KR102250306B1 - 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법 - Google Patents

전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법 Download PDF

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Abstract

질화갈륨 나노와이어 광전극과 물 간의 접촉 면적을 최대화하여 수소발생 반응을 극대화시켜 물분해 효율을 향상시키기 위한 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법은 (a) 기판 상에 금속 촉매층을 형성하는 단계; (b) 상기 금속 촉매층이 형성된 기판을 1차 어닐링 처리하여, 상기 기판 상에 원형의 금속 나노파티클을 형성하는 단계; (c) 상기 원형의 금속 나노파티클이 형성된 기판 상에 Ga 박막층 및 In 박막층을 차례로 형성하는 단계; (d) 상기 Ga 박막층 및 In 박막층이 형성된 기판을 2차 어닐링하여 다각형의 합금 나노파티클을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 다각형의 합금 나노파티클을 시드로 이용하여 다각형의 나노와이어를 성장시켜 질화갈륨 나노와이어 광전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법{FABRICATION METHOD OF GAN NANOWIRE PHOTOELECTRODE STRUCTURE FOR PHOTOELECTROCHEMICAL WATER SPLITTING}
본 발명은 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 질화갈륨 나노와이어 광전극과 물 간의 접촉 면적을 최대화하여 수소발생 반응을 극대화시켜 물분해 효율을 향상시키기 위한 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법에 관한 것이다.
기존 화석연료에 기반한 에너지 시스템은 지구온난화, 환경오염, 자원고갈 등의 문제를 일으키므로, 그 대안으로 이른바 수소 경제(hydrogen economy)가 제안되었다.
수소 경제란 기존 화석연료 대신에 수소연료를 에너지 수송자(energy carrier)로 사용하는 것이다. 이를 실현하기 위한 가장 원천적이고 핵심적인 문제 중 하나는 수소 연료를 온실가스나 오염 물질을 배출하지 않으면서 경제적으로 생산하는 것이다.
최근 전세계적인 관심과 연구 대상이 되고 있는 광전기화학적 수소 생산법 (photoelectrochemical hydrogen production)은 반도체와 전해액 사이 계면에 태양광을 비춰 주어 계면에서 물분해를 수행하는데, 반도체/전해액 계면이 광자를 흡수하여 그 에너지를 화학적 에너지, 즉 수소 연료로 변환시키는 핵심적인 역할을 한다.
광전극으로도 불리는 반도체 물질은 Si, GaAs 등 단결정 물질부터 TiO2 등 금속 산화물까지 다양한 물질들이 연구되고 있다. TiO2 전극에 빛을 쪼여 줄 때 수소 발생이 가능하다는 것을 보인 이후 수 많은 연구들이 진행되었으나, 실용적인 소자를 구현하기 위해서는 크게 두 가지 문제점을 해결해야 한다.
첫째로, 광전극의 에너지 변환 효율을 높여야 한다. 태양광을 이용한 광전기화학적 수소 생산에서 에너지 변환 효율은 반도체 물질의 에너지 띠간격 (energy band gap)과 직결된다. 현재 대부분의 산화 금속 물질(TiO2, ZnO 등) 은 에너지 띠간격이 너무 커서 태양광 스펙트럼 중 자외선 영역 광자만 흡수하고 다른 영역의 빛은 흡수하지 못하므로 이런 광전극들은 상당히 작은 에너지 변환 효율을 나타낸다.
반면, Si, GaAs 등 저에너지에서 중에너지 사이 띠간격 (low to mid band gap)을 갖는 반도체 물질들은 띠간격이 1.0 ~ 1.5 eV 사이이므로 적외선부터 자외선까지 대부분의 빛을 흡수할 수 있다.
그러나, 외부로부터 전압 공급 없이 물분해를 일으키기 위해서는 1.5 V 이상의 광전압(photovoltage)이 필요한데 일반적으로 이러한 광전극들이 나타내는 광전압은 이에 비해 상당히 작다. 즉, 광전극의 에너지 띠간격 선택에 있어서 딜레마가 발생한다.
두 번째로, 광전극의 신뢰성(reliability)도 중요한 이슈이다. 일반적인 발전소 규모 (utility scale) 태양전지에 요구되는 수명이 15 ~ 20년임을 감안하면, 궁극적으로 태양광 수소 생산기의 작동 수명도 이에 견줄 만한 수준이 되어야 한다.
그러나, 일반적으로 반도체 전극은 부식되기 쉬운 물질이고, 강산이나 강염기성의 전해액 속에서 지속적으로 태양광을 조사받기 때문에, 요구되는 수명을 달성하기 매우 도전적인 상황이다.
이러한 광전기화학적 수소 생산에 대한 핵심 과제를 해결하기 위해 다양한 광전극 물질들이 개발되고 있다.
최근에는 태양광을 이용한 광전기화학적 물분해용 질화갈륨 광전극은 대부분 필름의 형태로 제작되어 수소생산을 위해 사용되고 있다.
그러나, 더 많은 수소생산 반응을 위해서는 반응 면적의 극대화가 필요하다. 즉, 물과 질화갈륨 광전극의 접촉면적을 최대화하여 수소발생 반응을 극대화시키는 것이 수소생산을 위해 가장 중요한 부분이라고 할 수 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0072303호(2014.06.13. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 수열합성법을 이용한 대면적 Fe2O3 물분해용 광전극 제조 방법 및 그 광전극이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 질화갈륨 나노와이어 광전극과 물 간의 접촉 면적을 최대화하여 수소발생 반응을 극대화시켜 물분해 효율을 향상시키기 위한 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법은 (a) 기판 상에 금속 촉매층을 형성하는 단계; (b) 상기 금속 촉매층이 형성된 기판을 1차 어닐링 처리하여, 상기 기판 상에 원형의 금속 나노파티클을 형성하는 단계; (c) 상기 원형의 금속 나노파티클이 형성된 기판 상에 Ga 박막층 및 In 박막층을 차례로 형성하는 단계; (d) 상기 Ga 박막층 및 In 박막층이 형성된 기판을 2차 어닐링하여 다각형의 합금 나노파티클을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 다각형의 합금 나노파티클을 시드로 이용하여 다각형의 나노와이어를 성장시켜 질화갈륨 나노와이어 광전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법은 질화갈륨의 표면적을 극대화하기 위하여, 금속을 촉매로 사용하여 나노파티클을 형성하고, 나노파티클의 형태 조절을 통해 나노와이어의 형태 또한 변경하는 것에 의해 넓은 표면적을 갖는 질화갈륨 나노와이어 광전극을 제조하였다.
이 결과, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물은 넓은 표면적을 가지므로 질화갈륨 나노와이어 광전극과 물 간의 접촉 면적을 최대화할 수 있어 수소발생 반응을 극대화시켜 물분해 효율을 향상시킬 수 있으므로 태양광 광전기화학적 물분해를 위한 질화갈륨 나노와이어 광전극으로 활용하기에 적합하다.
또한, 본 발명에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법은 복수의 p-GaN 박막층의 사이에 각 층마다 In의 조성이 다르게 설계된 p-InGaN 박막층을 삽입하는 것에 의해, 태양광의 흡수 반응률을 더욱 개선시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법을 나타낸 공정 모식도.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법을 나타낸 공정 사시도.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극을 나타낸 사시도.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조로 제조된 질화갈륨 나노와이어 광전극을 촬영하여 나타낸 SEM 사진.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조로 제조된 질화갈륨 나노와이어 광전극에 대한 광학 특성 결과를 나타낸 그래프.
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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법을 나타낸 공정 모식도이고, 도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법을 나타낸 공정 사시도이다. 이때, 도 1 내지 도 5의 (a)는 단면도를 나타낸 것이고, 도 1 내지 도 5의 (b)는 평면도를 나타낸 것이다.
도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 금속 촉매층(120)을 형성한다.
여기서, 기판(110)은 일면 및 일면에 반대되는 타면을 갖는 플레이트 형상을 가질 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 그 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
기판(110)으로는 실리콘(Si), 사파이어(sapphire), 유리, 탄화규소(SiC), 산화갈륨(Ga2O3), GaN이 증착된 사파이어(GaN on Sapphire), InGaN이 증착된 사파이어(InGaN on sapphire), AlGaN이 증착된 사파이어(AlGaN on sapphire) 및 AlN이 증착된 사파이어(AlN on sapphire) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 단계에서, 금속 촉매층(120)은 기판(110) 일면의 상부 전면에 스퍼터링(sputtering) 또는 전자선 증착(electron-beam evaporation) 방식으로 금속 물질을 증착하여 형성된다.
이때, 금속 물질은 Au, Ag, Pt 및 Pd 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한 금속 촉매층(120)은 금속 물질을 적어도 1층 이상으로 적층하여 형성한다. 이때, 도 1 및 도 6에서는 Au로 증착한 제1 금속 촉매층(122)과, Ag로 증착한 제2 금속 촉매층(124)이 차례로 적층된 2층 구조를 일 예로 나타내었다.
금속 촉매층(120)은 1 ~ 400nm의 두께로 형성하는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 50 ~ 200nm를 제시할 수 있다. 금속 촉매층(120)의 두께가 1nm 미만일 경우에는 두께가 너무 얇은 후속하는 1차 어닐링 처리시 원형의 나노파티클 형성이 제대로 이루어지지 못할 우려가 있다. 반대로, 금속 촉매층(120)의 두께가 400nm를 초과할 경우에는 과도한 두께 설계로 인하여 1차 어닐링 처리시 열처리 온도를 상승시키는 요인으로 작용하여 제조 비용을 증가시키는 요인으로 작용할 수 있다.
다음으로, 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 금속 촉매층(도 1의 120)이 형성된 기판(110)을 1차 어닐링 처리하여, 기판(110) 상에 원형의 금속 나노파티클(125)을 형성한다.
이러한 1차 어닐링 처리는 고온 열처리 퍼니스인 급속 열처리 퍼니스(rapid thermal annealing furnace) 장비 내에 금속 촉매층이 형성된 기판(110)을 투입시킨 상태에서 실시하게 된다. 이때, 급속 열처리 퍼니스의 진공 챔버 내부는 질소, 아르곤 및 수소 중 1종 이상의 가스 분위기가 유지될 수 있다.
이러한 급속 열처리 퍼니스를 이용하여 질소, 아르곤 및 수소 중 1종 이상의 가스 분위기하에서 1차 어닐링 처리를 실시하는 것에 의해, 금속 촉매층이 급속으로 용융되면서 표면 장력에 의해 균일하면서 크기가 일정한 원형 형태로 서로 이격 배치되는 복수의 금속 나노파티클(125)을 형성하게 된다.
본 단계에서, 1차 어닐링 처리는 700 ~ 1,000℃에서 1 ~ 60분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 1차 어닐링 처리 온도가 700℃ 미만이거나, 1차 어닐링 처리 시간이 1분 미만일 경우에는 충분한 용융이 이루어지지 못하여 원형 형태의 금속 나노파티클(125)이 제대로 형성되지 못할 우려가 있다. 반대로, 1차 어닐링 처리 온도가 1,000℃를 초과하거나, 1차 어닐링 처리 시간이 60분을 초과할 경우에는 효과 상승 없이 공정 온도 및 시간만을 증가시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
다음으로, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 원형의 금속 나노파티클(125)이 형성된 기판(110) 상에 Ga 박막층(132) 및 In 박막층(134)을 차례로 형성한다.
본 단계에서, Ga 박막층(132) 및 In 박막층(134) 각각은 분자선 에피택시(Molecular Beam Epitaxy) 증착 방식으로 1 ~ 200nm의 두께로 증착하여 형성하는 것이 바람직하다.
즉, Ga 박막층(132) 및 In 박막층(134)은 분자선 에피택시 증착 장비의 진공 챔버 내에 원형의 금속 나노파티클(125)이 형성된 기판(110)을 투입시킨 상태에서 원소 단위의 고순도 갈륨(Ga) 소스 및 인듐(In) 소스를 순차적으로 공급하여 증착하는 것에 의해 형성될 수 있다.
이에 따라, Ga 박막층(132) 및 In 박막층(134)은 원형의 금속 나노파티클(125)의 일부 두께를 덮으면서 증착이 이루어지게 된다. 이때, Ga 박막층(132) 및 In 박막층(134)은 원형의 금속 나노파티클(125)의 일부를 노출시키는 두께로 형성되는 것이 좋다. 이를 위해, Ga 박막층(132) 및 In 박막층(134) 각각은 1 ~ 200nm의 두께로 증착하여 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4 및 도 9에 도시된 바와 같이, Ga 박막층(도 3의 132) 및 In 박막층(도 3의 134)이 형성된 기판(110)을 2차 어닐링하여 다각형의 합금 나노파티클(135)을 형성한다.
이러한 2차 어닐링 처리는 고온 열처리 퍼니스인 급속 열처리 퍼니스(rapid thermal annealing furnace) 장비 내에 Ga 박막층 및 In 박막층이 형성된 기판(110)을 투입시킨 상태에서 실시하게 된다. 이때, 급속 열처리 퍼니스의 진공 챔버 내부는 질소, 아르곤 및 수소 중 1종 이상의 가스 분위기가 유지될 수 있다.
2차 어닐링 처리는 어닐링 시작온도 400 ~ 600℃ 및 어닐링 종료온도 650 ~ 900℃ 조건으로, 어닐링 시작온도 및 어닐링 종료온도 합산으로 1 ~ 60분 동안 실시하는 것이 바람직하다.
특히, 2차 어닐링 처리는 어닐링 시작온도부터 어닐링 종료온도까지 10 ~ 50℃/min의 속도로 점진적으로 승온시키는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이, 2차 어닐링 처리시 어닐링 시작온도부터 어닐링 종료온도까지 점진적으로 온도를 승온시키는 것에 의해, Ga 박막층 및 In 박막층이 용융되는 속도를 조절할 수 있으므로, Ga 박막층, In 박막층 및 금속 나노파티클이 함께 용융되는 과정에서 다양한 형태를 갖도록 합금 나노파티클(135)을 형성하는 것이 가능해질 수 있게 된다. 이에 따라, 합금 나노파티클(135)은, 평면 상으로 볼 때, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형을 포함하는 다각형 중 어느 하나의 형상을 갖는다. 이러한 합금 나노파티클(135)은 10 ~ 200nm의 평균 직경을 가질 수 있다.
다음으로, 도 5 및 도 10에 도시된 바와 같이, 다각형의 합금 나노파티클(도 4의 135)을 시드로 이용하여 다각형의 나노와이어를 성장시켜 질화갈륨 나노와이어 광전극(140)을 형성한다.
본 단계에서, 질화갈륨 나노와이어 광전극(140)은 분자선 에피택시(Molecular Beam Epitaxy) 증착 방식으로 질소 플라즈마 분위기에서 Ga 소스를 공급하여 550 ~ 950℃ 조건으로 증착하여 형성한다.
이러한 질화갈륨 나노와이어 광전극(140)은 다각형의 합금 나노파티클의 형상과 실질적으로 동일한 형상으로 형성된다. 이에 따라, 질화갈륨 나노와이어 광전극(140)은 기판(110)의 일면에 다각형의 나노와이어 형태를 갖도록 형성되므로, 넓은 표면적을 가지게 되어 물과의 접촉면적이 극대화되어 물분해 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이때, 질화갈륨 나노와이어 광전극(140)은 합금 나노파티클과 실질적으로 동일한 직경을 가질 수 있다. 즉, 질화갈륨 나노와이어 광전극(140)의 평균 직경은 합금 나노파티클의 평균 직경과 실질적으로 동일한 10 ~ 200nm를 가질 수 있다.
이러한 질화갈륨 나노와이어 광전극(140)은 30nm ~ 10㎛의 높이로 형성하는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 500 ~ 5㎛를 제시할 수 있다. 질화갈륨 나노와이어 광전극(140)의 높이가 30nm 미만일 경우에는 그 높이가 너무 낮아 넓은 표면적 확보가 어려워 물과의 접촉면적 향상 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 질화갈륨 나노와이어 광전극(140)의 높이가 10㎛를 초과할 경우에는 과도한 높이 설계로 인하여 내구성이 저하될 우려가 있다.
이상으로, 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법이 종료될 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 14는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극을 나타낸 사시도이다.
먼저, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극(240)은 p-GaN 단일층 구조를 가질 수 있다. 즉, 질화갈륨 나노와이어 광전극(240)은 Mg 도핑을 통해 고결정성을 갖는 p-GaN 단일층이 적용될 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극(340)은 가시광 영역의 태양광 흡수 효율을 극대화하기 위해, p-GaN에 In이 더 첨가된 p-InGaN 단일층이 적용될 수 있다. 이에 따라, p-InGaN 단일층 구조의 질화갈륨 나노와이어 광전극(340)은 400nm ~ 800nm의 발광 파장을 가질 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극(440)은 p-GaN 박막층(442) 및 p-InGaN 박막층(444)이 차례로 적층된 2층 구조를 가질 수 있다. 이때, p-InGaN 박막층(444)은 가시광 영역의 태양광 흡수 효율을 극대화하기 위해, p-GaN에 In이 더 첨가된 것이다. 이에 따라, p-InGaN 박막층(444)은 400nm ~ 800nm의 발광 파장을 가질 수 있다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극(540)은 복수의 p-GaN 박막층(542) 및 복수의 p-InGaN 박막층(544)이 교번적으로 적층되는 다중층 구조를 가질 수 있다. 이때, p-InGaN 박막층(544)은 가시광 영역의 태양광 흡수 효율을 극대화하기 위해, p-GaN에 In이 더 첨가된 것이다. 이에 따라, p-InGaN 박막층(544)은 400nm ~ 800nm의 발광 파장을 가질 수 있다.
여기서, p-GaN 박막층(542) 및 p-InGaN 박막층(544) 각각은 1 ~ 20개의 적층 구조로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 도 14에서는 p-GaN 박막층(542) 4개와 p-InGaN 박막층(544) 3개가 교번적으로 적층된 다중층 구조의 질화갈륨 나노와이어 광전극(540)을 일 예로 나타내었다.
이때, 다중층 구조의 질화갈륨 나노와이어 광전극(540)은 복수의 p-GaN 박막층(542)의 사이에 각 층마다 In의 조성이 다르게 설계된 p-InGaN 박막층(544)을 삽입할 수도 있다. 이 경우, 태양광의 흡수 반응률을 더욱 개선시킬 수 있는 구조적인 이점을 갖는다.
기존의 화석연료를 기반한 에너지는 환경오염, 지구 온난화 등 많은 문제를 일으키고 있을 뿐만 아니라, 자원고갈의 문제점을 가지고 있다. 이러한 대안으로, 수소를 이용한 에너지가 무한의 에너지로 각광받고 있다.
최근 전세계적인 관심과 연구 대상이 되고 있는 광전기 화학적 수소 생산법 (photoelectrochemical hydrogen production)은 반도체와 전해액 사이 계면에 태양광을 비춰 주어 계면에서 물분해를 수행하는데, 반도체/전해액 계면이 광자를 흡수하여 그 에너지를 화학적 에너지, 즉 수소 연료로 변환시키는 핵심적인 역할을 한다.
광전극으로도 불리는 반도체 물질 중 질화갈륨은 에너지 변환 효율이 높아 유망한 광전극으로 각광받고 있다. 또한, 최대 효율의 수소생산을 위해서는 물과 반응하는 면적이 최대로 되어야 수소생산에서 발생효율을 극대화할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법은 질화갈륨의 표면적을 극대화하기 위하여, 금속을 촉매로 사용하여 나노파티클을 형성하고, 나노파티클의 형태 조절을 통해 나노와이어의 형태 또한 변경하는 것에 의해 넓은 표면적을 갖는 질화갈륨 나노와이어 광전극을 제조하였다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물은 넓은 표면적을 가지므로 질화갈륨 나노와이어 광전극과 물 간의 접촉 면적을 최대화할 수 있어 수소발생 반응을 극대화시켜 물분해 효율을 향상시킬 수 있으므로 태양광 광전기화학적 물분해를 위한 질화갈륨 나노와이어 광전극으로 활용하기에 적합하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법은 복수의 p-GaN 박막층의 사이에 각 층마다 In의 조성이 다르게 설계된 p-InGaN 박막층을 삽입하는 것에 의해, 태양광의 흡수 반응률을 더욱 개선시킬 수 있다.
실시예
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.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조로 제조된 질화갈륨 나노와이어 광전극을 촬영하여 나타낸 SEM 사진이다.
도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조로 제조된 질화갈륨 나노와이어 광전극(440)은 p-GaN 박막층(442) 및 p-InGaN 박막층(444)이 차례로 적층된 2층 구조를 갖는다.
이때, 질화갈륨 나노와이어 광전극(440)은 육면체 형상의 복수의 기둥이 일정한 간격으로 이격 배치되는 형태로 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조로 제조된 질화갈륨 나노와이어 광전극에 대한 광학 특성 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13 및 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조로 제조된 질화갈륨 나노와이어 광전극(440)은 p-GaN 박막층(442)을 기반으로 각 층마다 In의 조성을 상이하게 첨가한 p-InGaN 박막층(444)이 교번적으로 적층된 다중층 구조를 갖는다.
발광 및 흡수 파장을 확인하기 위해, 광루미네선스 광학적 특성을 평가한 결과, 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조로 제조된 질화갈륨 나노와이어 광전극(440)은 약 600nm의 파장대에서 발광 피크를 갖는 것을 확인하였다.
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.
110 : 기판 120 : 금속 촉매층
122 : 제1 금속 촉매층 124 : 제2 금속 촉매층
125 : 금속 나노파티클 132 : Ga 박막층
134 : In 박막층 135 : 합금 나노파티클
140 : 질화갈륨 나노와이어 광전극

Claims (17)

  1. (a) 기판 상에 금속 촉매층을 형성하는 단계;
    (b) 상기 금속 촉매층이 형성된 기판을 1차 어닐링 처리하여, 상기 기판 상에 원형의 금속 나노파티클을 형성하는 단계;
    (c) 상기 원형의 금속 나노파티클이 형성된 기판 상에 Ga 박막층 및 In 박막층을 차례로 형성하는 단계;
    (d) 상기 Ga 박막층 및 In 박막층이 형성된 기판을 2차 어닐링하여 다각형의 합금 나노파티클을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 다각형의 합금 나노파티클을 시드로 이용하여 다각형의 나노와이어를 성장시켜 질화갈륨 나노와이어 광전극을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 기판은
    실리콘(Si), 사파이어(sapphire), 유리, 탄화규소(SiC), 산화갈륨(Ga2O3), GaN이 증착된 사파이어(GaN on Sapphire), InGaN이 증착된 사파이어(InGaN on sapphire), AlGaN이 증착된 사파이어(AlGaN on sapphire) 및 AlN이 증착된 사파이어(AlN on sapphire) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 금속 촉매층은
    상기 기판의 상부 전면에 스퍼터링(sputtering) 또는 전자선 증착(electron-beam evaporation) 방식으로 금속 물질을 증착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속 물질은
    Au, Ag, Pt 및 Pd 중 선택된 1종 이상을 포함하며, 상기 금속 촉매층은 상기 금속 물질을 적어도 1층 이상으로 적층하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 금속 촉매층은
    1 ~ 400nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 1차 어닐링 처리는
    700 ~ 1,000℃에서 1 ~ 60분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 Ga 박막층 및 In 박막층 각각은
    분자선 에피택시(Molecular Beam Epitaxy) 증착 방식으로 1 ~ 200nm의 두께로 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 2차 어닐링 처리는
    어닐링 시작온도 400 ~ 600℃ 및 어닐링 종료온도 650 ~ 900℃ 조건으로, 상기 어닐링 시작온도 및 어닐링 종료온도 합산으로 1 ~ 60분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 2차 어닐링 처리는
    상기 어닐링 시작온도부터 어닐링 종료온도까지 10 ~ 50℃/min의 속도로 점진적으로 승온시키는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 합금 나노파티클은
    10 ~ 200nm의 평균 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 (e) 단계에서,
    상기 질화갈륨 나노와이어 광전극은
    분자선 에피택시(Molecular Beam Epitaxy) 증착 방식으로 질소 플라즈마 분위기에서 Ga 소스를 공급하여 550 ~ 950℃ 조건으로 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 질화갈륨 나노와이어 광전극은
    상기 합금 나노파티클과 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 질화갈륨 나노와이어 광전극은
    30nm ~ 10㎛의 높이로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 질화갈륨 나노와이어 광전극은
    평면 상으로 볼 때, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형을 포함하는 다각형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전기화학적 물분해용 질화갈륨 나노와이어 광전극 구조물 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114774962B (zh) * 2022-05-11 2023-03-24 澄川绿氢新能源(济南)有限公司 一种太阳能光电化学水分解光电极及其制备方法与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101273702B1 (ko) * 2011-03-03 2013-06-12 전북대학교산학협력단 Ｐｔ촉매를 이용한 ＧａＮ 나노와이어의 성장방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011213553A (ja) 2010-03-31 2011-10-27 Mitsubishi Chemicals Corp 水素製造装置
JP2017101289A (ja) 2015-12-02 2017-06-08 日本電信電話株式会社 半導体光電極

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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B Alotaibi등. Nanotechnology. 2013.04.03., 24, pp.1~5*

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