KR102657063B1 - Perovskite device and forming method thereof - Google Patents
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Abstract
페로브스카이트 장치 및 그 형성 방법이 제공된다. 상기 페로브스카이트 장치는 페로브스카이트 패턴을 포함하고, 상기 페로브스카이트 패턴은, 기판 위에 희생 패턴을 형성하는 단계, 상기 기판 위에 페로브스카이트층을 형성하는 단계, 및 상기 희생 패턴을 팽창시켜 상기 페로브스카이트층을 패터닝하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법에 의해 형성된다. A perovskite device and method of forming the same are provided. The perovskite device includes a perovskite pattern, wherein the perovskite pattern includes forming a sacrificial pattern on a substrate, forming a perovskite layer on the substrate, and forming the sacrificial pattern. It is formed by a pattern forming method including the step of expanding and patterning the perovskite layer.
Description
본 발명은 페로브스카이트 장치 및 그 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to perovskite devices and methods of forming them.
페로브스카이트 재료는 우수한 광흡수성, 높은 캐리어 수명, 조정 가능한 밴드갭 등의 우수한 특성으로 인해 발광다이오드, 광검출기, 태양전지 등 다양한 광전자 소자에 적용되고 있다. 고성능 페로브스카이트 마이크로셀을 제조하기 위해서는 페로브스카이트 패턴을 정교하게 형성하는 것이 필요하다. 그러나, 종래의 페로브스카이트 패턴의 형성 방법에 따르면 페로브스카이트 패턴과 다른 층과의 계면에 결함이 생기거나 페로브스카이트 패턴이 제대로 형성되지 않아 페로스카이트 장치의 성능이 저하되는 문제가 있다.Perovskite materials are applied to various optoelectronic devices such as light-emitting diodes, photodetectors, and solar cells due to their excellent properties such as excellent light absorption, high carrier lifetime, and adjustable bandgap. In order to manufacture high-performance perovskite microcells, it is necessary to precisely form perovskite patterns. However, according to the conventional method of forming a perovskite pattern, defects occur at the interface between the perovskite pattern and other layers, or the perovskite pattern is not properly formed, resulting in deterioration of the performance of the perovskite device. There is.
본 발명은 우수한 성능을 갖는 페로브스카이트 장치를 제공한다.The present invention provides perovskite devices with excellent performance.
본 발명은 상기 페로브스카이트 장치의 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method for forming the perovskite device.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.Other objects of the present invention will become clear from the following detailed description and accompanying drawings.
본 발명의 실시예들에 따른 페로브스카이트 장치는 페로브스카이트 패턴을 포함하고, 상기 페로브스카이트 패턴은, 기판 위에 희생 패턴을 형성하는 단계, 상기 기판 위에 페로브스카이트층을 형성하는 단계, 및 상기 희생 패턴을 팽창시켜 상기 페로브스카이트층을 패터닝하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법에 의해 형성된다.Perovskite devices according to embodiments of the present invention include a perovskite pattern, the perovskite pattern comprising: forming a sacrificial pattern on a substrate; forming a perovskite layer on the substrate; It is formed by a pattern forming method including the step of expanding the sacrificial pattern to pattern the perovskite layer.
상기 페로브스카이트층을 패터닝하는 단계는 상기 희생 패턴에 역용매를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 희생 패턴은 상기 기판 위에 배치되는 제1 희생 패턴 및 상기 제1 희생 패턴 위에 배치되는 제2 희생 패턴을 포함할 수 있고, 상기 역용매에 의해 상기 제1 희생 패턴이 용해될 수 있으며, 상기 제2 희생 패턴이 팽창할 수 있다. 상기 제1 희생 패턴은 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함할 수 있고, 상기 제2 희생패턴은 폴리이미드를 포함할 수 있으며, 상기 역용매는 클로로포름을 포함할 수 있다. Patterning the perovskite layer may include providing an anti-solvent to the sacrificial pattern. The sacrificial pattern may include a first sacrificial pattern disposed on the substrate and a second sacrificial pattern disposed on the first sacrificial pattern, the first sacrificial pattern may be dissolved by the anti-solvent, and the first sacrificial pattern may be dissolved by the anti-solvent. 2 The sacrificial pattern can expand. The first sacrificial pattern may include poly(methyl methacrylate), the second sacrificial pattern may include polyimide, and the antisolvent may include chloroform.
상기 페로브스카이트 장치는 상기 페로브스카이트 패턴 아래에 배치되는 제1 전하 수송층, 상기 제1 전하 수송층 아래에 배치되는 제1 전극, 상기 페로브스카이트 패턴 위에 배치되는 제2 전하 수송층, 및 상기 제2 전하 수송층 위에 배치되는 제2 전극을 더 포함할 수 있고, 상기 패턴 형성 방법은 상기 페로브스카이트층을 형성하기 전에 상기 기판 위에 예비 전하 수송층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 희생 패턴의 팽창에 의해 상기 예비 전하 수송층이 패터닝되어 상기 제1 전하 수송층이 형성될 수 있다. 상기 예비 전하 수송층과 상기 페로브스카이트층은 동시에 패터닝될 수 있다.The perovskite device includes a first charge transport layer disposed below the perovskite pattern, a first electrode disposed below the first charge transport layer, a second charge transport layer disposed on the perovskite pattern, and It may further include a second electrode disposed on the second charge transport layer, and the pattern forming method may further include forming a preliminary charge transport layer on the substrate before forming the perovskite layer, The preliminary charge transport layer may be patterned by expansion of the sacrificial pattern to form the first charge transport layer. The preliminary charge transport layer and the perovskite layer may be patterned simultaneously.
상기 페로브스카이트 장치는 상기 제2 전하 수송층과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 버퍼층을 더 포함할 수 있다.The perovskite device may further include a buffer layer disposed between the second charge transport layer and the second electrode.
상기 페로브스카이트 장치는 상기 제1 전극 아래에 배치되는 제1 나방-눈 구조체, 및 상기 제2 전극 위에 배치되는 제2 나방-눈 구조체를 더 포함할 수 있다.The perovskite device may further include a first moth-eye structure disposed below the first electrode, and a second moth-eye structure disposed above the second electrode.
본 발명의 실시예들에 따른 페로브스카이트 장치의 형성 방법은, 기판 위에 희생 패턴을 형성하는 단계, 상기 기판 위에 페로브스카이트층을 형성하는 단계, 및 상기 희생 패턴을 팽창시켜 상기 페로브스카이트층을 패터닝하는 단계를 포함한다.The method of forming a perovskite device according to embodiments of the present invention includes forming a sacrificial pattern on a substrate, forming a perovskite layer on the substrate, and expanding the sacrificial pattern to form the perovskite device. It includes the step of patterning the layer.
상기 페로브스카이트층을 패터닝하는 단계는 상기 희생 패턴에 역용매를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.Patterning the perovskite layer may include providing an anti-solvent to the sacrificial pattern.
상기 희생 패턴을 형성하는 단계는, 상기 기판 위에 제1 희생층을 형성하는 단계, 상기 제1 희생층 위에 제2 희생층을 형성하는 단계, 및 상기 제1 희생층 및 상기 제2 희생층을 패터닝하여 제1 희생 패턴 및 상기 제1 희생 패턴 위에 배치되는 제2 희생 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 역용매에 의해 상기 제1 희생 패턴이 용해될 수 있으며, 상기 제2 희생 패턴이 팽창할 수 있다.Forming the sacrificial pattern includes forming a first sacrificial layer on the substrate, forming a second sacrificial layer on the first sacrificial layer, and patterning the first sacrificial layer and the second sacrificial layer. It may include forming a first sacrificial pattern and a second sacrificial pattern disposed on the first sacrificial pattern, wherein the first sacrificial pattern may be dissolved by the anti-solvent, and wherein the second sacrificial pattern may be It can expand.
상기 제1 희생층은 폴리(메틸 메타크릴레이트)로 형성될 수 있고, 상기 제2 희생층은 폴리이미드로 형성될 수 있으며, 상기 역용매는 클로로포름을 포함할 수 있다.The first sacrificial layer may be formed of poly(methyl methacrylate), the second sacrificial layer may be formed of polyimide, and the antisolvent may include chloroform.
상기 페로브스카이트 장치의 형성 방법은, 상기 페로브스카이트층을 형성하기 전에 상기 기판 위에 예비 전하 수송층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 희생 패턴의 팽창에 의해 상기 예비 전하 수송층이 패터닝되어 전하 수송층이 형성될 수 있다. 상기 예비 전하 수송층과 상기 페로브스카이트층은 동시에 패터닝될 수 있다.The method of forming the perovskite device may further include forming a preliminary charge transport layer on the substrate before forming the perovskite layer, and the preliminary charge transport layer is patterned by expansion of the sacrificial pattern. Thus, a charge transport layer can be formed. The preliminary charge transport layer and the perovskite layer may be patterned simultaneously.
본 발명의 실시예들에 따른 페로브스카이트 장치는 우수한 성능을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따른 스웰링 유도 리프트오프 방법을 이용하여 계면 결함 없이 균일한 페로브스카이트 패턴을 형성함으로써 고성능 페로브스카이트 장치가 구현될 수 있다.Perovskite devices according to embodiments of the present invention can have excellent performance. For example, a high-performance perovskite device can be implemented by forming a uniform perovskite pattern without interfacial defects using the swelling-induced lift-off method according to embodiments of the present invention.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 페로브스카이트 패턴의 형성 방법을 나타낸다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 페로브스카이트 장치 및 그 형성 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 반투명 태양광 장치를 나타낸다.
도 11은 나방-눈 구조체의 유무에 따른 반투명 태양광 장치의 광이용 효율(LUE) 및 전력 변환 효율(PCE)을 나타낸다.
도 12는 나방-눈 구조체의 유무에 따른 반투명 태양광 장치의 전류-전압 특성을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유색 태양광 윈도우를 나타낸다.1 to 5 show a method of forming a perovskite pattern according to embodiments of the present invention.
6 to 9 show perovskite devices and methods of forming them according to embodiments of the present invention.
Figure 10 shows a translucent solar device according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 shows the light utilization efficiency (LUE) and power conversion efficiency (PCE) of a translucent solar device with or without a moth-eye structure.
Figure 12 shows the current-voltage characteristics of a translucent solar device with or without a moth-eye structure.
Figure 13 shows a colored solar window according to another embodiment of the present invention.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. The purpose, features, and advantages of the present invention will be easily understood through the following examples. The present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. The embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed content is thorough and complete and to enable the idea of the present invention to be sufficiently conveyed to those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the present invention should not be limited by the following examples.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들(elements)을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 또, 어떤 요소가 다른 요소 위에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 요소 위에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. Although terms such as first and second are used in this specification to describe various elements, the elements should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish the elements from one another. Additionally, when an element is referred to as being on top of another element, it means that it can be formed directly on top of the other element or that a third element can be interposed between them.
도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the drawings, the sizes of elements, or the relative sizes between elements, may be somewhat exaggerated for a clearer understanding of the present invention. Additionally, the shapes of elements shown in the drawings may change somewhat due to variations in the manufacturing process. Accordingly, the embodiments disclosed in this specification should not be limited to the shapes shown in the drawings unless otherwise specified, and should be understood to include some degree of modification.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 페로브스카이트 패턴의 형성 방법을 나타낸다.1 to 5 show a method of forming a perovskite pattern according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판(100) 위에 제1 희생 패턴(210) 및 제2 희생 패턴(220)을 형성한다. 제1 희생 패턴(210) 및 제2 희생 패턴(220)은 기판(100) 위에 제1 고분자층 및 제2 고분자층을 형성한 후 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 고분자층은 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)를 스핀 코팅하여 형성될 수 있고, 상기 제2 고분자층은 폴리이미드(polyimide, PI)를 스핀 코팅하여 형성될 수 있다. 상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 산소 플라즈마 에칭을 수행하여 패터닝될 수 있다.Referring to FIG. 1, a first
도 2를 참조하면, 제1 희생 패턴(210) 및 제2 희생 패턴(220)이 형성된 기판(100) 위에 페로브스카이트층(140a)을 형성한다. 페로브스카이트층(140a)은 기판(100) 위에 페로브스카이트 전구체 용액을 스핀 코팅하는 것에 의해 형성될 수 있다. 페로브스카이트층(140a)은 하나 또는 둘 이상의 페로브스카이트 전구체 용액을 이용하여 1회 또는 2회 이상의 스핀 코팅을 수행하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a
제1 희생 패턴(210) 및 제2 희생 패턴(220)이 패터닝되는 동안 기판(100)의 표면과 제1 및 제2 희생 패턴(210, 220)의 표면은 산소 플라즈마로 인해 친수성이 된다. 따라서, 페로브스카이트 전구체는 기판(100) 전체에 퍼질 수 있어, 균일한 두께, 평평한 표면 및 컨포멀한 커버리지를 갖는 페로브스카이트층(140a)이 증착될 수 있다.While the first
도 3 및 도 4를 참조하면, 기판(100)을 역용매(anti-solvent)에 넣는다. 예를 들어, 상기 역용매는 클로로포름을 포함할 수 있다. 상기 역용매에 의해 제1 희생 패턴(210)이 용해되고, 제2 희생 패턴(220)이 팽창한다. 제2 희생 패턴(220)은 상기 역용매에 의해 천천히 팽창하여 제2 희생 패턴(220) 가장자리의 페로브스카이트층(140a)에 기계적 응력을 가하고 크랙을 형성한다. 상기 크랙은 제2 희생 패턴(220)의 가장자리를 따라 전파되고, 제2 희생 패턴(220) 및 제2 희생 패턴(220)과 접촉하고 있던 페로브스카이트층(140a)은 기판(100)에서 쉽게 분리된다.Referring to Figures 3 and 4, the
도 5를 참조하면, 제1 희생 패턴(210) 및 제2 희생 패턴(220)이 제거되고, 제2 희생 패턴(220)과 접촉하고 있던 페로브스카이트층(140a)이 제거되어 기판(100) 위에 페로브스카이트 패턴(140)이 형성된다. 페로브스카이트층(140a)에 대한 역용매의 직교성(orthogonality)은 페로브스카이트층(140a)의 품질을 보존한다.Referring to FIG. 5, the first
본 발명의 실시예들에 따른 페로브스카이트 패턴의 형성 방법은 페로브스카이트의 리프트오프 패터닝(litf-off patterning)을 위해 스웰링(swelling)에 의해 유도된 크랙 전파(crack propagation)를 사용한다. 이러한 스웰링 유도 리프트오프 방법은 크랙 발생 및 전파를 제어할 수 있어 균열 또는 부분 박리 없이 페로브스카이트 패턴을 안정적으로 형성할 수 있다. 또, 상기 스웰링 유도 리프트오프 방법에 의해 균일한 페로브스카이트 패턴 어레이가 형성될 수 있다.The method of forming a perovskite pattern according to embodiments of the present invention uses crack propagation induced by swelling for lift-off patterning of the perovskite. do. This swelling-induced lift-off method can control crack generation and propagation, allowing a perovskite pattern to be stably formed without cracking or partial delamination. Additionally, a uniform perovskite pattern array can be formed by the swelling-induced lift-off method.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 페로브스카이트 장치 및 그 형성 방법을 나타낸다.6 to 9 show perovskite devices and methods of forming them according to embodiments of the present invention.
도 6을 참조하면, 기판(100) 위에 하부 전극(110)을 형성한다. 예를 들어, 하부 전극(110)은 기판(100) 위에 ITO층을 증착한 후 패터닝하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 6, the
하부 전극(110) 위에 절연 패턴(120), 제1 희생 패턴(210), 및 제2 희생 패턴(220)을 형성한다. 절연 패턴(120), 제1 희생 패턴(210), 및 제2 희생 패턴(220)은 절연층, 제1 희생층, 및 제2 희생층을 형성한 후 패터닝하는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층은 실리콘 산화물(SiO2)로 형성될 수 있고, 스퍼터링 공정을 수행하여 2Å/s의 증착 속도로 형성될 수 있으며, 약 50 ~ 200nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 희생층은 PMMA를 3,000rpm으로 30초 동안 스핀 코팅한 후 공기 중 150℃에서 30분 동안 어닐링하여 형성될 수 있다. 상기 제2 희생층은 폴리이미드 전구체를 8,000rpm으로 60초 동안 스핀 코팅한 후 공기 중 250℃에서 3시간 동안 어닐링하여 형성될 수 있다.An
절연 패턴(120)은 하부 전극(110)과 정공 수송층(도 9의 150) 사이의 절연층 역할을 한다. The insulating
도 7을 참조하면, 기판(100) 위에 예비 전자 수송층(130a) 및 페로브스카이트층(140a)을 형성한다. 예를 들어, 예비 전자 수송층(130a)은 SnO2 나노입자 용액(에탄올 및 물에 2.2% 나노입자)을 6,500rpm으로 60초 동안 스핀 코팅한 후 공기 중 140℃에서 20분 동안 어닐링하여 형성될 수 있다. 페로브스카이트층(140a)은 페로브스카이트 전구체 용액을 스핀 코팅한 후 어닐링하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 1.1M PbI2, 0.2M PbBr2, 0.3M MAI(Methylammonium iodide) 및 0.1M MABr(Methylammonium bromide)을 포함하는 DMF(Dimethylformamide)/DMSO(Dimethyl Sulfoxide)(4:1) 용액을 8초 동안 2,000rpm으로, 22초 동안 6,500rpm으로 스핀 코팅한다. 이 스핀 코팅의 마지막 10초에서 클로로벤젠을 기판(100)에 떨어뜨리고, 70℃에서 1분 동안 어닐링한다. 0.3M FAI(Formamidinium iodide), 0.05M MABr 및 0.07M MACl(Methylammonium chloride)을 포함하는 이소프로판올 용액을 기판(100) 위에 떨어뜨리고 20초 동안 5,000rpm으로 스핀 코팅한 후 130℃에서 20분 동안 어닐링한다. 이에 의해, 페로브스카이트층(140a)이 형성된다. 페로브스카이트층(140a)은 FAMAPbI3-xBrx 및 PbI2를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, a preliminary
기판(100)을 역용매(anti-solvent)에 넣는다. 예를 들어, 상기 역용매는 클로로포름을 포함할 수 있다. 상기 역용매에 의해 제1 희생 패턴(210)이 용해되고, 제2 희생 패턴(220)이 팽창한다. 제2 희생 패턴(220)은 상기 역용매에 의해 천천히 팽창하여 제2 희생 패턴(220) 가장자리의 페로브스카이트층(140a)에 기계적 응력을 가하고 크랙을 형성한다. 상기 크랙은 제2 희생 패턴(220)의 가장자리를 따라 전파되고, 제2 희생 패턴(220) 및 제2 희생 패턴(220)과 접촉하고 있던 페로브스카이트층(140a)은 기판(100)에서 쉽게 분리된다.The
도 8을 참조하면, 제1 희생 패턴(210) 및 제2 희생 패턴(220)이 제거되고, 제2 희생 패턴(220) 위의 예비 전자 수송층(130a) 및 페로브스카이트층(140a)이 제거되어 기판(100) 위에 전자 수송층(130) 및 페로브스카이트 패턴(140)이 형성된다. 페로브스카이트층(140a)에 대한 역용매의 직교성(orthogonality)은 페로브스카이트층(140a)의 품질을 보존한다. FAMAPbI3 - xBrx 대 PbI2의 비율은 페로브스카이트층(140a)의 패터닝 후에도 변하지 않고 일정하게 유지되며, 페로브스카이트 패턴(140)의 FAMAPbI3 - xBrx 대 PbI2의 비율은 페로브스카이트층(140a)의 FAMAPbI3 - xBrx 대 PbI2의 비율과 같다. XRD(X-ray diffraction) 분석에 따르면, 페로브스카이트 패턴(140)은 페로브스카이트층(140a)과 동일한 비율의 FAMAPbI3 - xBrx 및 PbI2를 포함한다.Referring to FIG. 8, the first
도 9를 참조하면, 페로브스카이트 패턴(140) 위에 정공 수송층(150) 및 상부 전극(170)을 형성한다. 예를 들어, 정공 수송층(150)은 85mg spiro-OMeTAD 용액, 17.5μl LiTFSI(1mL 아세토니트릴 용매에 용해된 524mg LiTFSI) 및 1mL 클로로벤젠 중 28.5μl tert-부틸피리딘을 기판(100) 위에 떨어뜨리고 30초 동안 3,000rpm으로 스핀 코팅하여 형성된다. 예를 들어, 상부 전극(170)은 정공 수송층(150) 위에 Au 또는 ITO를 증착하여 형성될 수 있다. 상부 전극(170)은 전극층을 형성한 후 패터닝하여 형성될 수도 있고 섀도 마스크(shadow mask)를 사용하여 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 9, a
본 발명의 실시예들에 따르면 스웰링 유도 리프트오프 방법을 이용하여 예비 전자 수송층(130a)과 페로브스카이트층(140a)이 동시에 패터닝됨으로써 전자 수송층(130)과 페로브스카이트 패턴(140) 간 계면 결함이 억제될 수 있어 우수한 계면 특성을 갖는 고성능 페로브스카이트 장치가 구현될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the preliminary
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 반투명 태양광 장치를 나타낸다. 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.Figure 10 shows a translucent solar device according to an embodiment of the present invention. Descriptions that overlap with the above-described embodiments may be omitted.
도 10을 참조하면, 반투명 태양광 장치(20)는 하부 전극(110), 절연 패턴(120), 전자 수송층(130), 페로브스카이트 패턴(140), 정공 수송층(150), 버퍼층(160), 상부 전극(170), 제1 나방-눈 구조체(191), 및 제2 나방-눈 구조체(192)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the translucent
전자 수송층(130) 및 페로브스카이트 패턴(140)은 스웰링 유도 리프트오프 방법을 이용하여 동시에 패터닝되어 형성될 수 있다.The
광투과율을 높이기 위해 상부 전극(170)은 스퍼터링 공정을 수행하여 ITO를 증착하여 형성될 수 있고, 상기 스퍼터링 공정 동안 정공 수송층(150)을 보호하기 위해 정공 수송층(150) 위에 버퍼층(160)을 형성한다. 또, 버퍼층(160)은 정공 수송층(150)과 상부 전극(170) 간 전하 수송을 향상시킬 수 있다. 버퍼층(160)은 고진공(약 10- 6Torr)에서 열 증발 공정을 수행하여 Au으로 형성될 수 있다. 버퍼층(160)은 섀도 마스크를 사용하여 페로브스카이트 패턴(140)이 위치하는 마이크로셀 영역에만 형성될 수 있다. 버퍼층(160)은 약 0.5Å/s의 속도로 증착되어 초박형 두께(최대 6nm)를 갖도록 형성될 수 있다. 전력 변환 효율(PCE)이 6nm 이상의 버퍼층(160)의 두께에서는 포화되기 때문에 높은 투과율을 위해 버퍼층(160)의 두께를 6nm로 설정하는 것이 바람직하다. Au으로 형성되는 버퍼층(160)과 ITO로 형성되는 상부 전극(170)을 갖는 페로브스카이트 마이크로셀은 Au으로 형성되는 상부 전극을 갖는 페로브스카이트 마이크로셀보다 더 높은 평균 가시 투과율(AVT)과 더 높은 광이용 효율(LUE)를 나타낸다.In order to increase light transmittance, the
상부 전극(170)은 섀도 마스크를 사용하여 고진공(약 10- 6Torr)에서 스퍼터링 공정을 수행하여 ITO를 증착하여 형성될 수 있다. 상부 전극(170)은 약 0.7Å/s의 속도로 증착되어 약 150nm의 두께를 가질 수 있다. The
제1 나방-눈 구조체(191) 및 제2 나방-눈 구조체(192)는 형성된 후 각각 반투명 태양광 장치(20)의 양쪽에 전사될 수 있다. 제1 및 제2 나방-눈 구조체(191, 192)는 다음과 같은 방법으로 형성될 수 있다. 나방-눈 구조체를 형성하기 위한 니켈 몰드는 폴리머층의 용이한 박리를 위해 이형제로 코팅된다. PDMS 베이스 폴리머와 경화제를 1:1 ~ 10:1의 비율로 혼합하여 PDMS 혼합물을 형성한다. 경질 폴리디메틸실록산(h-PDMS)과 h-PDMS의 경화제를 혼합하여 h-PDMS 혼합물을 형성하고, 연질 폴리디메틸실록산(s-PDMS)과 s-PDMS의 경화제를 혼합하여 s-PDMS 혼합물을 형성한다. 폴리머 내부에 갇힌 공기를 제거하기 위해 상기 PDMS 혼합물을 30분 동안 진공 챔버에 둔다. 상기 h-PDMS 혼합물을 니켈 몰드에 500rpm으로 30초 동안 스핀 코팅한 후 150℃에서 10분 동안 경화시킨다. 그리고, 상기 s-PDMS 혼합물을 300rpm으로 30초 동안 스핀 코팅한 후 150℃에서 5분 동안 경화시킨다. PDMS로 형성된 나방-눈 구조체를 상기 니켈 몰드에서 분리한다. 제1 나방-눈 구조체(191) 및 제2 나방-눈 구조체(192)는 연질 및 경질 폴리디메틸실록산으로 형성되어 점진적 굴절률 프로파일을 가질 수 있다.The first moth-
제1 나방-눈 구조체(191) 및 제2 나방-눈 구조체(192)는 각각 반투명 태양광 장치(20)의 상부 및 하부에 배치되어 투명도를 최대화하고 반사를 줄일 수 있다. 또, 제1 나방-눈 구조체(191) 및 제2 나방-눈 구조체(192)는 파장 이하 크기의 나노 구조가 가시광선을 안내하기 때문에 투과율과 색 특성(예: 색상, 채도 및 밝기(HSB))을 향상시킬 수 있고, 광범위한 입사각에서 광 흡수를 향상시킬 수 있다.The first moth-
인간의 눈은 약 40cm의 거리에서 약 120㎛에 해당하는 약 1arcminute의 각도 분해능을 가지고 있다. 따라서 페로브스카이트 마이크로셀은 셀 직경이 120㎛보다 작을 때 맨눈으로 감지할 수 없다. 그러나 직경이 50㎛보다 작으면 광산란으로 인해 헤이즈가 크게 증가한다. 따라서 반투명 태양광 장치(20)에는 100㎛의 마이크로셀 직경이 사용된다. 한편, 반투명 태양광 장치(20)는 전체 소자 면적에 대한 마이크로셀 면적의 고정된 비율 하에서 50㎛에서 300㎛ 사이의 페로브스카이트 마이크로셀의 직경에 관계없이 안정적인 전력 변환 효율(PCE)을 유지한다. The human eye has an angular resolution of about 1 arcminute, which is equivalent to about 120 μm at a distance of about 40 cm. Therefore, perovskite microcells cannot be detected with the naked eye when the cell diameter is smaller than 120 μm. However, if the diameter is smaller than 50㎛, the haze increases significantly due to light scattering. Therefore, a microcell diameter of 100 μm is used in the translucent
도 11은 나방-눈 구조체의 유무에 따른 반투명 태양광 장치의 광이용 효율(LUE) 및 전력 변환 효율(PCE)을 나타낸다.Figure 11 shows the light utilization efficiency (LUE) and power conversion efficiency (PCE) of a translucent solar device with or without a moth-eye structure.
도 11을 참조하면, 나방-눈 구조체가 있는 반투명 태양광 장치는 광이용 효율(LUE)이 약 4.67, 평균 가시 투과율(AVT)이 약 56.45%, 전력 변환 효율(PCE)이 약 8.28%, 연색 지수(CRI)가 약 97.5%이다. 그러나, 나방-눈 구조체가 없는 반투명 태양광 장치는 광이용 효율(LUE)이 약 3.87, 평균 가시 투과율(AVT)이 약 50.04%, 전력 변환 효율(PCE) 약 7.74%, 연색 지수(CRI)가 약 97.2%이다.Referring to Figure 11, the translucent solar device with the moth-eye structure has a light utilization efficiency (LUE) of about 4.67, an average visible transmittance (AVT) of about 56.45%, a power conversion efficiency (PCE) of about 8.28%, and a color rendering effect of about 8.28%. The index (CRI) is about 97.5%. However, the translucent solar device without the moth-eye structure has a light utilization efficiency (LUE) of about 3.87, an average visible transmittance (AVT) of about 50.04%, a power conversion efficiency (PCE) of about 7.74%, and a color rendering index (CRI) of about 7.74%. It is about 97.2%.
도 12는 나방-눈 구조체의 유무에 따른 반투명 태양광 장치의 전류-전압 특성을 나타낸다. 도 12에서 실선은 나방-눈 구조체가 없는 반투명 태양광 장치를 나타내고, 점선은 나방-눈 구조체가 있는 반투명 태양광 장치를 나타낸다. 도 12에 삽입된 도면은 면적 비율(area ratio, AR)에 따른 반투명 태양광 장치의 광학 카메라 이미지와 현미경 이미지를 나타낸다. 상기 면적 비율(AR)은 태양광 장치의 전체 면적에 대한 페로브스카이트 마이크로셀 면적의 비율을 나타낸다.Figure 12 shows the current-voltage characteristics of a translucent solar device with or without a moth-eye structure. In Figure 12, the solid line represents a translucent solar device without the moth-eye structure, and the dotted line represents a translucent solar device with the moth-eye structure. The drawing inserted in FIG. 12 shows an optical camera image and a microscope image of a translucent solar device according to area ratio (AR). The area ratio (AR) represents the ratio of the perovskite microcell area to the total area of the solar device.
도 12를 참조하면, 나방-눈 구조체가 없는 반투명 태양광 장치보다 나방-눈 구조체가 있는 반투명 태양광 장치가 전력 변환 효율이 더 높은 것으로 나타났다. 또, 면적 비율(AR)이 증가함에 따라 전력 변환 효율(PCE)도 증가하였다.Referring to FIG. 12, the power conversion efficiency of the translucent solar device with the moth-eye structure was found to be higher than that of the translucent solar device without the moth-eye structure. Additionally, as the area ratio (AR) increased, the power conversion efficiency (PCE) also increased.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유색 태양광 윈도우를 나타낸다. 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.Figure 13 shows a colored solar window according to another embodiment of the present invention. Descriptions that overlap with the above-described embodiments may be omitted.
도 13을 참조하면, 유색 태양광 윈도우(30)는 하부 전극(110), 절연 패턴(120), 전자 수송층(130), 페로브스카이트 패턴(140), 정공 수송층(150), 버퍼층(160), 상부 전극(170), 절연층(175), MIM 구조체(180), 제1 나방-눈 구조체(191), 및 제2 나방-눈 구조체(192)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, the colored
전자 수송층(130) 및 페로브스카이트 패턴(140)은 스웰링 유도 리프트오프 방법을 이용하여 동시에 패터닝되어 형성될 수 있다.The
버퍼층(160)은 정공 수송층(150)과 상부 전극(170) 사이에 배치된다. 버퍼층(160)은 고진공(약 10- 6Torr)에서 열 증발 공정을 수행하여 Au으로 형성될 수 있다. 또, 반투명 태양광 장치와 달리 버퍼층(160)은 약 70nm의 두께로 두껍게 형성될 수 있다. 버퍼층(160)이 두껍게 형성되어 600nm 이상의 파장 범위에서 투과율이 차단되며 서로 다른 면적 비율(AR)에 대하여 거의 동일한 색도가 유지된다. 초박형 버퍼층(6nm)을 사용하면 600nm 이상의 파장을 가진 빛도 투과되므로 면적 비율(AR)에 따라 색도가 변경된다.The
상부 전극(170) 위에 절연층(175)이 배치되고, 절연층(175) 위에 MIM 구조체(180)가 배치된다. 예를 들어, 절연층(175)은 스퍼터링 공정을 수행하여 실리콘 산화물(SiO2)로 형성될 수 있다. MIM 구조체(180)는 차례로 적층되는 제1 금속층(181), 절연층(182), 및 제2 금속층(183)을 포함할 수 있다. 제1 금속층(181), 절연층(182), 및 제2 금속층(183)은 고진공(약 10-6 Torr)에서 전자빔 증발기를 사용하여 형성될 수 있다. 제1 금속층(181) 및 제2 금속층(183)은 1Å/s의 증착 속도로 Ag로 형성될 수 있고, 15nm의 두께를 가질 수 있다. 절연층(182)은 SiO2로 형성될 수 있다. An insulating
유색 태양광 윈도우(30)는 MIM 구조체(180)에 의해 높은 색도를 구현할 수 있다. MIM 구조체(180)는 구조체 내부의 광 공명(light resonance)으로 인해 절연층(182)의 두께에 의해 결정되는 특정 파장에서만 광 투과를 허용한다. 또, MIM 구조체(180)의 색차(ΔH)와 투과율(T)은 금속층(181, 183)과 절연층(182)의 두께에 따라 달라진다. 높은 색 순도와 투과율을 위한 금속층(181, 183)의 두께는 약 15nm로, 금속층 두께에 해당하는 ΔH×T의 가장 높은 값에서 찾을 수 있다. 절연층(182)의 두께에 따라 색상이 달라지므로 절연층(182)의 두께를 제어하여 다양한 색상을 표시할 수 있다.The colored
나방-눈 구조체(191, 192)는 표면 반사를 억제함으로써 투과율을 향상시키고, HSB 색도 계산에 따라 밝기를 향상시킨다. 채도(Chromatic Saturation)는 각 색조의 색상 순도이며 투과광 색상의 희끄무레한 변화에 영향을 미치기 때문에 유색 태양광 윈도우의 어플리케이션에 중요하다. 유색 태양광 윈도우(30)의 채도×LUE는 116.8로 다양한 색상(적색, 녹색, 청색, 자주색)에 대하여 안정적인 전력 변환 효율(PCE)을 달성할 수 있다.The moth-eye structure (191, 192) improves transmittance by suppressing surface reflection and improves brightness according to HSB chromaticity calculation. Chromatic Saturation is the color purity of each hue and is important for the application of colored solar windows because it affects the whitish variation of transmitted light color. The saturation × LUE of the colored
전하 수송층과 페로브스카이트층 사이에 결함이 없는 계면을 형성하는 것은 고성능 페로브스카이트 태양광 장치를 제조하는 데 중요한 역할을 한다. 본 발명의 실시예들에 따른 스웰링 유도 리프트오프 방법은 전자 수송층과 페로브스카이트층을 동시에 패터닝함으로써 전자 수송층과 페로브스카이트 간 계면 결함을 억제할 수 있다. 상기 스웰링 유도 리프트오프 방법에 의해 계면 결함이 감소된 구조를 동시 리프트오프 구조(simultaneous lift-off structure)라고 호칭한다.Forming a defect-free interface between the charge transport layer and the perovskite layer plays an important role in manufacturing high-performance perovskite solar devices. The swelling-induced lift-off method according to embodiments of the present invention can suppress interfacial defects between the electron transport layer and the perovskite by simultaneously patterning the electron transport layer and the perovskite layer. A structure in which interfacial defects are reduced by the swelling-induced lift-off method is called a simultaneous lift-off structure.
상기 동시 리프트 오프 구조의 성능을 비교 분석하기 위해 기존 구조의 페로브스카이트 마이크로셀을 제조하였다. 기존 구조의 제조 공정에서는 하부 전극에 전자 수송층을 증착한 후 절연층의 에칭이 필요하기 때문에 전자 수송층의 표면 상태가 에칭 손상으로 인해 이상적이지 않고, 이에 의해 효과가 저하된다. 전자 수송층 위에 절연층을 증착하여 전자 수송층과 정공 수송층의 직접적인 접촉을 방지한다. 그런 다음 절연층을 패터닝하고 식각하여 마이크로셀 영역 내부의 전자 수송층을 노출시킨다. 그 후, 페로브스카이트층이 증착되고 패터닝된 다음 정공 수송층과 상부 전극이 증착된다. 이와 같은 기존 구조에서는 절연층을 식각하면 전자 수송층 표면이 손상되어 전자 수송층과 페로브스카이트층 사이의 계면에 결함이 발생하여 지연된 전자 전달을 유도한다. 이러한 계면 결함이 있는 소자 구조를 기존 구조(conventional structure)라고 호칭한다.In order to compare and analyze the performance of the simultaneous lift-off structure, perovskite microcells of the existing structure were manufactured. Since the manufacturing process of the existing structure requires etching of the insulating layer after depositing the electron transport layer on the lower electrode, the surface condition of the electron transport layer is not ideal due to etching damage, thereby reducing the effectiveness. An insulating layer is deposited on the electron transport layer to prevent direct contact between the electron transport layer and the hole transport layer. The insulating layer is then patterned and etched to expose the electron transport layer inside the microcell region. Afterwards, the perovskite layer is deposited and patterned, followed by the hole transport layer and top electrode. In this existing structure, when the insulating layer is etched, the surface of the electron transport layer is damaged, causing defects at the interface between the electron transport layer and the perovskite layer, leading to delayed electron transfer. A device structure with such interface defects is called a conventional structure.
AFM(Atomic Force Microscopy) 및 전도성 AFM을 이용하여 동시 리프트오프 구조와 기존 구조 사이의 패턴화된 전자 수송층/페로브스카이트층의 서로 다른 표면 특성을 조사하였다. 동시 리프트오프 구조와 기존 구조의 모폴로지 차이는 무시할 수 있지만, 동시 리프트오프 구조의 전자 수송층/페로브스카이트층은 기존 구조보다 높은 전도성을 나타낸다. 이러한 차이는 동시 리프트오프 구조의 페로브스카이트 마이크로셀보다 기존 구조의 페로브스카이트 마이크로셀의 더 높은 문턱 전압과 내부 저항에 의해 확인될 수 있다.The different surface properties of the patterned electron transport layer/perovskite layer between the simultaneous lift-off structure and the conventional structure were investigated using atomic force microscopy (AFM) and conductive AFM. Although the morphology difference between the simultaneous lift-off structure and the conventional structure is negligible, the electron transport layer/perovskite layer of the simultaneous lift-off structure shows higher conductivity than that of the conventional structure. This difference can be confirmed by the higher threshold voltage and internal resistance of the perovskite microcell with the conventional structure than that of the perovskite microcell with the simultaneous lift-off structure.
전자 수송층과 페로브스카이트층의 고품질 계면을 통해 고성능 페로브스카이트 마이크로셀을 형성할 수 있다. 동시 리프트오프 구조의 페로브스카이트 마이크로셀은 AM 1.5 조명에서 20.1%의 전력 변환 효율, 1.16V의 개방 회로 전압(VOC), 22.5mA/cm2의 단락 전류 밀도(JSC), 77%의 필 팩터(FF)를 나타내는데, 이는 패터닝되지 않은 페로브스카이트 태양광 장치와 거의 동일하다. 또, 동시 리프트오프 구조의 페로브스카이트 마이크로셀의 정상 상태 전력 출력(steady-state power-output, SPO)은 19.9%이다. 동시 리프트오프 구조의 페로브스카이트 마이크로셀 수가 9mm2의 고정 영역에서 114개에서 802개로 증가하는 동안 전력 변환 효율(PCE)은 유지된다.High-performance perovskite microcells can be formed through a high-quality interface between the electron transport layer and the perovskite layer. Perovskite microcells with a simultaneous lift-off structure have a power conversion efficiency of 20.1%, an open circuit voltage (V OC ) of 1.16 V, a short-circuit current density (J SC ) of 22.5 mA/cm 2 , and a power conversion efficiency of 77% under AM 1.5 illumination. It represents a fill factor (FF) of , which is almost the same as that of an unpatterned perovskite solar device. In addition, the steady-state power-output (SPO) of the perovskite microcell with the simultaneous lift-off structure is 19.9%. The power conversion efficiency (PCE) is maintained while the number of perovskite microcells in the simultaneous lift-off structure increases from 114 to 802 in a fixed area of 9 mm 2 .
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, we have looked at specific embodiments of the present invention. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.
10 : 페로브스카이트 장치 20 : 반투명 태양광 장치
30 : 유색 태양광 윈도우 100 : 기판
110 : 하부 전극 120 : 절연 패턴
130 : 전자 수송층 140 : 페로브스카이트 패턴
150 : 정공 수송층 160 : 버퍼층
170 : 상부 전극 180 : MIM 구조체
191 : 제1 나방-눈 구조체 192 : 제2 나방-눈 구조체
210 : 제1 희생 패턴 220 : 제2 희생 패턴10: Perovskite device 20: Translucent solar device
30: colored solar window 100: substrate
110: lower electrode 120: insulation pattern
130: electron transport layer 140: perovskite pattern
150: hole transport layer 160: buffer layer
170: upper electrode 180: MIM structure
191: First moth-eye structure 192: Second moth-eye structure
210: first sacrifice pattern 220: second sacrifice pattern
Claims (14)
상기 페로브스카이트 패턴은,
기판 위에 희생 패턴을 형성하는 단계;
상기 기판 위에 페로브스카이트층을 형성하는 단계; 및
상기 희생 패턴을 팽창시켜 상기 페로브스카이트층을 패터닝하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치.Containing a perovskite pattern,
The perovskite pattern is,
forming a sacrificial pattern on a substrate;
Forming a perovskite layer on the substrate; and
A perovskite device, characterized in that formed by a pattern formation method comprising the step of expanding the sacrificial pattern to pattern the perovskite layer.
상기 페로브스카이트층을 패터닝하는 단계는 상기 희생 패턴에 역용매를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치.According to claim 1,
A perovskite device, wherein patterning the perovskite layer includes providing an anti-solvent to the sacrificial pattern.
상기 희생 패턴은 상기 기판 위에 배치되는 제1 희생 패턴 및 상기 제1 희생 패턴 위에 배치되는 제2 희생 패턴을 포함하고,
상기 역용매에 의해 상기 제1 희생 패턴이 용해되고, 상기 제2 희생 패턴이 팽창하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치.According to claim 2,
The sacrificial pattern includes a first sacrificial pattern disposed on the substrate and a second sacrificial pattern disposed on the first sacrificial pattern,
A perovskite device, wherein the first sacrificial pattern is dissolved by the antisolvent and the second sacrificial pattern expands.
상기 제1 희생 패턴은 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함하고,
상기 제2 희생패턴은 폴리이미드를 포함하며,
상기 역용매는 클로로포름을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치.According to claim 3,
The first sacrificial pattern includes poly(methyl methacrylate),
The second sacrificial pattern includes polyimide,
A perovskite device, wherein the anti-solvent includes chloroform.
상기 페로브스카이트 패턴 아래에 배치되는 제1 전하 수송층,
상기 제1 전하 수송층 아래에 배치되는 제1 전극,
상기 페로브스카이트 패턴 위에 배치되는 제2 전하 수송층, 및
상기 제2 전하 수송층 위에 배치되는 제2 전극을 더 포함하고,
상기 패턴 형성 방법은 상기 페로브스카이트층을 형성하기 전에 상기 기판 위에 예비 전하 수송층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 희생 패턴의 팽창에 의해 상기 예비 전하 수송층이 패터닝되어 상기 제1 전하 수송층이 형성되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치.According to claim 1,
A first charge transport layer disposed below the perovskite pattern,
A first electrode disposed below the first charge transport layer,
a second charge transport layer disposed on the perovskite pattern, and
Further comprising a second electrode disposed on the second charge transport layer,
The pattern forming method further includes forming a preliminary charge transport layer on the substrate before forming the perovskite layer,
A perovskite device, wherein the preliminary charge transport layer is patterned by expansion of the sacrificial pattern to form the first charge transport layer.
상기 예비 전하 수송층과 상기 페로브스카이트층은 동시에 패터닝되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치.According to claim 5,
A perovskite device, characterized in that the preliminary charge transport layer and the perovskite layer are patterned simultaneously.
상기 제2 전하 수송층과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치.According to claim 5,
A perovskite device further comprising a buffer layer disposed between the second charge transport layer and the second electrode.
상기 제1 전극 아래에 배치되는 제1 나방-눈 구조체, 및
상기 제2 전극 위에 배치되는 제2 나방-눈 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치.According to claim 5,
a first moth-eye structure disposed below the first electrode, and
A perovskite device further comprising a second moth-eye structure disposed on the second electrode.
상기 기판 위에 페로브스카이트층을 형성하는 단계; 및
상기 희생 패턴을 팽창시켜 상기 페로브스카이트층을 패터닝하는 단계를 포함하는 페로브스카이트 장치의 형성 방법.forming a sacrificial pattern on a substrate;
Forming a perovskite layer on the substrate; and
A method of forming a perovskite device comprising expanding the sacrificial pattern to pattern the perovskite layer.
상기 페로브스카이트층을 패터닝하는 단계는 상기 희생 패턴에 역용매를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치의 형성 방법.According to clause 9,
A method of forming a perovskite device, wherein the step of patterning the perovskite layer includes providing an anti-solvent to the sacrificial pattern.
상기 희생 패턴을 형성하는 단계는,
상기 기판 위에 제1 희생층을 형성하는 단계,
상기 제1 희생층 위에 제2 희생층을 형성하는 단계, 및
상기 제1 희생층 및 상기 제2 희생층을 패터닝하여 제1 희생 패턴 및 상기 제1 희생 패턴 위에 배치되는 제2 희생 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 역용매에 의해 상기 제1 희생 패턴이 용해되고, 상기 제2 희생 패턴이 팽창하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치의 형성 방법. According to claim 10,
The step of forming the sacrificial pattern is,
Forming a first sacrificial layer on the substrate,
forming a second sacrificial layer on the first sacrificial layer, and
Patterning the first sacrificial layer and the second sacrificial layer to form a first sacrificial pattern and a second sacrificial pattern disposed on the first sacrificial pattern,
A method of forming a perovskite device, characterized in that the first sacrificial pattern is dissolved by the anti-solvent and the second sacrificial pattern expands.
상기 제1 희생층은 폴리(메틸 메타크릴레이트)로 형성되고,
상기 제2 희생층은 폴리이미드로 형성되며,
상기 역용매는 클로로포름을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치의 형성 방법.According to claim 11,
The first sacrificial layer is formed of poly(methyl methacrylate),
The second sacrificial layer is formed of polyimide,
A method of forming a perovskite device, wherein the anti-solvent includes chloroform.
상기 페로브스카이트층을 형성하기 전에 상기 기판 위에 예비 전하 수송층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 희생 패턴의 팽창에 의해 상기 예비 전하 수송층이 패터닝되어 전하 수송층이 형성되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치의 형성 방법.According to claim 10,
Further comprising forming a preliminary charge transport layer on the substrate before forming the perovskite layer,
A method of forming a perovskite device, characterized in that the preliminary charge transport layer is patterned by expansion of the sacrificial pattern to form a charge transport layer.
상기 예비 전하 수송층과 상기 페로브스카이트층은 동시에 패터닝되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 장치의 형성 방법.According to claim 13,
A method of forming a perovskite device, characterized in that the preliminary charge transport layer and the perovskite layer are patterned simultaneously.
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|---|---|---|---|---|
| US20120295382A1 (en) | 2011-05-19 | 2012-11-22 | Massachusetts Institute Of Technology | Method of lift-off patterning thin films in situ employing phase change resists |
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