KR20140092168A - 전도성이 개선된 투명 전도성 필름의 제조방법 - Google Patents

전도성이 개선된 투명 전도성 필름의 제조방법 Download PDF

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KR20140092168A
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Abstract

본 발명은 투명 전도성 필름의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지의 제조방법에 대한 것으로, 상기 투명 전도성 필름의 제조방법은 기판 상에 탄소나노튜브 분산액으로 탄소나노튜브 쉬트를 제조하는 쉬트제조단계, 그리고 탄소나노튜브 쉬트를 KAuBr4 용액에 침지하여 탄소나노튜브의 표면에 금속이온을 도핑하는 도핑처리단계를 포함한다. 본 발명의 제조방법에 의하면 환경 친화적인 방법으로 PET 유연기판을 포함하는 기판에 상기 필름을 형성하여도 기판의 변형이 일어나지 않고, 전기전도성이 개선된 투명 전도성 필름을 제공할 수 있다.

Description

전도성이 개선된 투명 전도성 필름의 제조방법{FABRICATION METHOD OF A TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM HAVING ENHANCED CONDUCTIVITY}
본 발명은 탄소나노튜브 쉬트를 이용한 전도성이 개선된 투명 전도성 필름의 제조방법에 관한 것으로, PET 유연기판을 포함하는 기판에 형성하여도 기판의 변형이 없고 환경 친화적인 방법으로 제조가 가능한 제조방법에 관한 것이다.
탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)는 배향된 π 궤도(orbital)의 탄소-탄소결합을 가지고 있으므로, 나노 튜브 방향으로 밸리스틱(ballistic) 금속 전도 특성이 촉진되어서 이론적인 전기 전도도가 3x108 S/m인 특성을 가진다[1].
CNT의 전기전도도 측정치는 7.5x107 S/m이고, Cu의 전기전도도 측정치는 5.9x107 S/m이다. 일반적인 CNT는 전기저항이 10-4Ω·cm 정도로 금속에 버금가는 전기 전도도를 가지고 있다. 그러나, 특별 용도로 적용하기 위하여 개별 CNT를 쉬트(sheet)로 만들면, CNT 쉬트의 전기 전도도는 8.3x105 S/m 정도로 감소하게 되는 문제점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위하여, CNT 단위 벽의 한 공유 및 비공유 결합 화학에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. CNT를 Au+3 이온 용액에 담그면, CNT 단일 벽 위에 자발적이고 선택적으로 금 나노 입자의 형성이 가능하다. 이러한 금 이온 도핑을 위해 주로 HAuCl4용액이 사용된다[2].
[2] 문헌에 의하면, SiO2 기판 위의 CNT 표면에 선택적으로 7 nm 크기의 금 나노 입자를 형성할 수 있다. 30초의 Au+3 이온 용액 처리에 의하면 16nm 크기의 금 나노 입자가 형성되고, 초기 30초 동안에 핵 생성, 성장, 종료가 이뤄진다. 이러한 나노 입자의 형성이 가능한 기타 금속은 Pt, Ag, Ni, Cu이고, 금과 백금의 경우는 CNT 단일 벽에 직접적인 산화 환원반응(direct redox reaction)에 의하여 도핑이 이루어진다. 즉, CNT/Au+3 시스템은 자발적 산화환원이 일어나는 쌍으로 분류된다. CNT의 일함수는 5eV이고, CNT의 페르미레벨은 표준수소전극(standard hydrogen electrode)대비 +0.5V이다. AuCl4 -의 환원 포텐셜은 하기 식과 같이 +1.002V이다.
AuCl4 - + 3e- = Au + 4Cl-, E0vs SHE = +1.002V
따라서, 상대적 포텐셜 차이에 의해 자발적으로 CNT에서 금속 이온으로 전자가 이동하고, CNT는 이러한 반응에서 전자주개(electron donor)로 작용하여, CNT로 hole이 들어가서 전기 전도도가 증가된다. 이러한 전기전도도의 증가는 금속 나노 입자의 핵 생성에 기인한다[2].
그러나, 이 방법을 사용하여 폴리에틸렌 테트라프탈레이트 (polyethylene terephthalate, PET) 유연기판에 적용하면, 기판이 변형되는 문제점이 있다[3]. 이러한 문제점을 해결하면서, 환경 친화적인 방법으로 투명 전도성 필름을 제조할 수 있고, PET 기판을 포함하는 기판이 투명 전도성 필름 형성 과정에서 사용하는 물질들과의 화학반응에 의해서 변형이 일어나지 않는 도핑 방법으로 CNT의 전기 전도도가 개선되는 방법의 제시가 요구된다.
[1] Z.Zhang, et al., Appl. Phys. Lett. 79, 3515 (2001). [2] H.C.Choi, M.Shim, S.Bangsaruntip, and H.Dai, "Spontaneous reduction of metal ions on the sidewalls of carbon nanotubes," J. Am.Chem.Soc. Commun. 2002 124 p9058. [3] "High conductivity carbon nanotube wires from radial densification and ionic doping," J.Alvarenga, et al., Appl. Phys. Lett. 97 182106 (2010)
본 발명의 목적은, 환경 친화적인 방법으로 PET 유연기판을 포함하는 기판에 형성하여도 기판의 변형 없이 전기전도성이 개선된 투명 전도성 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 제조방법은, 기판 상에 탄소나노튜브 분산액으로 탄소나노튜브 쉬트를 제조하는 쉬트제조단계; 그리고 상기 탄소나노튜브 쉬트를 하기 화학식 1로 표시되는 염을 포함하는 금속이온 용액에 침지하여 탄소나노튜브의 표면에 금속이온을 도핑하는 도핑처리단계;를 포함한다.
[화학식 1]
KAuBr4
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 제조방법에 대한 공정 개요를 설명하는 사진이다. 상기 도 1을 참조하여, 이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 제조방법은 쉬트제조단계, 그리고 도핑처리단계를 포함한다. 상기 투명 전도성 필름의 제조방법은 상기 쉬트제조단계와 상기 도핑처리단계 사이에 산처리단계를 더 포함할 수 있다.
상기 쉬트제조단계는 기판 상에 탄소나노튜브 분산액으로 탄소나노튜브 쉬트를 제조하는 과정을 포함한다.
상기 쉬트제조단계는 상기 탄소나노튜브 분산액을 기판에 코팅하여 탄소나노튜브 코팅층을 형성하는 코팅과정, 그리고 상기 탄소나노튜브 코팅층을 세척하여 탄소나노튜브 쉬트를 제조하는 세척과정을 포함하는 것일 수 있다.
상기 쉬트제조단계에 사용되는 상기 탄소나노튜브 분산액은 탄소나노튜브와 용매를 포함하는 것일 수 있고, 분산제를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 탄소나노튜브로는 단일층 탄소나노튜브(SWCNT)를 사용할 수 있고, 이러한 경우 전기 전도도 개선 측면에서 더 유리한 효과를 얻을 수 있다. 상기 분산제로는 SDS(sodium dodecyl sulfate)를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 탄소나노튜브 분산액은 초음파 처리 등을 이용해서 잘 분산된 상태로 기판 상에 코팅하여 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 코팅의 횟수는 상기 탄소나노튜브 분산액의 농도나 코팅의 방법, 코팅시 노즐 속도 등에 따라 적절히 조절하여 적용될 수 있으나, 적절한 두께의 탄소나노튜브 코팅층 또는 탄소나노튜브 쉬트를 제조하기 위해서 상기 코팅 과정이 10 내지 30회로 반복하여 이루어질 수 있다.
상기 탄소나노튜브 코팅층은 건조하여 탄소나노튜브 쉬트로 적용할 수 있고, 상기 건조된 탄소나노튜브 코팅층을 세척하는 세척과정을 거친 후에 탄소나노튜브 쉬트로 적용할 수도 있으며, 상기 세척과정을 거친 탄소나노튜브 쉬트를 산처리 하여 탄소나노튜브 쉬트로 적용할 수도 있다.
상기 세척과정을 거친 탄소나노튜브 코팅층을 탄소나노튜브 쉬트로 적용하는 경우에는 상기 탄소나노튜브 코팅층에서 분산제로 사용되는 물질 등 불필요한 물질의 제거가 가능하고, 세척한 탄소나노튜브 쉬트가 세척 전의 탄소나노튜브 코팅층보다 얇은 두께로 형성되어 낮은 저항률 및 높은 광투과성의 특성을 가질 수 있다.
상기 세척과정은 증류수를 이용한 수세 후 건조의 과정을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 탄소나노튜브 쉬트를 산성 수용액에 침지하는 산처리단계를 더 거칠 수 있으며, 상기 산처리단계는 상기 탄소나노튜브 쉬트를 산성 수용액에 침지하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 산처리에 사용되는 산은 황산, 질산 등이 적용될 수 있으나, 바람직하게 질산 수용액을 적용할 수 있다. 상기 산처리단계를 거치는 경우에는 탄소나노튜브 쉬트 내에 탄소나노튜브의 순도를 향상시킬 수 있고, 탄소나노튜브 쉬트의 미세구조는 유지되면서 탄소나노튜브 쉬트의 두께가 감소하고, 충진 밀도가 증가하여 표면거칠기가 개선되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 도핑처리과정은 상기 탄소나노튜브 쉬트를 하기 화학식 1로 표시되는 염을 포함하는 금속이온 용액에 침지하여 탄소나노튜브의 표면에 금속이온을 도핑하는 단계를 포함한다.
[화학식 1]
KAuBr4
상기 화학식 1의 염을 포함하는 금속이온 용액을 사용하여 도핑처리를 하는 경우에는 기존의 산처리와 다르게 강 산성의 용액을 사용하지 않으므로 친환경적이고, HAuCl4와 같은 염을 적용하는 경우와 달리 PET 기판과 같은 유연성 기판의 부식 없이 탄소나노튜브 쉬트의 토핑을 할 수 있다.
상기 금속이온 용액의 용매로는 상기 금소이온을 녹여서 상기 탄소나노튜브 쉬트에 도핑할 수 있는 용매라면 제한없이 적용될 수 있고, 바람직하게 물이 적용될 수 있다. 상기 금속이온 용액으로 KAuBr4 수용액을 적용될 수 있다.
상기 도핑처리단계에서 상기 금속이온 용액에 포함되는 금속이온의 농도는 5 내지 30 mM인 것일 수 있다. 상기 농도의 범위로 금속이온 용액을 적용한 경우에는 전기전도도 향상과 투명도 향상이 적절하게 이루어지면서도 유연성 고분자 기판에 적용할 수 있는 탄소나노튜브 도핑이 가능하다.
상기 탄소나노튜브가 형성되는 기판은 특별하게 제한되지 않고 적용할 수 있으나, 기존의 산처리나 HAuCl4와 같은 염을 이용한 처리에서 기판 자체의 변형이 일어나는 문제점을 해결한다는 점에서 PET 유연기판에 적용될 수 있다. 다만, 상기 기판은 PET 유연기판에 한정되는 것은 아니다.
상기 본 발명의 투명 전도성 필름의 제조방법은, CNT 쉬트를 형성하고, 여기에 금속염 용액을 이용하는 도핑 과정을 통해서 자발적으로 탄소나노튜브 쉬트에 존재하는 다수의 탄소나노튜브들 사이에 금, 백금, 팔라듐 등의 금속 나노 입자가 형성되도록 하여서, CNT 쉬트 내의 개별 CNT 사이에 접촉 저항이 감소되며, CNT 쉬트의 전기 전도도를 증가시키고, 전기 전도성이 향상된 투명 전도성 필름을 제공할 수 있다. 또한, 제조 과정에서 환경 친화적이고, PET 유연기판과 같은 기판의 손상 없이 투명성 및 전기전도도가 우수한 투명 전도성 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 제조방법에 의해서 투명 전도성 필름을 형성하는 과정을 포함한다. 도 6은 유연기판을 이용하여 제조한 유기태양전지의 구조를 나타내는 개념도이다. 도 6을 참조하여 유기태양전지의 구조를 설명하면, 유기태양전지(100)는 유연기판(10), 투명전극(20), 정공수송층(30), 활성층(40), 그리고 상부전극(50)이 차례로 적층된 구조를 포함한다. 여기에서 투명전극(20) 또는 상부전극(50)으로 상기 투명 전도성 필름이 적용될 수 있다.
상기 투명 전도성 필름의 제조방법에 대한 구체적인 설명은, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 제조방법에서 설명한 것과 동일하므로 구체적인 기재는 생략한다.
상기 유연기판(10)은 PET 유연성 기판일 수 있으며, PET 유연성 기판을 상기 유연기판(10)으로 적용하는 경우에, 도핑 과정에서 기판 자체의 변형이 없고, 유기태양전지의 벤딩 실험(Stress test) 전후로 물성 저하가 적은 유기 태양전지를 제공할 수 있다.
제조된 유기 태양전지의 특성은 기존의 경우보다 향상되거나 유지될 수 있으며, 특히 스트레스가 가해진 이후에도 태양전지 효율이 거의 동일한 수준으로 유지되거나 다른 유기태양전지와 비교하여 효율 저하를 최소화할 수 있어서, 유연기판 태양전지로써 우수한 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 투명 전도성 필름의 제조방법은, CNT 쉬트를 형성하고, 여기에 자발적으로 형성된 금속 나노 입자가 형성되도록 하여서, CNT 쉬트의 전기 전도도를 증가시키고, 기존의 경우보다 전기 전도성이 향상된 투명 전도성 필름을 환경 친화적인 제조방법으로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름의 제조방법에 대한 공정 개요를 설명하는 사진이다.
도 2는 쉬트제조단계에서 각 공정별의 CNT 코팅층 및 CNT 쉬트를 AFM(Atomic Force Microscopy)로 분석한 각 단계 별 표면 미세 구조 및 표면 거칠기를 관찰한 것이다.
도 3은 제조 공정별 표면 미세 구조를 측정한 것으로, (a) 스프레이 코팅 후, (b) 수세 후, (c) 질산 처리 후, (d) 10mM KAuBr4 처리 후, (e)10mM HAuCl4 처리 후를 나타낸다.
도 4는 제조 공정별 표면 미세 구조를 측정한 것의 마지막 단계로, 시편에 형성된 금 나노 입자의 형상과 성분을 분석한 사진이다.
도 5는 코팅 횟수를 30번으로 하였을 때, 쉬트제조단계의 각 과정 및 산처리한 CNT 쉬트의 두께 및 표면거칠기를 측정한 결과이다.
도 6은 유연기판 유기태양전지의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 7은 유연기판 유기태양전지의 전류-전압 특성을 측정한 결과이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1
하기 표 1에, 사용된 CNT 분산액(나노솔루션 사)의 특성을 표시하였다.
용매 (Solvent) 증류수 (Water)
분산제 (Surfactant, SDS) [wt%] 0.2
SWCNT [wt%] 0.03
SWCNT 순도 (purity) [%] > 30
CNT 직경 (diameter) [nm] 1 ~ 1.2
합성법 (synthesis) Arc process
아크 디스챠지법으로 제조된 후 산처리된 순도 30% 이상인 단일벽 CNT를 사용하였으며, 3 mg/mL 농도의 CNT와 0.2 wt% 농도의 sodium dodecyl sulfate(SDS) 분산제를 증류수에 넣어 2MW 파워의 초음파로 4시 간 분산 후 12,000 rpm 원심분리기로 고순도화 하였다. 코팅 직전, 200W 초음파로 20분 동안 분산 후 PET 고분자 기판 위에 스프레이법으로 CNT 쉬트를 형성하였다.
스프레이 코팅을 위해, 직경 0.3mm 노즐을 사용하며, 노즐 좌우 이동 속도 30 mm/sec, 노즐 진행 속도 2 mm/sec로 CNT 쉬트를 제조하였으며, 질소 가스압력 0.02 MPa로 분사하였다. 100℃로 가열된 PET 기판 위에 농도에 따라 10 내지 30회 코팅하여 CNT 쉬트를 형성하였다.
스프레이 방법으로 생성된 CNT 쉬트를 증류수에 1 분간 담궈서 SDS 분산제를 제거하였다. 질소 가스 바람을 불어, 물기를 제거한 후, 60 ℃ hot plate에서 30 분간 건조하였다.
금 이온 도핑을 위해 5 내지 20mM 농도와 pH 3.2의 KAuBr4 수용액에 1분 간 담근 후에 시편의 전기적 특성으로 Hall 특성, 면저항, 광 투과도를 측정하였다.
실시예 2
CNT 쉬트의 표면 미세구조는 도3 및 도4에 나타내었다. 도3(a)는 스프레이 코팅된 CNT 쉬트의 표면 모습이고, 건조된 SDS 층이 상부에 형성되어, 튜브 형태의 CNT는 관찰되지 않았다. 그러나 도3(b)처럼, 증류수 세척 후, SDS 성분이 씻기고, 그 외의 수용성 성분이 제거되어 CNT 형태가 나타나는 것을 확인하였다. 도3(c)처럼 질산 처리하면, 표면 미세구조 형태는 유지되면서, 금속 촉매 불순물이 용출되어 전기적 특성이 향상되었다. 도3(d)처럼 수세 처리한 CNT 쉬트에 10mM KAuBr4 수용액 담금 처리 후의 미세구조는 큰 변화는 보이지 않았다. HAuCl4 처리한 도3(e) 모습도 수세한 외형을 유지하였다. 도4와 같이 형성된 금 나노 입자는 구형이었다
도2와 같이, 스프레이 코팅된 CNT 쉬트는 AFM 분석 표면 거칠기 19nm 정도이었다. 수세에 의해 SDS 성분이 제거되면, 표면 거칠기가 26nm로 증가하였고, 순도 향상을 위해 산처리하면, CNT 쉬트의 두께가 감소하며, 충진 밀도가 증가하여 표면 거칠기가 15nm로 개선되었다.
도5와 같이, 30회 스프레이 코팅한 CNT 쉬트의 두께는 124nm인데, 수세에 의해 53nm로 얇아졌고, 산처리에 의해 28nm까지 감소하였다.
실시예 3
KAuBr4 용액 농도에 따른 제 특성 변화를 하기 표2에 요약하였다. KAuBr4 용액 농도를 20 mM로 진하게 하면서 담금처리하면, 면저항과 광투과도가 처리 전 각각 208Ω/□, 75%에서 처리 후 75 Ω/□, 74%로 개선된다. 상대 비교 물질인 HAuCl4 용액 처리의 경우, 면저항과 광투과도는 81Ω/□, 74%이다. 환경 친화적인 KAuBr4 용액 처리로 면저항은 개선되었지만, 광투과도는 감소하였다. 그러나, 화학적 안정성이 개선되어 유기 태양전지 특성이 향상되었다.
도핑처리 침지시간(도핑처리시간, sec) 금속이온 수용액의 이온 농도 (mM) 금속이온 수용액의 pH 면저항
(Ω/□)		 광투과성 (550 nm)
[%]		 (Rb- Ra)/ Ra
-
(증류수로 세척)		 - - - 208 (Ra) 64(75) -
KAuBr4 수용액 60 5 3.5 112 (Rb) 64(75) -0.46
KAuBr4 수용액 60 10 3.2 105 (Rb) 63(74) -0.50
KAuBr4 수용액 60 15 3.2 94 (Rb) 63(74) -0.55
KAuBr4 수용액 60 20 3.2 75 (Rb) 62(73) -0.64
HAuCl4 수용액 60 10 2.0 81 (Rb) 63(74) -0.61
질산
수용액		 3600 53000 <<1 87 (Rb) 70(81) -0.58
실시예 4
KAuBr4 용액 처리 시간 변화에 따른 제 특성 변화를 표3에 요약하였다. 1분에서 30분까지 처리 시간을 늘렸지만, 전기, 광학 특성은 큰 변화가 없었다.
도핑
처리		 침지
시간
(도핑처리
시간, sec)		 필름두께
(nm)		 캐리어 농도(Carrier concentration, cm-3) 캐리어
이동도(Carrier mobility, cm2/V·s)		 비저항
(Resistivity,
Ω·cm)		 광투과성 (550 nm)
[%]		 면저항
(Ω/□)
-
(스프레이 코팅)		 - 124 -5.54*1020 3.72 3.03*10-3 59(68) 587
-
(증류수로 세척)		 - 53 1.30*1021 4.38 1.10*10-3 64(75) 209
증류수로 세척 후 10mM KAuBr4 수용액 처리 60 53 1.04*1022 0.10 6.71*10-4 64(75) 113
360 53 1.17*1022 0.87 6.12*10-4 65(76) 101
1800 53 4.02*1022 0.24 6.50*10-4 66(78) 105
기존 기술인 산처리, HAuCl4 용액 처리와 비교하면, 하기 표4와 같다. 수세한 CNT 쉬트에 KAuBr4처리한 경우보다 질산 처리된 CNT 쉬트 위에 KAuBr4용액 처리한 시편이 면저항 61Ω/□, 광투과도 80%로 우수한 전기, 광학적 특성을 보였다.
도핑처리 침지시간
(도핑처리시간, sec)		 필름
두께
(nm)		 캐리어 농도(Carrier concentration, cm-3) 캐리어
이동도(Carrier mobility, cm2/V·s)		 비저항
(Resistivity,
Ω·cm)		 광투과성 (550 nm)
[%]		 면저항
(Ω/□)
-
(스프레이 코팅)		 - 124 -5.54*1020 3.72 3.03*10-3 59(68) 587
-
(증류수로 세척)		 - 53 1.30*1021 4.38 1.10*10-3 64(75) 209
증류수 세척 후 10mM KAuBr4 수용액 60 53 2.24*1022 0.47 5.89*10-4 63(74) 105
증류수 세척 후 10 mM HAuCl4 수용액 처리l 60 53 2.85*1022 0.35 6.33*10-4 63(74) 81
-
(증류수 세척 후 질산 수용액 처리)		 3600 28 9.81*1022 0.23 2.83*10-4 70(81) 87
증류수 세척 후 질산 수용액 처리 및 10mM KAuBr4 수용액 처리 3600+60 28 2.22*1023 0.23 1.20*10-4 68(80) 61
실시예 5
본 발명품의 유연 유기 태양전지 적용 가능성 실험을 위해 도6와 같은 구조의 유연 유기 태양전지를 구성하였다. 유연 기판인 polyethylene terephthalate(PET) 기판 위에 본 발명품인 CNT 쉬트를 형성한다. 상부에 PEDOT;PSS와 P3HT:PCBM을 형성하고, 상부 전극으로 알미늄을 형성한다. 여기에서 PEDOT는 poly(3,4-ethylenedioxythophene), PSS는 poly(styrenesulfonate), P3HT는 poly-(3-hexylthiophene), PCBM는 phenyl-C61-buttyric acid methyl ester이다.
밴딩 전 후의 태양전지 특성을 도7 및 하기 표5에 나타내었다. 기존의 ITO 전극을 사용한 경우, 20회 밴딩 실험으로 급격하게 물성이 저하되었다. 그러나, 본 발명의 CNT 쉬트의 경우, 20회 밴딩 실험 후에도 태앙전지 효율이 2.17에서 2.37%로 약간 감소하였다. 기존 방법인 HNO3 산처리나 HAuCl4 처리한 투명 전도성 박막을 이용한 유기태양전지 특성보다 우수한 특성이 관찰되었다.
소자 구조 stress Voc
(V)		 Jsc
(mA/cm2)		 FF EFF
(%)		 Area
SWCNT(Washed)/PEDOT/Active/Al No 0.58 6.88 0.5 2 0.16
20 times 0.58 6.64 0.49 1.89 0.16
SWCNT(KAuBr4)/PEDOT/Active/All No 0.6 7.6 0.52 2.37 0.16
20 times 0.58 7.48 0.5 2.17 0.16
SWCNT(HNO3)/PEDOT/Active/Al No - - - - -
20 times - - - - -
ITO/PEDOT/Active/Al No 0.63 8.37 0.58 3.1 0.17
20 times 0.15 2.75 0.08 0.03 0.17
*Glass/ITO/PEDOT/Active/Al 1) No 0.64 9.56 0.69 4.18 0.09
20 times - - - - -
* PET 유연기판 대신 유리 기판 사용
1)은 유리 기판을 사용하였기 때문에, stress test가 불가능하였음.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 유연기판 20: 하부전극
30: 정공수송층 40: 활성층
50: 상부전극 100: 유기 태양전지

Claims (9)

  1. 기판 상에 탄소나노튜브 분산액으로 탄소나노튜브 쉬트를 제조하는 쉬트제조단계, 그리고 상기 탄소나노튜브 쉬트를 하기 화학식 1로 표시되는 염을 포함하는 금속이온 용액에 침지하여 탄소나노튜브의 표면에 금속이온을 도핑하는 도핑처리단계를 포함하는 투명 전도성 필름의 제조방법.
    [화학식 1]
    KAuBr4
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도핑처리단계에서 상기 금속이온 용액에 포함된 금속이온의 농도는 5 내지 30 mM인 것인 투명 전도성 필름의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도핑처리단계에서 상기 금속이온 용액에 상기 탄소나노튜브 쉬트의 침지시간은 0.5 내지 10분인 것인 투명 전도성 필름의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 쉬트제조단계의 후와 상기 도핑처리단계 이전에 산처리단계를 더 포함하고,
    상기 산처리단계는 상기 탄소나노튜브 쉬트를 HNO3 수용액에 침지하는 과정을 포함하는 것인 투명 전도성 필름의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 쉬트제조단계는
    상기 탄소나노튜브 분산액을 기판에 코팅하여 탄소나노튜브 코팅층을 형성하는 코팅과정, 그리고
    상기 탄소나노튜브 코팅층을 세척하여 탄소나노튜브 쉬트를 제조하는 세척과정을 포함하는 것인 투명 전도성 필름의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    탄소나노튜브 분산액은 분산제를 더 포함하는 것인 투명 전도성 필름의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 PET(polyethylene terephthalate) 기판을 포함하는 유연기판인 것인 투명 전도성 필름의 제조방법.
  8. 제1항에 따른 투명 전도성 필름의 제조방법에 의하여 투명 전도성 필름을 형성하는 과정을 포함하는 태양전지의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판은 PET(polyethylene terephthalate)를 포함하는 유연기판인 것인 태양전지의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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