KR102234701B1 - Perovskite Ink for Printing and the Printing Method Using Thereof - Google Patents

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서장원
양태열
김영윤
전남중
신성식
박혜진
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Abstract

The present invention relates to a perovskite ink having a high viscosity and, more specifically, to a perovskite ink comprising: a perovskite compound including amidinium-based ions, organic ammonium ions, or amidinium-based ions and organic ammonium ions as monovalent cations, and metal ions and halogen anions; a pyrolytic thickener; and a solvent.

Description

인쇄용 페로브스카이트 잉크 및 이를 이용한 인쇄방법{Perovskite Ink for Printing and the Printing Method Using Thereof}Perovskite Ink for Printing and the Printing Method Using Thereof}

본 발명은 인쇄용 페로브스카이트 잉크 및 이를 이용한 인쇄방법에 관한 것으로, 상세하게, 페로브스카이트 화합물의 물성 저하가 발생하지 않으면서도 고점도를 갖는 페로브스카이트 잉크 및 이를 이용한 인쇄방법에 관한 것이다. The present invention relates to a perovskite ink for printing and a printing method using the same, and more particularly, to a perovskite ink having a high viscosity without deterioration of the physical properties of the perovskite compound, and a printing method using the same. .

유-무기 페로브스카이트 화합물로 지칭되는 페로브스카이트 구조의 유기금속할라이드로 유기 양이온(A), 금속 양이온(M) 및 할로겐 음이온(X)으로 이루어지며, AMX3의 화학식으로 대표되는 물질이다. An organometallic halide with a perovskite structure referred to as an organic-inorganic perovskite compound, consisting of an organic cation (A), a metal cation (M), and a halogen anion (X), and is represented by the formula of AMX 3 to be.

현재 유-무기 페로브스카이트 화합물을 광흡수체로 이용하는 페로브스카이트 태양전지는 염료감응 및 유기 태양전지를 비롯한 차세대 태양전지 중에서 가장 상용화에 근접해 있으며, 20%에 이르는 효율이 보고(대한민국 공개특허 제2014-0035284호)되며, 더욱더 관심이 높아지고 있다. Currently, perovskite solar cells using organic-inorganic perovskite compounds as light absorbers are the closest to commercialization among next-generation solar cells including dye-sensitized and organic solar cells, and an efficiency of up to 20% is reported. No. 2014-0035284), and interest is increasing more and more.

이러한 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 태양전지에 버금가는 효율을 가지면서도, 소재 가격이 매우 낮고, 저온 공정으로 제조 가능하며, 유-무기 페로브스카이트 화합물 용액을 단순 도포하는 용액 공정에 의해 결정성 막의 제조가 가능하여 상업성이 우수하다. These perovskite solar cells have an efficiency comparable to that of silicon solar cells, have a very low material cost, can be manufactured by a low-temperature process, and are determined by a solution process in which an organic-inorganic perovskite compound solution is simply applied. It is possible to manufacture a film and has excellent commerciality.

페로브스카이트 태양전지가 실 상업화되기 위해서는 소자의 안정성 향상과 함께 저가의 간단한 공정으로 고품질의 태양전지를 대량생산할 수 있는 기술 개발이 이루어져야 한다. In order for perovskite solar cells to be commercialized, technology development that can mass-produce high-quality solar cells with low-cost and simple processes must be made with improved device stability.

대량생산에 유리한 인쇄를 통해 페로브스카이트 화합물 막을 형성하고자 하는 경우 사용하는 잉크가 인쇄 적성을 만족할 수 있도록 일정 이상의 점도를 가져야 한다. 그러나, 용매에 용해되는 유-무기 페로브스카이트 화합물의 양에는 그 한계가 있고, 또한 용매가 자발적 결정화에 의해 균일한 막의 형성되기에 유리한 휘발성을 가져야 함에 따라 용매의 변경에 그 한계 있어, 유-무기 페로브스카이트 화합물의 가장 큰 상업적 장점인 용액 공정이 오히려 단점으로 작용하고 있다. In the case of forming a perovskite compound film through printing which is advantageous for mass production, the ink used must have a viscosity of a certain or higher so that the printing aptitude can be satisfied. However, there is a limit to the amount of the organic-inorganic perovskite compound dissolved in the solvent, and there is a limit to the change of the solvent as the solvent must have favorable volatility to form a uniform film by spontaneous crystallization. -The solution process, which is the biggest commercial advantage of inorganic perovskite compounds, is acting as a disadvantage.

또한, 유-무기 페로브스카이트 화합물 용액의 점도를 증가시키기 위해 고분자나 셀룰로오스와 같은 증점제를 사용하는 경우 증점제에 의해 유-무기 페로브스카이트 화합물 막의 막질이 크게 떨어지는 문제점이 있다. In addition, when a thickener such as polymer or cellulose is used to increase the viscosity of the organic-inorganic perovskite compound solution, there is a problem that the film quality of the organic-inorganic perovskite compound film is greatly degraded by the thickener.

이에, 단순 인쇄 공정등을 통해 페로브스카이트 태양전지를 대량생산하기 위해서는, 무엇보다 페로브스카이트 화합물의 막질에 악영향을 미치지 않고, 표면 조도가 낮고 균일한 두께의 페로브스카이트 화합물 막 형성에 유리한 용매를 그대로 사용하면서도 고점도를 갖는 페로브스카이트 잉크의 개발이 요구되고 있다. Therefore, in order to mass-produce perovskite solar cells through a simple printing process, first of all, a perovskite compound film having a low surface roughness and a uniform thickness is formed without adversely affecting the film quality of the perovskite compound. There is a need to develop a perovskite ink having a high viscosity while using a solvent that is advantageous for the same.

대한민국 공개특허 제2014-0035284호Republic of Korea Patent Publication No. 2014-0035284

본 발명의 목적은 유-무기 페로브스카이트 화합물 막의 막질 저하가 방지되면서 고점도를 가져 그라비아 인쇄를 포함하는 인쇄 공정에 적합한 페로브스카이트 잉크를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a perovskite ink suitable for a printing process including gravure printing, having a high viscosity while preventing film quality degradation of an organic-inorganic perovskite compound film.

본 발명에 따른 페로브스카이트 잉크는 인쇄용 잉크이며, 1가 양이온으로 아미디니움계 이온, 유기 암모늄 이온 또는 아미디니움계 이온과 유기 암모늄 이온을 함유하고 금속 이온 및 할로겐 음이온을 함유하는 페로브스카이트 화합물; 열분해성 증점제; 및 용매;를 포함한다.The perovskite ink according to the present invention is a printing ink, and a perovskite containing amidinium-based ions, organic ammonium ions, or amidinium-based ions and organic ammonium ions as monovalent cations, and containing metal ions and halogen anions. Skyt compounds; Pyrolytic thickeners; And a solvent;

본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크에 있어, 열분해성 증점제는 암모늄화합물일 수 있다.In the perovskite ink according to an embodiment of the present invention, the thermally decomposable thickener may be an ammonium compound.

본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크는 그라비아 인쇄용일 수 있다.The perovskite ink according to an embodiment of the present invention may be for gravure printing.

본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크에 있어, 페로브스카이트 잉크의 점도는 25℃ 기준 15 cPs 이상일 수 있다.In the perovskite ink according to an embodiment of the present invention, the viscosity of the perovskite ink may be 15 cPs or more based on 25°C.

본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크에 있어, 상기 열분해성 증점제는 200℃ 이하의 온도에서 분해 제거될 수 있다.In the perovskite ink according to an embodiment of the present invention, the thermally decomposable thickener may be decomposed and removed at a temperature of 200° C. or less.

본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크에 있어, 상기 열분해성 증점제는 메틸암모늄염화물일 수 있다.In the perovskite ink according to an embodiment of the present invention, the thermally decomposable thickener may be methyl ammonium chloride.

본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크는 2.0 내지 3.5M 농도의 페로브스카이트 화합물을 함유할 수 있다.The perovskite ink according to an embodiment of the present invention may contain a perovskite compound having a concentration of 2.0 to 3.5M.

본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크에 있어, 페로브스카이트 잉크에 함유되는 페로브스카이트 화합물 : 열분해성 증점제의 몰비는 1 : 0.3 내지 1.0일 수 있다.In the perovskite ink according to an embodiment of the present invention, the molar ratio of the perovskite compound to the thermally decomposable thickener contained in the perovskite ink may be 1:0.3 to 1.0.

본 발명은 상술한 페로브스카이트 잉크를 이용한 인쇄방법을 포함한다.The present invention includes a printing method using the above-described perovskite ink.

본 발명에 따른 페로브스카이트 화합물의 인쇄 방법은 상술한 페로브스카이트 잉크를 그라비아 인쇄하는 단계를 포함한다.The printing method of the perovskite compound according to the present invention includes the step of gravure printing the above-described perovskite ink.

본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 화합물의 인쇄 방법은 기재상 상기 페로브스카이트 잉크를 그라비아 인쇄하여 인쇄물을 제조하는 단계; 및 상기 인쇄물을 열분해성 증점제의 열분해 온도 이상의 온도에서 열처리하여 열분해성 증점제를 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.A printing method of a perovskite compound according to an embodiment of the present invention comprises the steps of gravure printing the perovskite ink on a substrate to prepare a printed material; And removing the thermally decomposable thickener by heat-treating the printed matter at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the thermally decomposable thickener.

본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크는 1가 양이온으로 아미디니움계 이온과 유기 암모늄 이온을 함유하고 금속 이온 및 할로겐 음이온을 함유하는 페로브스카이트 화합물과 열분해성 증점제를 함유함으로써, 고분자나 셀룰로스계와 같은 증점제를 사용하지 않고도 15 cPs 이상의 고점도를 갖는 장점이 있으며, 잉크의 인쇄 후 저온에서 용이하게 열분해성 증점제가 제거될 수 있어, 페로브스카이트 화합물 막의 막질 저하가 원천적으로 방지되는 장점이 있다. The perovskite ink according to an embodiment of the present invention contains amidium-based ions and organic ammonium ions as monovalent cations, and a perovskite compound containing metal ions and halogen anions, and a thermally decomposable thickener. , It has the advantage of having a high viscosity of 15 cPs or more without using a thickener such as polymer or cellulose, and the thermally decomposable thickener can be easily removed at low temperature after printing the ink, so that the film quality of the perovskite compound film is fundamentally reduced. There is an advantage to be prevented.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크는 15 cPs 이상의 고점도를 가져, 대량 생산에 적합한 그라비아 인쇄를 통해 페로브스카이트 화합물 막을 인쇄할 수 있는 장점이 있으며, 고도로 복잡한 형태라도 설계된 형상으로 페로브스카이트 화합물 막을 형성할 수 있는 장점이 있다. In addition, the perovskite ink according to an embodiment of the present invention has a high viscosity of 15 cPs or more, and has the advantage of printing a perovskite compound film through gravure printing suitable for mass production. There is an advantage of being able to form a perovskite compound film in a shape.

도 1은 실시예에서 제조된 페로브스카이트 화합물 인쇄 패턴을 관찰한 광학사진이며,
도 2는 비교예에서 제조된 페로브스카이트 화합물 인쇄 패턴을 관찰한 광학사진이며,
도 3은 실시예에서 제조된 페로브스카이트 화합물 인쇄 패턴의 표면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
1 is an optical photograph of observing the printing pattern of the perovskite compound prepared in Example,
FIG. 2 is an optical photograph of observing the printing pattern of the perovskite compound prepared in Comparative Example,
3 is a scanning electron microscope photograph of a surface of a printed pattern of a perovskite compound prepared in Example.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 인쇄용 페로브스카이트 잉크 및 이를 이용한 인쇄방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the printing perovskite ink of the present invention and a printing method using the same will be described in detail. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, they have the meanings commonly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, and the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily obscure will be omitted.

본 발명에서 페로브스카이트 화합물(또는 유-무기 페로브스카이트 화합물)은 페로브스카이트 구조를 갖는 유기금속할라이드를 의미한다. 구체예로, 페로브스카이트 화합물은 유기 양이온(A), 금속 양이온(M) 및 음이온(X) 기준 AMX3의 화학식을 만족할 수 있다. 페로브스카이트 화합물은 A(유기 양이온)가 AX12로 12개의 X(음이온)과 결합하여 입방 팔면체 구조를 형성하고 M(금속 양이온)은 MX6로 X(음이온)과 팔면체 구조로 결합한 3차원 구조를 가질 수 있으나, 반드시 이에 제한되지는 않는다.In the present invention, the perovskite compound (or organic-inorganic perovskite compound) refers to an organometallic halide having a perovskite structure. In an embodiment, the perovskite compound may satisfy the formula of AMX 3 based on organic cation (A), metal cation (M), and anion (X). Perovskite compounds are three-dimensional in which A (organic cation) combines with 12 X (anions) with AX 12 to form a cubic octahedral structure, and M (metal cation) is MX 6 with X (anion) and octahedral structure. It may have a structure, but is not necessarily limited thereto.

본 발명에서 페로브스카이트 잉크는 인쇄에 사용되는 잉크로, 페로브스카이트 화합물이 용매에 용해된 상태의 잉크를 의미한다. In the present invention, the perovskite ink is an ink used for printing, and refers to an ink in a state in which a perovskite compound is dissolved in a solvent.

본 발명에서 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 화합물을 광흡수체로 함유하는 태양전지를 의미할 수 있다. In the present invention, the perovskite solar cell may mean a solar cell containing a perovskite compound as a light absorber.

본 발명에서 열분해성 증점제는 페로브스카이트 화합물이 열에 의해 손상(내지 분해)되지 않는 온도에서 분해(열분해) 제거될 수 있으며, 잉크의 점도를 증가시키는 요인이 되는 물질을 의미할 수 있다. In the present invention, the thermally decomposable thickener may be decomposed (pyrolyzed) removed at a temperature at which the perovskite compound is not damaged (or decomposed) by heat, and may mean a material that increases the viscosity of the ink.

본 발명에서 고점도는 일 예로, 그라비아 인쇄, 스크린 인쇄, 슬롯 다이 인쇄, 잉크젯 인쇄등과 같이 고점도가 요구되는 인쇄법을 이용하여 인쇄가 가능한 점도를 의미할 수 있으며, 특히 그라비아 인쇄가 가능한 점도, 실질적으로 15 cPs 이상의 점도를 의미할 수 있다. 15 cPs 이상의 점도는 종래 페로브스카이트 화합물 기반 광흡수층의 두께(102 μm order)에 상응하는 두께를 갖는 막을 설계된 형상으로 그라비아 인쇄할 수 있는 점도이다.In the present invention, high viscosity may mean a viscosity that can be printed using a printing method requiring high viscosity, such as gravure printing, screen printing, slot die printing, inkjet printing, and the like. It may mean a viscosity of 15 cPs or more. A viscosity of 15 cPs or more is a viscosity that enables gravure printing of a film having a thickness corresponding to the thickness (10 2 μm order) of a conventional perovskite compound-based light absorbing layer in a designed shape.

본 발명에 따른 페로브스카이트 잉크는 인쇄용 페로브스카이트 잉크로, 1가 양이온으로 아미디니움계 이온, 유기 암모늄 이온 또는 아미디니움계 이온과 유기 암모늄 이온을 함유하고 금속 이온 및 할로겐 음이온을 함유하는 페로브스카이트 화합물; 열분해성 증점제; 및 용매;를 포함한다.The perovskite ink according to the present invention is a printing perovskite ink, which contains an amidium-based ion, an organic ammonium ion, or an amidium-based ion and an organic ammonium ion as a monovalent cation, and contains metal ions and halogen anions. Containing perovskite compounds; Pyrolytic thickeners; And a solvent;

본 발명에 따른 페로브스카이트 잉크는 열분해성 증점제를 함유함으로써, 열분해성 증점제에 의해 잉크의 점도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. The perovskite ink according to the present invention contains a thermally decomposable thickener, so that the viscosity of the ink can be improved by the thermally decomposable thickener.

또한, 본 발명에 따른 페로브스카이트 잉크는 고분자나 셀룰로오스계 증점제(첨가제)를 함유하지 않으며, 저온에서 용이하게 분해 제거되는 열분해성 증점제를 함유함으로써, 잉크의 점도는 증가시킬 수 있으면서도 인쇄에 의해 제조되는 페로브스카이트 화합물 막의 막질 저하가 원천적으로 방지되는 장점이 있다. In addition, the perovskite ink according to the present invention does not contain a polymer or a cellulose thickener (additive), and contains a thermally decomposable thickener that is easily decomposed and removed at low temperatures, so that the viscosity of the ink can be increased by printing. There is an advantage in that the film quality of the produced perovskite compound film is prevented from being deteriorated.

페로브스카이트 잉크가 저온 열분해되는 열분해성 증점제를 함유함에 따라, 페로브스카이트 잉크를 이용한 인쇄가 이루어진 후, 인쇄물에서 열분해성 증점제를 제거하기 위한 후처리가 수행될 수 있다. As the perovskite ink contains a thermally decomposable thickener that is thermally decomposed at a low temperature, after printing using the perovskite ink is performed, a post-treatment for removing the thermally decomposable thickener from the printed material may be performed.

페로브스카이트 잉크의 점도를 향상시킬 수 있으며, 인쇄물에 함유되는 페로브스카이트 화합물과 열분해성 증점제 중 선택적으로 열분해성 증점제가 보다 낮은 온도에서 용이하게 제거될 수 있도록, 페로브스카이트 잉크에 함유된 열분해성 증점제는 암모늄화합물, 유리하게, C1-C2알킬암모늄염, 보다 유리하게 C1-C2알킬암모늄할로겐화물일 수 있다. C1-C2알킬암모늄할로겐화물은 그 자체로 잉크의 점도를 증가시키는 증점 효과와 함께 잉크내 페로브스카이트 화합물이 용해도 한계 이상으로 녹아들도록 작용하여, 잉크가 현저하게 높은 점도를 가질 수 있다. Perovskite ink can improve the viscosity of the perovskite ink, and selectively among the perovskite compounds and pyrolytic thickeners contained in printed materials, the pyrolytic thickener can be easily removed at a lower temperature. The pyrolytic thickener contained may be an ammonium compound, advantageously a C1-C2 alkylammonium salt, more advantageously a C1-C2 alkylammonium halide. The C1-C2 alkylammonium halide itself acts to dissolve the perovskite compound in the ink beyond the solubility limit with a thickening effect of increasing the viscosity of the ink, so that the ink may have a remarkably high viscosity.

유리하게, 페로브스카이트 화합물에 함유되는 할로겐 음이온은 요오드 이온, 브롬 이온 또는 요오드 이온과 브롬 이온일 수 있으며, 이와 함께, 열분해성 증점제는 C1-C2알킬암모늄염화물인 것이 좋다. 염소는 요오드나 브롬보다 큰 반응성을 가져, 인쇄물에 함유되는 페로브스카이트 화합물의 조성에 영향을 미치지 않으며, 보다 저온에서 선택적으로 제거될 수 있다. C1-C2알킬암모늄염화물은 메틸암모늄염화물인 것이 좋다. 이러한 경우 열분해성 증점제가 보다 저온에서 분해될 수 있어 유리하며, 나아가, 열분해 산물이 모두 가스상으로 제거되며 페로브스카이트 화합물 막에 잔류물을 형성하지 않아 유리하다. Advantageously, the halogen anion contained in the perovskite compound may be an iodine ion, a bromine ion, or an iodine ion and a bromine ion, and the thermally decomposable thickener is preferably a C1-C2 alkyl ammonium chloride. Chlorine has a greater reactivity than iodine or bromine, does not affect the composition of the perovskite compound contained in printed matter, and can be selectively removed at a lower temperature. The C1-C2 alkyl ammonium chloride is preferably a methyl ammonium chloride. In this case, the pyrolytic thickener is advantageous because it can be decomposed at a lower temperature, and further, all pyrolysis products are removed in a gaseous form, and a residue is not formed on the perovskite compound film, which is advantageous.

열분해성 증점제는 200℃ 이하의 온도에서 분해 제거될 수 있다. 즉, 열분해성 증점제의 열분해 온도는 200℃ 이하, 구체적으로 150℃ 이하, 보다 구체적으로 140℃ 이하, 보다 더 구체적으로 120℃ 이하일 수 있다. 실질적으로, 열분해성 증점제는 100 내지 150℃의 온도, 보다 실질적으로 100 내지 140℃, 보다 더 실질적으로 100 내지 120℃의 온도에서 분해 제거될 수 있다. The pyrolytic thickener can be decomposed and removed at a temperature of 200° C. or less. That is, the thermal decomposition temperature of the thermally decomposable thickener may be 200°C or less, specifically 150°C or less, more specifically 140°C or less, and even more specifically 120°C or less. Substantially, the pyrolytic thickener can be decomposed and removed at a temperature of 100 to 150°C, more substantially 100 to 140°C, and even more substantially 100 to 120°C.

상술한 바와 같이, 페로브스카이트 화합물에 함유되는 할로겐 음이온은 요오드 이온, 브롬 이온 또는 요오드 이온과 브롬 이온일 수 있으며, 이와 함께, 열분해성 증점제는 C1-C2알킬암모늄염화물일 수 있다. 이러한 경우, 열분해성 증점제가 100 내지 150℃의 온도, 보다 실질적으로 100 내지 140℃의 온도, 보다 더 실질적으로 100 내지 120℃의 온도에서 분해 제거될 수 있으며, 원치 않는 잔류물 없이 온전히 제거될 수 있고, 인쇄물에 함유된 페로브스카이트 화합물의 열적 손상이 방지되면서 열분해성 증점제가 선택적으로 빠르게 제거될 수 있으며,, 열분해성 증점제에 의해 목적하는 페로브스카이트 화합물 조성 변화가 온전히 방지될 수 있다.As described above, the halogen anion contained in the perovskite compound may be an iodine ion, a bromine ion, or an iodine ion and a bromine ion, and the thermally decomposable thickener may be a C1-C2 alkyl ammonium chloride. In this case, the pyrolytic thickener can be decomposed and removed at a temperature of 100 to 150° C., more substantially 100 to 140° C., and even more substantially 100 to 120° C., and can be completely removed without unwanted residues. In addition, thermal damage to the perovskite compound contained in the printed material can be prevented, while the thermally decomposable thickener can be selectively and quickly removed, and the desired perovskite compound composition change can be completely prevented by the thermally decomposable thickener. .

페로브스카이트 잉크는 0.8 내지 3.5M 농도의 페로브스카이트 화합물을 함유할 수 있다. 상술한 바와 같이, 열분해성 증점제가 C1-C2알킬암모늄할로겐화물인 경우, 열분해성 증점제 첨가에 의해 동일 용매 내 페로브스카이트 화합물의 용해도(용해도 한계)를 증가시킬 수 있어 고점도화에 보다 유리하다. 알려진바와 같이, 페로브스카이트 화합물을 용해하는 비수계 극성 유기용매들의 25℃ 기준 포화용액 상태의 페로브스카이트 화합물 몰 농도는 1.1M 내지 1.8M 수준이다. 그러나, 본 발명의 유리한 일 예에 따라, 열분해성 증점제가 C1-C2알킬암모늄할로겐화물인 경우, 페로브스카이트 잉크는 1.8M 이상, 구체적으로 2.0M 이상의 고 농도로 페로브스카이트 화합물을 함유할 수 있다. 실질적으로, 열분해성 증점제가 C1-C2알킬암모늄할로겐화물인 경우, 페로브스카이트 잉크는 2.0 내지 3.5M 농도, 보다 실질적으로 2.5 내지 3.5M 농도로 페로브스카이트 화합물을 함유할 수 있다. The perovskite ink may contain a perovskite compound at a concentration of 0.8 to 3.5M. As described above, when the thermally decomposable thickener is a C1-C2 alkylammonium halide, the solubility (solubility limit) of the perovskite compound in the same solvent can be increased by adding the thermally decomposable thickener, which is more advantageous for high viscosity. . As is known, the molar concentration of the perovskite compound in a saturated solution based on 25°C of the non-aqueous polar organic solvents that dissolve the perovskite compound is 1.1M to 1.8M. However, according to an advantageous example of the present invention, when the thermally decomposable thickener is a C1-C2 alkylammonium halide, the perovskite ink contains a perovskite compound at a high concentration of 1.8M or more, specifically 2.0M or more. can do. Substantially, when the thermally decomposable thickener is a C1-C2 alkylammonium halide, the perovskite ink may contain the perovskite compound at a concentration of 2.0 to 3.5M, more substantially at a concentration of 2.5 to 3.5M.

일 구체예에 있어, 페로브스카이트 잉크에 함유되는 페로브스카이트 화합물 : 열분해성 증점제의 몰비는 1 : 0.3 내지 1.0, 구체적으로 1: 0.3 내지 0.6, 보다 구체적으로 1:0.3 내지 0.5일 수 있다. 열분해성 증점제의 함량을 증가시켜 잉크의 점도를 증가시킬 수 있으며, 나아가, 열분해성 증점제가 C1-C2알킬암모늄할로겐화물인 경우 열분해성 증점제에 의해 페로브스카이트 화합물의 용해도 한계 또한 증가하여, 열분해성 증점제와 페로브스카이트 화합물 모두에 의해 잉크의 점도를 증가시킬 수 있다. 페로브스카이트 화합물 대비 열분해성 증점제의 몰비가 상술한 범위를 만족할 때, 페로브스카이트 잉크 내 페로브스카이트 화합물의 몰농도가 2.0 내지 3.5M, 실질적으로 2.5 내지 3.5M 농도에 이를 수 있다. In one embodiment, the perovskite compound contained in the perovskite ink: the molar ratio of the thermally decomposable thickener may be 1: 0.3 to 1.0, specifically 1: 0.3 to 0.6, more specifically 1: 0.3 to 0.5 have. The viscosity of the ink can be increased by increasing the content of the thermally decomposable thickener. Furthermore, when the thermally decomposable thickener is a C1-C2 alkylammonium halide, the solubility limit of the perovskite compound is also increased by the thermally decomposable thickener, resulting in thermal decomposition. It is possible to increase the viscosity of the ink by both a sexual thickener and a perovskite compound. When the molar ratio of the thermally decomposable thickener to the perovskite compound satisfies the above range, the molar concentration of the perovskite compound in the perovskite ink may reach 2.0 to 3.5M, substantially 2.5 to 3.5M concentration. .

일 구체예에 있어, 페로브스카이트 잉크는 그라비아 인쇄용 잉크일 수 있다.알려진 바와 같이, 그라비아 인쇄는 음각 인쇄법에 속한다. 그라비아 인쇄는 음각 패턴이 형성된 원통형이나 플레이트형 인쇄기판에 잉크를 묻히고, 닥터 블레이드등을 통해 인쇄기판의의 볼록 부분의 잉크를 제거한 후, 가압 롤러(press roll)와 인쇄기판 사이에 피인쇄체를 위치시키고 가압하여 인쇄기판의 오목한 부분의 잉크를 피인쇄체에 전사하는 인쇄방법이다.In one embodiment, the perovskite ink may be an ink for gravure printing. As is known, gravure printing belongs to the intaglio printing method. In gravure printing, ink is applied to a cylindrical or plate-type printing substrate on which an intaglio pattern is formed, and after removing the ink from the convex portion of the printing substrate through a doctor blade, etc., the object to be printed is placed between the press roll and the printing substrate. It is a printing method in which the ink in the concave portion of the printed board is transferred to a printed object by pressing and pressing.

그라비아 인쇄는 음각 인쇄기법임에 따라, 설계된 페로브스카이트 화합물 막의 두께를 정밀하게 구현(인쇄)할 수 있는 장점이 있으며, 고도로 미세하거나 고도로 복잡한 형상 또한 정밀하게 인쇄 가능하며, 연속 인쇄 공정이 가능하고 대량 인쇄에 매우 적합하다. As gravure printing is an intaglio printing technique, it has the advantage of being able to accurately implement (print) the thickness of the designed perovskite compound film, and it is possible to print highly fine or highly complex shapes with precision, and a continuous printing process is possible. And it is very suitable for mass printing.

다양한 인쇄 방법 중 그라비아 인쇄는 상대적으로 고점도의 잉크를 사용하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 종래의 증점제는 페로브스카이트 화합물 막의 막질을 저하시켜 실 사용이 어려우며, 용매 또한 자발적 결정화에 의해 균일한 막의 형성되기에 유리한 휘발성을 가져야 함에 따라 용매 물질의 변경 또한 어려워, 페로브스카이트 화합물 용액의 최대 점도는 유-무기 페로브스카이트 화합물이 용해도 한계까지 용해된 포화 용액(1.1M 내지 1.8M 수준)의 점도로 국한되는 한계가 있다. 이러한 페로브스카이트 화합물 용액의 최대 점도(포화 용액의 점도)는 5~8cPs 수준에 불과하여 그라비아 인쇄가 불가한 것이 현실이다.Among various printing methods, gravure printing is known to use relatively high viscosity ink. However, as described above, since conventional thickeners degrade the film quality of the perovskite compound film, it is difficult to use practically, and the solvent must also have favorable volatility to form a uniform film by spontaneous crystallization, so it is difficult to change the solvent material. , The maximum viscosity of the perovskite compound solution is limited to the viscosity of the saturated solution (1.1M to 1.8M level) in which the organic-inorganic perovskite compound is dissolved up to the solubility limit. The maximum viscosity of the perovskite compound solution (the viscosity of the saturated solution) is only 5 to 8 cPs, so gravure printing is not possible.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크는 그 점도가 그라비아 인쇄 가능한 점도인 15 cPs 이상일 수 있으며, 이에 따라, 페로브스카이트 잉크는 그라비아 인쇄용 잉크일 수 있다. 또한, 유리하게, 열분해성 증점제가 C1-C2알킬암모늄할로겐화물인 경우, 동일 용매 내 페로브스카이트 화합물의 고용 한계가 증가하며 잉크의 점도는 17 cPs 이상일 수 있으며, 잉크내 C1-C2알킬암모늄할로겐화물과 페로브스카이트 화합물의 함량에 따라 잉크의 점도를 100cPs 이상까지도 증가시킬 수 있다. 실질적으로 그라비아 인쇄용인 페로브스카이트 잉크의 점도는 15 내지 150cPs, 보다 실질적으로 17 내지 100cPs, 보다 더 실질적으로 17 내지 50cPs일 수 있다. 이때, 페로브스카이트 화합물 잉크의 점도는 25℃ 점도일 수 있으며, 브룩필드 점도계를 이용하여 측정된 값일 수 있다.However, the perovskite ink according to an embodiment of the present invention may have a viscosity of 15 cPs or more, which is a gravure printable viscosity, and accordingly, the perovskite ink may be an ink for gravure printing. In addition, advantageously, when the thermally decomposable thickener is a C1-C2 alkylammonium halide, the solubility limit of the perovskite compound in the same solvent is increased, and the viscosity of the ink may be 17 cPs or more, and the C1-C2 alkyl ammonium in the ink Depending on the content of the halide and perovskite compound, the viscosity of the ink can be increased up to 100 cPs or more. The viscosity of the perovskite ink substantially for gravure printing may be 15 to 150 cPs, more substantially 17 to 100 cPs, and even more substantially 17 to 50 cPs. At this time, the viscosity of the perovskite compound ink may be a viscosity of 25°C, and may be a value measured using a Brookfield viscometer.

그러나, 본 발명의 잉크가 그라비아 인쇄용 잉크로 한정되어 해석될 수는 없으며, 상술한 바와 같이, 일 구체예에 따른 잉크의 점도는 100cPs에 이를 수 있다. 이에, 본 발명의 잉크는 고점도가 요구되는 종래의 상업적 인쇄법, 구체예로 스크린 인쇄, 슬롯 다이 인쇄, 잉크젯 인쇄등 다양한 인쇄법을 이용하여 페로브스카이트 화합물 패턴을 형성하는 데 사용될 수 있다. However, the ink of the present invention is limited to gravure printing ink and cannot be interpreted, and as described above, the viscosity of the ink according to an embodiment may reach 100 cPs. Accordingly, the ink of the present invention can be used to form a perovskite compound pattern by using various printing methods such as conventional commercial printing methods requiring high viscosity, specific examples such as screen printing, slot die printing, and inkjet printing.

페로브스카이트 잉크의 페로브스카이트 화합물은 화학식 1을 만족할 수 잇다. The perovskite compound of the perovskite ink may satisfy Formula 1.

(화학식 1)(Formula 1)

B1-xAxMX3 B 1-x A x MX 3

화학식 1에서, A는 1가의 유기 암모늄 이온이며, B는 1가의 아미디니움계 이온이고, M은 2가의 금속 이온이며, X는 할로겐 이온이고, x는 0≤x≤1, 일 예로 0.01≤x≤0.1, 다른 일 예로 0.02≤x≤0.06인 실수이다.In Formula 1, A is a monovalent organic ammonium ion, B is a monovalent amidine ion, M is a divalent metal ion, X is a halogen ion, x is 0≤x≤1, for example, 0.01≤ x≤0.1, as another example, is a real number of 0.02≤x≤0.06.

화학식 1에서, 1가의 유기 암모늄 이온은 R1-NH3 +(R1은 C1-C24의 알킬, C3-C20의 시클로알킬 또는 C6-C20의 아릴)일 수 있고, 아미디니움계 이온은 하기 화학식 2를 만족할 수 있다.In Formula 1, the monovalent organic ammonium ion may be R 1 -NH 3 + (R 1 is C1-C24 alkyl, C3-C20 cycloalkyl or C6-C20 aryl), and the amidinium ion is Formula 2 may be satisfied.

(화학식 2)(Formula 2)

Figure 112019097867810-pat00001
Figure 112019097867810-pat00001

화학식 2에서, R2 내지 R6는 서로 독립적으로, 수소, C1-C24의 알킬, C3-C20의 시클로알킬 또는 C6-C20의 아릴이다. 화학식 4에서 R2~R6은 페로브스카이트 화합물의 용도에 따라 적절히 선택될 수 있다. 상세하게, 페로브스카이트 화합물의 단위셀의 크기가 밴드갭과 연관되어 있고 작은 단위셀 크기에서 태양전지로 활용하기에 적절한 밴드갭 에너지(일 예로, 1.1~1.5V수준)를 가질 수 있다. 이에 따라, 태양전지로 활용하기에 적절한 밴드갭 에너지를 고려하는 경우, R2 내지 R6은 서로 독립적으로, 수소, 아미노 또는 C1-C24의 알킬, 구체적으로, 수소, 아미노 또는 C1-C7 알킬, 보다 구체적으로 수소, 아미노 또는 메틸일 수 있으며, 보다 더 구체적으로 R2가 수소, 아미노 또는 메틸이고 R3 내지 R6가 수소일 수 있다. 실질적인 일 예로, 아미디니움계 이온은 포름아미디니움(formamidinium, NH2CH=NH2 +) 이온, 아세트아미디니움(acetamidinium, NH2C(CH3)=NH2 +) 이온 또는 구아미디니움(Guamidinium, NH2C(NH2)=NH2 +) 이온등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 실 예는 페로브스카이트 화합물의 용도, 즉, 태양광의 광흡수체로의 용도를 고려한 일 예이며, 흡수하고자 하는 광의 파장 대역의 설계, 발광소자의 발광층으로 사용하는 경우 발광 파장 대역의 설계, 트랜지스터의 반도체 소자로 사용하는 경우 에너지 밴드갭과 문턱 전압(threshold voltage)등을 고려하여 R2~R6이 적절히 선택될 수 있다. In Formula 2, R 2 to R 6 are each independently hydrogen, C1-C24 alkyl, C3-C20 cycloalkyl, or C6-C20 aryl. In Formula 4, R 2 to R 6 may be appropriately selected according to the use of the perovskite compound. In detail, the size of the unit cell of the perovskite compound is related to the band gap, and the small unit cell size may have a band gap energy suitable for use as a solar cell (for example, at a level of 1.1 to 1.5 V). Accordingly, when considering a band gap energy suitable for use as a solar cell, R 2 to R 6 are independently of each other, hydrogen, amino or C1-C24 alkyl, specifically, hydrogen, amino or C1-C7 alkyl, More specifically, it may be hydrogen, amino or methyl, and even more specifically, R 2 may be hydrogen, amino or methyl, and R 3 to R 6 may be hydrogen. As a practical example, the amidinium-based ion is a formamidinium (formamidinium, NH 2 CH=NH 2 + ) ion, acetamidinium (acetamidinium, NH 2 C(CH 3 )=NH 2 + ) ion or guamidi Nium (Guamidinium, NH 2 C (NH 2 ) = NH 2 + ) ions may be mentioned, but are not limited thereto. Such an example is an example considering the use of a perovskite compound, that is, as a light absorber of sunlight, design of the wavelength band of light to be absorbed, design of the emission wavelength band when used as a light emitting layer of a light emitting device, When used as a semiconductor device of a transistor, R 2 to R 6 may be appropriately selected in consideration of an energy band gap and a threshold voltage.

화학식 1에서, M은 Cu2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Mn2+, Cr2+, Pd2+, Cd2+, Ge2+, Sn2+, Pb2+ 및 Yb2+에서 하나 또는 둘 이상 선택된 금속 이온일 수 있다. In Formula 1, M is Cu 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Cr 2+ , Pd 2+ , Cd 2+ , Ge 2+ , Sn 2+ , Pb 2+ and It may be one or two or more metal ions selected from Yb 2+.

유리한 일 예에 따라, 화학식 1에서, X는 Br-, I- 또는 Br-와 I-일 수 있다. X가 Br-와 I-인 경우, X는 (I1-xBrx) (0<x<1인 실수, 구체적으로 0.01≤x≤0.15, 보다 구체적으로 0.01≤x≤0.10)일 수 있다.According to an advantageous example, in formula 1, X is Br - can be -, I - or Br - and I. When X is Br - and I - , X may be (I 1-x Br x ) (a real number of 0<x<1, specifically 0.01≦x≦0.15, more specifically 0.01≦x≦0.10).

페로브스카이트 잉크의 용매는 종래 용액 도포법에서 치밀하고 매끈한 표면을 갖는 페로브스카이트 화합물 막을 제조하기 위해 통상적으로 사용하는 용매이면 무방하다. 다만, 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 잉크는 열분해성 증점제 또는 열분해성 증점제와 페로브스카이트 화합물 자체의 농도 증가에 의해, 잉크가 인쇄 적성을 만족하는 점도를 가질 수 있다. 이에 따라, 점도 증가를 위해 종래 페로브스카이트 용액에 사용되는 용매에서 점도 증가에 유리한 다른 용매로 변경되지 않아도 무방하며, 휘발 제거가 어려우며 페로브스카이트 화합물의 결정화에 불리한 고점도 용매(3-메톡시프로판나이트릴, 테르피네올, 부틸 카비톨, 3-메톡시프로판나이트릴등)의 사용이 불필요하다. 이에, 페로브스카이트 잉크에 함유되는 용매는, 대면적에서도 균일하고 균질한 페로브스카이트 화합물의 결정화가 유도될 수 있는 저점도 극성 유기 용매인 것이 좋다. 저점도 극성 유기 용매는 25℃ 기준 점도가 2.0cps 이하, 좋게는 1.5cps 이하, 보다 좋게는 1.0cps이하인 극성 유기 용매일 수 있다. 저점도 극성 유기 용매의 구체예로, 용매는 디메틸술폭시드(Dimethylsulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-pyrrolidone, NMP), N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformamide, DMF), 감마-부티로락톤(Gamma-butyrolactone, GBL), N,N- N,N-디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide) 또는 이들의 혼합 용매등일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The solvent of the perovskite ink may be any solvent commonly used to prepare a perovskite compound film having a dense and smooth surface in the conventional solution coating method. However, as described above, the perovskite ink according to an embodiment of the present invention has a viscosity that satisfies printability by increasing the concentration of the pyrolytic thickener or the pyrolytic thickener and the perovskite compound itself. I can have it. Accordingly, it is not necessary to change the solvent used in the conventional perovskite solution to another solvent that is advantageous for increasing viscosity in order to increase the viscosity, and it is difficult to remove volatilization and a high viscosity solvent (3-mer The use of oxypropane nitrile, terpineol, butyl carbitol, 3-methoxypropane nitrile, etc.) is unnecessary. Accordingly, the solvent contained in the perovskite ink is preferably a low-viscosity polar organic solvent capable of inducing crystallization of a uniform and homogeneous perovskite compound even in a large area. The low-viscosity polar organic solvent may be a polar organic solvent having a 25°C reference viscosity of 2.0 cps or less, preferably 1.5 cps or less, and more preferably 1.0 cps or less. As a specific example of the low viscosity polar organic solvent, the solvent is dimethylsulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N,N-dimethylformamide ( N,N-Dimethylformamide, DMF), gamma-butyrolactone (GBL), N,N-N,N-dimethylacetamide, or a mixed solvent thereof, but is limited thereto. It is not.

본 발명은 상술한 페로브스카이트 잉크를 이용한 인쇄방법을 포함한다.The present invention includes a printing method using the above-described perovskite ink.

본 발명에 따른 페로브스카이트 화합물의 인쇄방법은 상술한 페로브스카이트 잉크를 그라비아 인쇄하는 단계를 포함한다.The printing method of the perovskite compound according to the present invention includes the step of gravure printing the above-described perovskite ink.

일 구체예에 따른 인쇄방법은 기재상 상기 페로브스카이트 잉크를 그라비아 인쇄하여 인쇄물을 제조하는 단계; 및 인쇄물을 열분해성 증점제의 열분해 온도 이상의 온도에서 열처리하여 열분해성 증점제를 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.A printing method according to an embodiment comprises the steps of gravure printing the perovskite ink on a substrate to produce a printed product; And removing the thermally decomposable thickener by heat-treating the printed matter at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the thermally decomposable thickener.

기재는 피인쇄대상으로, 목적하는 페로브스카이트 화합물 막의 용도에 따라 적합한 기재를 사용하면 무방하며, 기재에는 목적하는 물품(소자)의 구체 구조를 고려하여, 페로브스카이트 화합물 막의 하부에 위치하는 요소들이 기 형성된 기재일 수 있음은 물론이다. 또한, 그라비아 인쇄시의 인쇄기판은 목적하는 물품(소자)의 구체 구조를 고려하여, 설계된 위치, 설계된 형상 및 설계된 두께로 페로브스카이트 잉크가 인쇄될 수 있도록 적절한 음각 패턴이 형성된 것일 수 있음은 물론이다. The substrate is the object to be printed, and a suitable substrate may be used depending on the intended use of the perovskite compound film, and the substrate is located under the perovskite compound film in consideration of the specific structure of the desired article (device). Of course, the elements may be a pre-formed substrate. In addition, the printing substrate during gravure printing may have an appropriate intaglio pattern formed so that perovskite ink can be printed in a designed position, a designed shape, and a designed thickness in consideration of the specific structure of the desired article (device). Of course.

페로브스카이트 태양전지의 일 예로, 기재는 투명기재, 투명기재상 위치하는 제1전극 및 제1전극상 위치하는 제1전하전달체를 포함할 수 있다. 이때, 투명기재의 설계된 영역에 설계된 형상으로 제1전극과 제1전하전달체가 순차적으로 위치할 수 있음은 물론이며, 투명기재 상 제1전극과 제1전하전달체가 적층된 단위체가 둘 이상 구비되며, 단위체간 서로 이격 배열될 수 있음은 물론이다. 그라비아 인쇄시 원통형이나 플레이트형 인쇄기판은 기재에 포함된 제1전하전달체의 상부로, 제1전하전달체에 상응하는 형상 및 크기로 페로브스카이트 잉크를 전사시키는 음각 패턴이 형성된 것일 수 있다. 이때, 음각 패턴의 깊이를 조절하여 기재에 전사되는 페로브스카이트 잉크의 높이가 제어될 수 있음은 물론이다.As an example of a perovskite solar cell, the substrate may include a transparent substrate, a first electrode positioned on the transparent substrate, and a first charge carrier positioned on the first electrode. At this time, the first electrode and the first charge transfer body may be sequentially positioned in a designed shape in the designed area of the transparent material, as well as two or more units in which the first electrode and the first charge transfer body are stacked on the transparent material. Of course, the units can be arranged spaced apart from each other. In the case of gravure printing, the cylindrical or plate-type printed substrate may be formed with an intaglio pattern for transferring perovskite ink in a shape and size corresponding to the first charge transfer body on the top of the first charge transfer body included in the substrate. In this case, it goes without saying that the height of the perovskite ink transferred to the substrate may be controlled by adjusting the depth of the intaglio pattern.

기재상 페로브스카이트 잉크를 그라비아 인쇄하여 인쇄물을 제조한 후, 제조된 인쇄물을 열분해성 증점제의 열분해 온도 이상의 온도에서 열처리하여 열분해성 증점제를 제거하는 단계가 수행될 수 있다. 이때, 인쇄물은 기재 및 음각 패턴에 의해 기재에 전사된 페로브스카이트 잉크(이하, 페로브스카이트 잉크 패턴으로 통칭함)을 지칭한다.After gravure printing a perovskite ink on a substrate to prepare a printed product, a step of removing the pyrolytic thickener may be performed by heat treating the produced printed product at a temperature equal to or higher than the pyrolysis temperature of the pyrolytic thickener. In this case, the printed material refers to a perovskite ink (hereinafter, collectively referred to as a perovskite ink pattern) transferred to the substrate by the substrate and the intaglio pattern.

이때, 증점제 제거 단계 전 자연 휘발에 의해 페로브스카이트 잉크 패턴의 용매가 휘발 제거될 수 있으며, 이와 달리 증점제 제거 단계에서 용매의 휘발 제거와 열분해성 증점제의 제거가 동시에 이루어질 수도 있다. 또한, 필요시, 그라비아 인쇄 후 및 증점제 제거 전 단계에서 페로브스카이트 잉크 패턴에서 용매를 휘발 제거하는 건조 단계가 더 수행될 수도 있다. 건조 단계는 60 내지 100℃, 구체예로 60 내지 90℃에서 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the solvent of the perovskite ink pattern may be volatilized and removed by spontaneous volatilization before the thickener removal step. Unlike this, in the thickener removal step, the volatilization of the solvent and the thermally decomposable thickener may be simultaneously removed. In addition, if necessary, a drying step of volatilizing and removing the solvent from the perovskite ink pattern after gravure printing and before removing the thickener may be further performed. The drying step may be performed at 60 to 100° C., in a specific example, at 60 to 90° C., but is not limited thereto.

증점제 제거 단계는 인쇄물의 페로브스카이트 잉크 패턴에서 열분해성 증점제를 제거하는 단계로, 인쇄물을 열분해성 증점제의 열분해 온도 이상의 온도에서 열처리 하는 단계일 수 있다. 상세하게, 열분해성 증점제 제거를 위한 열처리는 120 내지 200℃의 온도, 구체적으로 120 내지 150℃의 온도, 보다 구체적으로 120 내지 140℃의 온도에서 수행될 수 있다. 이때, 열분해성 증점제가 메틸암모늄염화물인 경우 140℃ 이하의 매우 낮은 온도에서 용이 제거 가능하여 보다 유리하다. 열분해성 증점제 제거를 위한 열처리는 공기중 분위기에서 수행될 수 있으며, 열처리 시간은 열분해성 증점제가 충분히 제거될 수 있는 시간이면 무방하다.The step of removing the thickener is a step of removing the thermally decomposable thickener from the perovskite ink pattern of the printed material, and may be a step of heat-treating the printed product at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the thermally decomposable thickener. In detail, the heat treatment for removing the thermally decomposable thickener may be performed at a temperature of 120 to 200°C, specifically 120 to 150°C, and more specifically 120 to 140°C. At this time, when the thermally decomposable thickener is methyl ammonium chloride, it is more advantageous because it can be easily removed at a very low temperature of 140°C or less. The heat treatment for removing the pyrolytic thickener may be performed in an air atmosphere, and the heat treatment time may be a time in which the pyrolytic thickener can be sufficiently removed.

(실시예 1)(Example 1)

디메틸포름아마이드(DMF)와 디메틸술폭시드(DMSO) 혼합용매(DMF:DMSO = 8:1 v/v)에 (FAPbI3)1-z(MAPbBr3)z(FA=formamidinium, MA=methylammonium, z=0.05)를 만족하도록 FAPbI3 MAPbBr3를 투입하고, 열분해성 증점제인 CH3NH3Cl를 투입하여 페로브스카이트 잉크를 제조하였다. 이때, 페로브스카이트 잉크에서 (FAPbI3)1-z(MAPbBr3)z는 3M 농도였으며, 페로브스카이트 화합물 : CH3NH3Cl의 몰비는 7 : 3이었고, 제조된 잉크의 25℃ 점도는 17.6 cPs였다.In a mixed solvent of dimethylformamide (DMF) and dimethyl sulfoxide (DMSO) (DMF:DMSO = 8:1 v/v) (FAPbI 3 ) 1-z (MAPbBr 3 ) z (FA=formamidinium, MA=methylammonium, z =0.05) with FAPbI 3 MAPbBr 3 was added, and CH 3 NH 3 Cl, a thermally decomposable thickener, was added to prepare a perovskite ink. At this time, in the perovskite ink, (FAPbI 3 ) 1-z (MAPbBr 3 ) z was a 3M concentration, and the molar ratio of the perovskite compound: CH 3 NH 3 Cl was 7: 3, and the prepared ink was 25° C. The viscosity was 17.6 cPs.

ITO가 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 위에 페로브스카이트 잉크를 table-top 그라비아 프린터와 선밀도 120 lines cm-2 로 음각 패턴된 금속판을 이용하여 18 m/min의 속도로 인쇄하여 인쇄물을 제조하였다.Prints were produced by printing perovskite ink on a polyethylene terephthalate (PET) substrate coated with ITO at a speed of 18 m/min using a table-top gravure printer and a metal plate with an intaglio pattern with a linear density of 120 lines cm -2. I did.

이후, 제조된 인쇄물을 공기 중 에서 120℃로 20분 동안 열처리하여 열분해성 증점제를 분해 제거하여 페로브스카이트 화합물로 이루어진 인쇄 패턴(두께 0.5μm)을 제조하였다. Thereafter, the prepared printed matter was heat-treated in air at 120° C. for 20 minutes to decompose and remove the thermally decomposable thickener to prepare a printed pattern made of a perovskite compound (thickness: 0.5 μm).

(비교예 1)(Comparative Example 1)

디메틸포름아마이드(DMF)와 디메틸술폭시드(DMSO) 혼합용매(DMF:DMSO = 8:1 v/v)에 (FAPbI3)1-z(MAPbBr3)z(FA=formamidinium, MA=methylammonium, z=0.05)를 만족하도록 FAPbI3 MAPbBr3를 투입하되, 용해도 한계까지 투입하여 (FAPbI3)1-z(MAPbBr3)z가 1.4M 농도의 페로브스카이트 포화용액을 제조하였다. 제조된 페로브스카이트 포화용액의 25℃ 점도는 7.5 cPs였다.In a mixed solvent of dimethylformamide (DMF) and dimethyl sulfoxide (DMSO) (DMF:DMSO = 8:1 v/v) (FAPbI 3 ) 1-z (MAPbBr 3 ) z (FA=formamidinium, MA=methylammonium, z =0.05) with FAPbI 3 MAPbBr 3 was added, but was added to the solubility limit to prepare a saturated solution of perovskite with a concentration of (FAPbI 3 ) 1-z (MAPbBr 3 ) z of 1.4M. The viscosity of the prepared saturated perovskite solution at 25°C was 7.5 cPs.

이후, 제조된 페로브스카이트 포화용액을 이용하여 실시예 1과 동일하게 그라비아 인쇄를 수행한 후 실시예 1과 동일하게 열처리하여 페로브스카이트 화합물로 이루어진 인쇄 패턴을 제조하였다.Thereafter, gravure printing was performed in the same manner as in Example 1 using the prepared saturated perovskite solution, and then heat treated in the same manner as in Example 1 to prepare a printed pattern made of a perovskite compound.

도 1은 실시예 1에서 제조된 인쇄 패턴을 관찰한 광학사진이며, 도 2는 비교예 1에서 제조된 인쇄 패턴을 관찰한 광학사진이다. 1 is an optical picture of observing the printing pattern prepared in Example 1, and FIG. 2 is an optical picture of observing the printing pattern prepared in Comparative Example 1.

도 2에서 알 수 있듯이, 종래의 용액 도포법에 사용되는 페로브스카이트 화합물 용액으로는 포화 상태를 만들어 가능한 점도를 높인다 하더라도 패턴이 뭉게지고 테일링(tailing)이 심하게 발생하여 그라비아 인쇄가 불가함을 알 수 있다. 반면, 실시예 1에서 제조된 인쇄 패턴을 살피면, 그라비아 인쇄를 통해 구현하고자 하는 미세 패턴들이 기판으로 정교하게 전사되어 형성된 것을 확인하였다. As can be seen from FIG. 2, even if the perovskite compound solution used in the conventional solution coating method increases the viscosity as possible by making a saturated state, the pattern is crushed and tailing occurs severely, so that gravure printing is impossible. Able to know. On the other hand, looking at the printed pattern prepared in Example 1, it was confirmed that fine patterns to be implemented through gravure printing were elaborately transferred to the substrate and formed.

또한, X선 회절과 X선 분광분석을 이용하여 분석한 결과 제조된 인쇄 패턴이 열분해성 증점제가 선택적으로 제거되며, 실질적으로 순수한 (FAPbI3)1-z(MAPbBr3)z(FA=formamidinium, MA=methylammonium, z=0.05)로 이루어진 것을 확인하였다. In addition, as a result of analysis using X-ray diffraction and X-ray spectroscopy, the prepared printed pattern is selectively removed with a thermally decomposable thickener, and substantially pure (FAPbI 3 ) 1-z (MAPbBr 3 ) z (FA=formamidinium, MA=methylammonium, z=0.05).

도 3은 실시예 1에서 제조된 인쇄 패턴의 표면, 즉, 열분해성 증점제가 제거되어 페로브스카이트 화합물로 이루어진 인쇄 패턴의 표면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다. 도 3에서 알 수 있듯이 페로브스카이트 화합물 결정립이 균일하고 치밀하게 형성되고, 증점제에 의한 부산물이 남아있지 않은 깨끗한 표면이 형성됨을 확인하였다. 3 is a scanning electron microscope photograph of the surface of the printed pattern prepared in Example 1, that is, the surface of the printed pattern made of a perovskite compound after the thermally decomposable thickener was removed. As can be seen from FIG. 3, it was confirmed that the crystal grains of the perovskite compound were uniformly and densely formed, and a clean surface was formed without remaining by-products due to the thickener.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, in the present invention, specific matters and limited embodiments and drawings have been described, but this is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention is Those of ordinary skill in the relevant field can make various modifications and variations from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, and all things that are equivalent or equivalent to the claims as well as the claims to be described later fall within the scope of the spirit of the present invention. .

Claims (10)

인쇄용 페로브스카이트 잉크로, 상기 잉크는 1가 양이온으로 아미디니움계 이온, 유기 암모늄 이온 또는 아미디니움계 이온과 유기 암모늄 이온을 함유하고 금속 이온 및 할로겐 음이온을 함유하는 페로브스카이트 화합물; C1-C2알킬암모늄할로겐화물인 열분해성 증점제; 및 용매;를 포함하며, 상기 잉크는 2.0 내지 3.5M 농도로 상기 페로브스카이트 화합물을 함유하는 인쇄용 페로브스카이트 잉크.
A perovskite ink for printing, the ink is a perovskite compound containing an amidium ion, an organic ammonium ion or an amidium ion and an organic ammonium ion as a monovalent cation, and a metal ion and a halogen anion ; A pyrolytic thickener which is a C1-C2 alkyl ammonium halide; And a solvent; wherein the ink is a printing perovskite ink containing the perovskite compound at a concentration of 2.0 to 3.5M.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 인쇄는 그라비아 인쇄인 페로브스카이트 잉크.
The method of claim 1,
The printing is a gravure printing perovskite ink.
제 3항에 있어서,
상기 페로브스카이트 잉크의 점도는 25℃ 기준 15 cPs 이상인 페로브스카이트 잉크.
The method of claim 3,
The perovskite ink has a viscosity of 15 cPs or more based on 25°C.
제 1항에 있어서,
상기 열분해성 증점제는 200℃ 이하의 온도에서 분해 제거되는 페로브스카이트 잉크.
The method of claim 1,
The pyrolytic thickener is a perovskite ink that is decomposed and removed at a temperature of 200°C or less.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 페로브스카이트 잉크에 함유되는 페로브스카이트 화합물 : 열분해성 증점제의 몰비는 1 : 0.3 내지 1.0인 페로브스카이트 잉크.
The method of claim 1,
The perovskite compound contained in the perovskite ink: the molar ratio of the thermally decomposable thickener is 1: 0.3 to 1.0 perovskite ink.
제 1항, 제 3항 내지 제 5항, 및 제 8항 중 어느 한 항에 따른 페로브스카이트 잉크를 그라비아 인쇄하는 단계를 포함하는 페로브스카이트 화합물의 인쇄방법.A method of printing a perovskite compound comprising the step of gravure printing the perovskite ink according to any one of claims 1, 3 to 5, and 8. 제 9항에 있어서,
기재상 상기 페로브스카이트 잉크를 그라비아 인쇄하여 인쇄물을 제조하는 단계; 및
상기 인쇄물을 열분해성 증점제의 열분해 온도 이상의 온도에서 열처리하여 열분해성 증점제를 제거하는 단계;
를 포함하는 페로브스카이트 화합물의 인쇄방법.
The method of claim 9,
Gravure printing the perovskite ink on a substrate to produce a printed product; And
Heat-treating the printed matter at a temperature equal to or higher than the pyrolysis temperature of the pyrolytic thickener to remove the pyrolytic thickener;
Printing method of a perovskite compound comprising a.
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