KR20140146695A - 에멀젼을 이용한 탄소 양자점 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에멀젼을 이용해 균일한 크기의 탄소 양자점을 대량 제조하는 방법과 이을 이용하여 제조되는 유기발광소자, 태양전지, 및 광촉매 등에 관한 것이다.
본 발명에 따른 탄소 양자점을 제조하는 방법은 탄소 양자점과 결합가능한 관능기를 포함하는 계면활성제를 이용하여 탄소원을 분산시키고, 이를 가열하여 상기 탄소원을 탄화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 에멀젼을 이용하여 대량 생산과 공정 단순화가 가능하며 우수한 반응 수득률을 나타낸다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 탄소 양자점의 크기를 임의로 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 균일한 크기와 우수한 양자 수득률을 가지는 탄소 양자점을 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 유기발광소자, 태양전지, 광촉매 응용에 적합한 탄소 양자점을 제조할 수 있다.
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본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 에멀젼을 이용하여 대량 생산과 공정 단순화가 가능하며 우수한 반응 수득률을 나타낸다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 탄소 양자점의 크기를 임의로 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 균일한 크기와 우수한 양자 수득률을 가지는 탄소 양자점을 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 유기발광소자, 태양전지, 광촉매 응용에 적합한 탄소 양자점을 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 에멀젼을 이용해 균일한 크기의 탄소 양자점을 대량 제조하는 방법과 이를 이용하여 제조되는 유기발광소자, 태양전지, 및 광촉매 등에 관한 것이다.
1993년 미국 MIT의 Bawendi 교수팀이 카드뮴(Cd) 기반의 반도체 나노 입자를 합성한 이래로 다양한 종류의 반도체 나노 입자의 특성과 응용에 대한 연구가 이루어져 왔다.
1996년 미국 UC Berkeley의 Alivisatos 교수팀이 반도체 나노 입자의 크기 조절을 통해 띠간격(band gap)을 제어할 수 있다는 사실을 규명하였고 이러한 특성을 갖는 입자를 특히 양자점(quantum dot)이라 명명하였다.
2005년 서로 다른 띠간격을 갖는 두 종류의 양자점을 이용해 최초의 양자점 태양전지가 발표되었으며 이후 순수한 양자점 태양전지 외에도 유기태양전지, 염료감응형 태양전지 등 다양한 태양전지 분야에 응용되고 있다.
일반적으로 양자점은 우수한 광, 전기적 특성 및 내구성을 보이지만 유독하고 값비싼 중금속 원료와 고온의 합성 공정을 필요로 한다는 단점이 있다. 이에 기존의 양자점을 안전하고 값싼 물질로 합성하기 위한 연구가 진행되고 있으며 최근 탄소를 다양한 방법으로 처리하여 탄소 기반의 양자점(carbon dot)을 합성하는 연구가 크게 주목받고 있다.
탄소 양자점은 2004년 미국 South Carolina 대학의 Scrivens 교수팀이 탄소나노튜브를 합성하는 과정에서 우연히 발견하였으며 현재 전기영동법, 레이저 박리법(laser ablation), 열산화법, 전기산화법, 열분해법 등이 널리 쓰이고 있다. 탄소 양자점은 값싸고 무독한 유기물을 기반으로 저온에서 간편하게 합성이 가능하기 때문에 생명과학 분야에서 최근 널리 응용되고 있다.
그러나 띠간격 조절이 어렵고 양자수득률(quantum yield)이 낮으며 내부 화학 구조 및 광특성 발현 과정이 불명확한 관계로 에너지 소자 응용 관련 연구는 미비한 실정이다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로, 대한민국 특허 출원 제 2012- 0062170 호에서는 탄소원을 포함하는 분산된 액적을 가열하여 탄소 양자점을 제조하는 방법이 소개되었지만, 제조 방법이 상대적으로 복잡하고 효율이 낮다는 문제가 있었다.
이에 따라, 간편하게 탄소원을 포함하는 액적을 형성하고, 탄소원을 탄화시키는 과정에서 액적으로 안정성을 유지할 수 있는 새로운 방법에 대한 요구가 계속되고 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 단순한 제조공정을 통해서 대량으로 탄소 양자점을 제조할 수 있는 새로운 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 제조 과정에서 탄소 양자점이 응집하는 것을 방지하여 높은 반응 수득률을 가지는 탄소 양자점을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 탄소 양자점의 크기를 임의로 조절하고, 균일한 크기의 탄소 양자점을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 높은 양자 수득률을 가지는 탄소 양자점을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 탄소 양자점을 유기발광소자, 태양전지, 광촉매에 이용할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 탄소원을 포함하는 에멀젼을 가열하여 상기 탄소원을 탄화시켜 탄소 양자점을 제조하는 방법에 있어서, 상기 에멀젼은 탄소 양자점과 결합 가능한 관능기를 포함하는 계면활성제로 분산된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 '탄소 양자점'은 탄소를 주성분으로 하는 양자점을 의미한다. 여기서, 상기 '주성분'이라 함은 양자점을 이루는 구성 성분에서 탄소원자의 중량 또는 수가 최대임을 의미한다. 보다 정확하게는 탄소 양자점에서 탄소의 함량이 50 중량% 이상, 보다 더 정확하게는 55 중량% 이상, 가장 정확하게는 60 중량% 이상임을 의미한다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 탄소 양자점은 전형적으로 나노미터 크기의 탄소 코어와 상기 탄소 코어의 표면에 아마이드기, 카르보닐기 등이 형성된 입자일 수 있으며, 상기 탄소 코어는 SP2와 SP3 결합을 포함하는 탄소 코어일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 '탄소원'은 가열에 의해서 탄화되는 화합물을 의미한다. 본 발명에 따른 일 실시에 있어서, 상기 탄소원은 일 예로 단당류, 다당류, 유기산, 카르복실산, 글리콜산, 수용성 고분자 등의 화합물로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 시트르산이다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 시트르산은 가열을 통한 분자간 축합에 의해서 탄화되어 탄소 양자점을 이룬다.
본 발명에 있어서, 탄소원을 포함하는 에멀젼은 탄소원 또는 탄소원을 포함하는 액적이 계면활성제에 의해서 액상의 분산매에 분산된 형태를 의미한다. 상기 에멀젼은 탄화수소와 같은 무극성 용매에 표면안정제 분자에 의해서 둘러싸인 물과 같은 극성 용매의 에멀젼일 수 있다. 에멀젼의 크기는 물과 표면안정제의 부피비에 의해서 결정될 수 있으므로, 물과 계면활성제의 부피비를 변화시켜 액적의 크기를 제어할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 에멀젼의 크기는 직경이 마이크로미터 단위의 마이크로에멀젼일 수 있으며, 바람직하게는 10 nm ~ 1,000 마이크론 범위가 적절하다.
본 발명에 있어서, 상기 무극성 용매는 탄소수 1-25의 탄화수소 등을 사용할 수 있으며, 일 예로 바람직하게는 옥타데켄이며, 상기 극성 용매는 물, 아세톤, 메탄올 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 물을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 탄소원을 포함하는 에멀젼은 탄소원이 녹아 있는 액적이 계면활성제에 의해서 분산된 상태일 수 있으며, 바람직하게는 물에 수용성 고분자가 녹아있는 마이크로미터 크기의 액적이 계면활성제에 의해서 무극성 분산매에 분산된 것이다.
본 발명에 따른 계면활성제는 이론적으로 한정된 것은 아니지만, 탄소원을 포함하는 액적으로 안정화시켜 에멀젼을 형성하고, 탄소 양자점과 결합 가능한 관능기는 상기 탄소원의 가열에 의해서 형성된 탄소 양자점과 결합되며 탄소 양자점을 안정화시키게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 양자점과 결합 가능한 관능기를 포함하는 계면활성제는 탄소 양자점에 결합할 수 있는 관능기, 일예로 아민기, 카르복실기, 싸이올기, 알코올기 등을 포함하는 계면활성제이며, 탄소수 15~30, 보다 바람직하게는 16~20로 이루어지고 말단에 1차 아민기가 형성된 계면활성제이다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 계면활성제는 올레일아민, 헥사데실아민, 올레일산, 데칸올 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 가열은 탄소원에 열을 가하여 탄화시키기 위한 것으로서, 바람직하게는 탄소원을 포함하는 액적의 끓는 점 이상의 온도에서 가열하여 액적이 증발되도록 하는 것이 좋다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 가열은 극성 용매로 물을 사용할 경우 100 ℃ 이상, 바람직하게는 100~300 ℃의 온도 범위에서 이루어지는 것이 좋다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 계면활성제의 농도 범위는 0.1 부피% 내지는 99 부피% 까지, 탄화를 위한 가열 시간은 30 분 내지 6 시간까지의 범위에서 이를 수 있다.
본 발명은 일 측면에 있어서, 탄소 양자점과 결합 가능한 관능기를 포함하는 계면활성제로 안정화된 탄소원을 포함하는 에멀젼을 형성하고, 이를 가열하여 상기 탄소원을 탄화시킨 탄소 양자점을 이용하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 탄소 양자점은 유기발광소자, 특히 LED에서 백색광의 특성을 향상시킬 수 있도록, 바람직하게는 질소성분을 포함하는 탄소 양자점일 수 있으며, 아민기를 포함하는 계면활성제와 같은 질소를 포함하는 계면활성제를 이용해 제조될 수 있다. 상기 탄소 양자점은 투명도와 열적 안정성이 우수한 아크릴레이트계, 에스터계, 카보네이트계, 스티렌계 등의 고분자와 혼합하여 유기발광소자에 적용할 수 있으며, 일 예로 poly(methyl methacrylate)(PMMA)나 에폭시와 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시에 있어서, 상기 탄소 양자점은 태양전지에 이용하기 위해 반도성 고분자와 혼합하여 박막을 형성할 수 있다. 상기 고분자는 전하이동도가 우수한 싸이오펜(thiophene)계 고분자 등을 사용할 수 있으며, 일 예로 poly(3-hexylthiophene)을 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시에 있어서, 상기 탄소 양자점은 광촉매에 이용하기 위해 금속 산화물 나노 구조체와 혼합하여 코어-쉘 구조를 형성한다. 상기 금속 산화물 나노 구조체는 2~200 nm의 크기와 3.0~6.0 eV의 밴드갭을 가지며, 일 예로 산화 아연 혹은 산화티타늄 나노 입자를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 에멀젼을 이용하여 대량 생산과 공정 단순화가 가능하며 우수한 반응 수득률을 나타낸다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 탄소 양자점의 크기를 임의로 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 균일한 크기와 우수한 양자 수득률을 가지는 탄소 양자점을 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 탄소 양자점 제조 방법은 유기발광소자, 태양전지, 광촉매 응용에 적합한 탄소 양자점을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반응장치를 나타내는 간략도이다.
도 2는 에멀젼에서 탄소 양자점의 합성을 도시한 개략도이며, (a) 에멀젼의 형성, (b) 축중합, (c) 탄화 및 올레일아민에 의해 표면 안정화.
도 3은 크기가 다른 두 종류의 탄소양자점의 TEM사진(a, b)과 분포 히스토그램(c)이다. (d, e, f, g) 고해상도의 TEM사진을 나타내며, 스케일바는 5 nm이다.
도 4는 크기가 다른 두 종류의 탄소 양자점의 흡광 및 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 5는 (a) 반응물(시트르산), (b) 중간 형성물, (c) 탄소 양자점의 FT-IR 그래프이다.
도 6은 탄소 양자점이 이용된 유기발광소자의 (a) 개념도와 (b) 실제 구동 모습이다.
도 7은 탄소 양자점이 이용된 태양전지의 개념도이다.
도 8은 탄소 양자점이 이용된 광촉매의 (a) 개념도와 (b) 실제 모습이다.
도 2는 에멀젼에서 탄소 양자점의 합성을 도시한 개략도이며, (a) 에멀젼의 형성, (b) 축중합, (c) 탄화 및 올레일아민에 의해 표면 안정화.
도 3은 크기가 다른 두 종류의 탄소양자점의 TEM사진(a, b)과 분포 히스토그램(c)이다. (d, e, f, g) 고해상도의 TEM사진을 나타내며, 스케일바는 5 nm이다.
도 4는 크기가 다른 두 종류의 탄소 양자점의 흡광 및 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 5는 (a) 반응물(시트르산), (b) 중간 형성물, (c) 탄소 양자점의 FT-IR 그래프이다.
도 6은 탄소 양자점이 이용된 유기발광소자의 (a) 개념도와 (b) 실제 구동 모습이다.
도 7은 탄소 양자점이 이용된 태양전지의 개념도이다.
도 8은 탄소 양자점이 이용된 광촉매의 (a) 개념도와 (b) 실제 모습이다.
하기 실시 예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시 예는 발명을 예시하기 위해서 상세하게 기재되며, 발명의 내용을 한정하기 위한 것으로 이해되어서는 안된다.
실시 예
탄소 양자점 합성
실시 예 1. 올레일아민과 시트르산을 이용한 탄소 양자점 제조
도 1에서 도시된 바와 같이, 100 mL 둥근플라스크에 올레일아민 3 mL와 옥타데켄 7 mL를 넣고 5분 정도 교반하여 무색 투명한 계면활성제 용액을 제조하였다. 이와 별개로, 별도의 플라스크에 물 1 mL에 시트르산 1 g을 넣고 10분 정도 교반하여 무색 투명한 반응물 용액을 제작하고, 이를 계면활성제 용액에 투입하여 교반하여 에멀젼을 형성하였다.
30 분간 교반하여 에멀젼이 형성되면 가스관(GAS INLET, GAS OUTLET)을 설치하고, 가스관을 통해 아르곤을 흘려주면서 가열판을 이용해 용액을 가열하였다. 250 ℃로 2 시간 동안 가열하여 진한 갈색의 탄소 양자점을 형성하였다. 합성된 탄소 양자점 용액에 메탄올을 수 방울 첨가한 후 원심분리하여 용액 중의 탄소 양자점을 침전시켰다. 침전된 탄소 양자점을 옥탄에 녹인 후 다시 원심 분리하는 과정을 3회 실시하여 탄소 양자점을 제외한 기타 반응물을 제거하였다. 제조된 탄소 양자점을 침전하여 세척하고 분리하여 TEM 사진을 촬영하여, 탄소 양자점의 직경을 측정하였다. 1.2 nm 직경의 탄소 양자점이 확인되었으며, 수율은 30% 이었다.
실시 예 2.올레일아민 함량 변화를 통한 탄소 양자점 크기 조절
100 mL 둥근플라스크에 올레일아민 1 mL와 옥타데켄 9 mL를 넣고 5분 정도 교반하여 무색 투명한 계면활성제 용액을 제조하였다. 이와 별개로, 별도의 플라스크에 물 1 mL에 시트르산 1 g을 넣고 10분 정도 교반하여 무색 투명한 반응물 용액을 제작하고, 이를 계면활성제 용액에 투입하여 교반하여 에멀젼을 형성하였다.
30 분간 교반하여 에멀젼이 형성되면 가스관(GAS INLET, GAS OUTLET)을 설치하고, 가스관을 통해 아르곤을 흘려주면서 가열판을 이용해 용액을 가열하였다. 250 ℃로 2 시간 동안 가열하여 진한 갈색의 탄소 양자점을 형성하였다. 합성된 탄소 양자점 용액에 메탄올을 수 방울 첨가한 후 원심분리하여 용액 중의 탄소 양자점을 침전시켰다. 침전된 탄소 양자점을 옥탄에 녹인 후 다시 원심 분리하는 과정을 3회 실시하여 탄소 양자점을 제외한 기타 반응물을 제거하였다. 제조된 탄소 양자점을 침전하여 세척하고 분리하여 TEM 사진을 촬영하여, 탄소 양자점의 직경을 측정하였다. 2.5 nm 직경의 탄소 양자점이 확인되었으며, 수율은 30% 이었다.
탄소 양자점 분석
ㄱ. Transmission Electron Microscopy (TEM) 분석
정제를 마친 탄소 양자점을 톨루엔에 녹인 용액(5 mg mL-1)을 TEM 그리드에 소량 코팅하여 TEM 장비를 이용해 탄소 양자점의 내부 구조를 분석하였다. 분석 결과 탄소의 격자 구조를 부분적으로 확인하였고 첨가한 표면안정제의 부피에 의해 변화한 마이셀 크기에 따른 탄소 양자점의 크기 변화를 확인하였다.(도 3)
ㄴ. UV-Vis 흡광도 및 발광도 분석
정제를 마친 탄소 양자점을 톨루엔에 녹인 용액(5 mg mL-1)을 4면이 투명한 큐벳(cuvette)에 채우고 UV-Vis 흡광도와 발광도를 분석한 결과 300 nm 부근의 흡광도 피크와 들뜸 파장(excitation wavelength)에 따른 발광도 피크의 변화를 확인하였다. 또한 크기에 따른 흡광도와 발광도의 변화를 확인하였다.(도 4)
장치의 제작
ㄱ. 유기 발광 소자 제작
실시예 1에서 정제를 마친 탄소 양자점을 톨루엔에 녹인 용액(5 mg/mL)에 poly(methyl methacrylate)를 anisole에 녹인 용액(50 wt%)을 수 방울 첨가한 후 10분 정도 교반하여 탄소 양자점/고분자 복합체 용액을 제조하였다. 상기 탄소 양자점/고분자 복합체 용액을 편평한 유리판 위에 수 방울 떨어뜨리고 상온에서 24시간 정도 건조하여 탄소 양자점 고분자막을 제조하였다. 상기 탄소 양자점 고분자막과 400 nm 파장의 빛을 발생하는 발광소자를 조립해 백상광을 발생시켰다.(도 6)
ㄴ. 태양전지의 제작(탄소양자점 전자 받개)
실시예 1에서 정제를 마친 탄소 양자점을 클로로포름에 녹인 용액(5 mg/mL)에 poly(3-hexylthiophene)을 일정량 첨가한 후 10분 정도 교반하여 탄소 양자점/고분자 복합체 용액을 제조하였다. 상기 탄소 양자점/고분자 복합체 용액 수십~수백 마이크로리터를 투명 전극 위에 떨어뜨리고 50~100 ℃의 범위에서 건조하여 벌크 헤테로정션(bulk heterojunction)을 형성하였다. 상기 벌크 헤테로정션 위에 금속 전극을 증착하여 벌크 헤테로정션 태양전지를 제작하였다.(도 7)
ㄷ. 태양전지의 제작(탄소 양자점 전자주개)
실시예 1에서 정제를 마친 탄소 양자점을 아이소프로필알코올에 녹인 용액(5 mg/mL)에 아미노벤조산(aminobenzoic acid)을 일정량 첨가한 후 10분 정도 교반하여 탄소 양자점 표면에 카르복시산을 도입하였다. 금속 산화물 전극을 상기 용액에 24시간 정도 담그어 탄소 양자점과 금속 산화물 전극 사이의 화학 결합을 형성하였다. 상기 금속 산화물 전극에 전해질과 상대 전극을 조립하여 태양전지를 제작하였다. (도 7)
ㄹ. 광촉매 제작
실시예 1에서 정제를 마친 탄소 양자점을 아이소프로필알코올에 녹인 용액(1 mg/mL)에 산화 아연 나노 입자를 일정량 첨가한 후 50~100 ℃의 범위에서 24시간 정도 교반하여 탄소 양자점/금속 산화물 복합체 용액을 제조하였다. 상기 탄소 양자점/금속 산화물 복합체 용액을 원심분리하여 용액중의 탄소 양자점/금속 산화물 복합체를 침전시킨다. 상기 탄소 양자점/금속 산화물 복합체를 상온에서 24시간 정도 건조하여 광촉매를 제작하였다. (도 8)
Claims (17)
- 탄소 양자점과 결합 가능한 관능기를 포함하는 계면활성제를 이용하여 탄소원이 분산된 에멀젼을 형성하고, 상기 탄소원이 탄화되도록 가열하여 탄소 양자점을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 아민기, 카르복실기, 알코올기, 또는 싸이올기로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 양자점 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 관능기는 1차 아민인 것을 특징으로 하는 탄소 양자점 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계면활성제는 올레일아민을 비롯한 탄소수 6~20 범위의 1차 아민으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 탄소 양자점 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에멀젼은 탄소원을 포함하는 액적이 분산매에 분산된 것을 특징으로 하는 탄소 양자점 제조 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 에멀젼은 오일상의 분산매에 친수성 탄소원을 포함하는 물이 분산된 것을 특징으로 하는 탄소양자점 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 탄소원은 단당류, 다당류, 유기산, 카르복실산, 글리콜산, 수용성 고분자인 것을 특징으로 하는 탄소 양자점 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 탄소원은 중합되어 탄화되는 것을 특징으로 하는 탄소 양자점 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 에멀젼은 마이크로에멀젼인 것을 특징으로 하는 탄소양자점 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 가열은 불활성 기체 분위기에서 진행되는 것을 특징으로 하는 탄소 양자점 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 가열은 100 ~ 300℃의 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소 양자점 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 탄소 양자점을 침전시켜 분리하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 탄소 양자점과 결합가능한 관능기를 포함하는 계면활성제를 이용하여 탄소원을 포함하는 액적이 분산된 에멀젼을 형성하고, 상기 탄소원이 탄화되도록 가열하고, 이를 분리하여 탄소 양자점을 제조하는 방법.
- 제13항에 따른 탄소 양자점을 포함하는 투명 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제13항에 따른 탄소 양자점을 포함하는 반도성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제13항에 따른 탄소 양자점을 금속 산화물과 결합시킨 것을 특징으로 하는 탄소 양자점/금속 산화물 복합체를 이용한 태양전지.
- 제13항에 따른 탄소 양자점을 금속 산화물 복합체와 결합시킨 것을 특징으로 하는 광촉매.
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