examples 1 to 4, it was confirmed that the fiber diameter of the nanofiber composite increases as the amount of PVP added increases.

또한, 도 4 내지 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 2의 경우에는 침지 후에도 어느 정도의 섬유상을 유지하고 있었으며, PVP 함량이 적어 섬유상보다는 입자가 관찰되었다.Also, as shown in Figs. 4 to 7 (b), in the case of Examples 1 and 2, a certain degree of fibrous phase was maintained even after immersion, and particles were observed rather than fibrous form because of the PVP content.

반면, PVP 첨가량이 4.0wt% 이상인 실시예 3 ~ 4의 경우에는 침지 후 입자가 파묻혀 있는 듯한 형상을 나타내고 있는 것을 확인할 수 있다.
On the other hand, in Examples 3 to 4 in which the amount of PVP added was 4.0 wt% or more, it can be confirmed that the particles after immersion show a shape that is embedded.

한편, 도 8은 실시예 2에 대한 최종 미세조직을 나타낸 사진이고, 도 9 및 도 10은 실시예 2에 대하여 원소 매핑(Mapping)을 실시한 결과를 나타낸 사진이다.FIG. 8 is a photograph showing the final microstructure of Example 2, and FIGS. 9 and 10 are photographs showing the results of element mapping in Example 2. FIG.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, PVP의 첨가량이 3.5wt%인 실시예 2의 경우, C, Pb, N, I의 원소 매핑(mapping)을 실시한 결과, 페로브스카이트 구조가 섬유상 전반에 걸쳐 고르게 분포하고 있는 것을 확인하였다.
As shown in FIG. 8 to FIG. 10, in the case of Example 2 where the amount of PVP added was 3.5 wt%, element mapping of C, Pb, N and I was performed. As a result, And the distribution was uniform throughout.

또한, 도 11은 실시예 2에 대한 최종 미세조직을 AFM으로 촬영하여 나타낸 사진이다.11 is a photograph showing the final microstructure of Example 2 taken by AFM.

도 11에 도시된 바와 같이, 실시예 2의 경우 AFM(atomic force microscope) 사진을 통해 알 수 있듯이 나노 사이즈의 그레인(grain)들이 섬유상 위에 고르게 분포되고 있는 것을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 11, it can be seen from the atomic force microscope (AFM) photographs that nano-sized grains are uniformly distributed on the fibrous phase in the case of Example 2. FIG.

한편, 도 12는 실시예 2 및 비교예 1 ~ 3에 따라 제조된 페로브스카이트 필름에 대한 XRD 측정 결과를 나타낸 그래프이다.On the other hand, FIG. 12 is a graph showing the XRD measurement results of the perovskite film produced according to Example 2 and Comparative Examples 1 to 3.

도 12에 도시된 바와 같이, 10분 동안 침지 반응한 후, IPA로 1회 세정을 실시한 실시예 2(a)의 경우, PbI2 피크가 거의 관찰되지 않아 CH3NH3PbI3의 결정 구조가 가장 잘 형성된 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 12, in the case of Example 2 (a) in which the sample was washed once with IPA after immersion for 10 minutes, PbI 2 peak was hardly observed and the crystal structure of CH 3 NH 3 PbI 3 was It can be seen that the best formed.

즉, 페로브스카이트는 하기 식 1에 기재된 매커니즘에 의해 합성 및 분해가 이루어질 수 있다.That is, the perovskite can be synthesized and decomposed by the mechanism described in the following formula (1).

Figure 112015127824082-pat00001
Figure 112015127824082-pat00001

위의 식 1에서 알 수 있는 바와 같이, 페로브스카이트는 합성이 잘 일어나는 만큼 분해(decomposition)도 아주 쉽게 일어난다는 것을 알 수 있다.
As can be seen from Equation 1 above, it can be seen that the perovskite is very easily decomposed as well as the synthesis takes place.

즉, 비교예 1(b), 비교예 2(c) 및 비교예 3(d)에서와 같이, 침지 반응 시간 및 세정 횟수가 늘어날수록 페로브스카이트 구조로 전환되었다 다시 분해되는데 기인하여, 다시 PbI2 피크가 강하게 관찰된 것으로 파악된다.
That is, as in the case of Comparative Example 1 (b), Comparative Example 2 (c) and Comparative Example 3 (d), as the immersion reaction time and the number of rinsing cycles were increased, the perovskite structure was changed to decompose again, PbI 2 peak is strongly observed.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

S110 : 방사 용액 형성 단계
S120 : 전기 방사 단계
S130 : 페로브스카이트 필름 형성 단계
S110: spinning solution forming step
S120: electrospinning step
S130: perovskite film forming step

Claims (12)

(a) PbX2 및 고분자 수지를 용매에 첨가하고, 교반하여 방사 용액을 형성하는 단계;
(b) 상기 방사 용액을 기재 상에 전기방사한 후, 건조하여 나노섬유 복합층을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 나노섬유 복합층을 0.1M의 MAI(methyl anmine idoine)가 녹은 유기 용매인 코팅 용액에 침지시켜 반응시킨 후, 세정하여 페로브스카이트 필름을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 PbX2에서, 상기 X는 I 및 CI 중 선택된 어느 하나를 포함하고,
상기 PbX2는 상기 방사 용액 전체 농도의 2 ~ 10mmol로 첨가되고, 상기 고분자 수지는 상기 방사 용액 전체 중량의 3.0 ~ 4.5 중량%로 첨가되며,
상기 (b) 단계에서, 상기 전기방사는 상기 기재 상에 1 ~ 10㎕/min의 속도로 방사 용액을 토출시키고, 상기 전기방사는 방사 전압 : 7 ~ 10kV 및 방사 거리 : 5 ~ 15cm 조건으로 실시하고,
상기 (c) 단계에서, 상기 침지 반응은 5 ~ 15분 동안 실시하고, 상기 세정은 1회만 실시하는 것을 특징으로 하는 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법.
(a) adding PbX 2 and a polymer resin to a solvent and stirring to form a spinning solution;
(b) electrospinning the spinning solution on a substrate, followed by drying to form a nanofiber composite layer; And
(c) forming a perovskite film by immersing the nanofiber composite layer in a coating solution which is an organic solvent in which 0.1 M of MAI (methyl anmine idone) is dissolved,
In the above PbX 2 , X may include any one selected from I and CI,
The PbX 2 is added in an amount of 2 to 10 mmol of the total concentration of the spinning solution, the polymer resin is added in an amount of 3.0 to 4.5 wt% of the total weight of the spinning solution,
In the step (b), the electrospinning is carried out on the substrate at a rate of 1 to 10 μl / min, and the electrospinning is carried out under conditions of a radiation voltage of 7 to 10 kV and a radiation distance of 5 to 15 cm and,
Wherein the immersion reaction is carried out for 5 to 15 minutes in the step (c), and the cleaning is performed only once, and the perovskite film is produced by the electrospinning method.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고분자 수지는
PVP(polyvinylpyrrolidone), PVDF(polyvinyleden floride) 및 에폭시 수지(epoxy resin) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법.
The method according to claim 1,
The polymer resin
Wherein the at least one selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylidene fluoride (PVDF), and epoxy resin is contained in the perovskite film.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서,
상기 건조는
60 ~ 80℃에서 20 ~ 30시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step (b)
The drying
At 60 to 80 DEG C for 20 to 30 hours. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유기 용매는
이소프로필알콜(isopropyl alcohol, IPA), 아세틸아세톤(acetylaceton), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 및 폴리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(propylene glycol monomethyl ether, PM) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사법을 이용한 페로브스카이트 필름 제조 방법.
The method according to claim 1,
The organic solvent
At least one of isopropyl alcohol (IPA), acetylacetone, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PM) The method of manufacturing a perovskite film using electrospinning according to claim 1,
삭제delete 삭제delete
KR1020150187852A 2015-12-28 2015-12-28 Method of manufacturing perovskite film using electricity spinning KR101750275B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150187852A KR101750275B1 (en) 2015-12-28 2015-12-28 Method of manufacturing perovskite film using electricity spinning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150187852A KR101750275B1 (en) 2015-12-28 2015-12-28 Method of manufacturing perovskite film using electricity spinning

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101750275B1 true KR101750275B1 (en) 2017-06-26

Family

ID=59282294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150187852A KR101750275B1 (en) 2015-12-28 2015-12-28 Method of manufacturing perovskite film using electricity spinning

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101750275B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180159041A1 (en) * 2015-08-13 2018-06-07 Florida State University Research Foundation, Inc. Polymer-Perovskite Films, Devices, and Methods

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010139497A (en) 2008-12-12 2010-06-24 Korea Electronics Telecommun Ultrasensitive gas sensor using oxide semiconductor nano-fiber and method for producing the same
KR101423757B1 (en) 2013-04-29 2014-08-04 계명대학교 산학협력단 Manufacturing method of nanofiber-graphene membrane for water-treatment and nanofiber-graphene membrane for water-treatment thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010139497A (en) 2008-12-12 2010-06-24 Korea Electronics Telecommun Ultrasensitive gas sensor using oxide semiconductor nano-fiber and method for producing the same
KR101423757B1 (en) 2013-04-29 2014-08-04 계명대학교 산학협력단 Manufacturing method of nanofiber-graphene membrane for water-treatment and nanofiber-graphene membrane for water-treatment thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180159041A1 (en) * 2015-08-13 2018-06-07 Florida State University Research Foundation, Inc. Polymer-Perovskite Films, Devices, and Methods
US10230049B2 (en) * 2015-08-13 2019-03-12 Florida State University Research Foundation, Inc. Polymer-perovskite films, devices, and methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jokar et al. Slow surface passivation and crystal relaxation with additives to improve device performance and durability for tin-based perovskite solar cells
US20190228917A1 (en) Inorganic-organic hybrid solar cell having durability and high performance
Xue et al. Metallohalide perovskite–polymer composite film for hybrid planar heterojunction solar cells
Ugur et al. Improved morphology and efficiency of n–i–p planar perovskite solar cells by processing with glycol ether additives
Zhou et al. Organic/inorganic hybrid p-type semiconductor doping affords hole transporting layer free thin-film perovskite solar cells with high stability
CN101976611B (en) TiO2 nanowire array film light anode and preparation method thereof
WO2017121984A1 (en) Photoactive polymer-perovskite composite materials
Chen et al. Forming intermediate phase on the surface of PbI2 precursor films by short-time DMSO treatment for high-efficiency planar perovskite solar cells via vapor-assisted solution process
KR20140035284A (en) Solar cell with structured light harvester
US10347857B2 (en) Composite organic-inorganic energy harvesting devices and methods
CN105765753A (en) Inverted polymer solar cells and process for producing the same
Kang et al. Antiseptic povidone–iodine heals the grain boundary of perovskite solar cells
KR20140035286A (en) Fabrication method of inorganic-organic hybrid solar cells having thin and homogeneous upper layer as light harvester
Gidey et al. Hydrophilic surface-driven crystalline grain growth of perovskites on metal oxides
Xie et al. Synergistic effect of pseudo-halide thiocyanate anion and cesium cation on realizing high-performance pinhole-free MA-based wide-band gap perovskites
KR20140035285A (en) Fabrication method of solar cell with structured light harvester
CN110635050B (en) Method for preparing high-quality perovskite thin film with assistance of pressure
KR101819954B1 (en) Method for manufacturing perovskite absorber layer and solar cell comprising the absorber layer prepared thereby
Samadpour et al. Modified antisolvent method for improving the performance and stability of triple-cation perovskite solar cells
KR101750275B1 (en) Method of manufacturing perovskite film using electricity spinning
KR101932390B1 (en) Preparation for method of perovskite photoactive layer and perovskite solar cells comprising the perovskite photoactive layer thereby
Al Katrib et al. Effect of chlorine addition on the performance and stability of electrodeposited mixed perovskite solar cells
Hasan et al. Stable efficient methylammonium lead iodide thin film photodetectors with highly oriented millimeter-sized crystal grains
CN108012569B (en) Method for producing light absorbers for solar cells
US9200172B2 (en) Phthalocyanine/ polymer nanocomposite ink for optoelectonics

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant