KR20150018243A - 금속 산화물 결정의 제조방법 및 태양전지용 기판의 제조방법 - Google Patents

금속 산화물 결정의 제조방법 및 태양전지용 기판의 제조방법 Download PDF

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KR20150018243A
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한국전자통신연구원
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Abstract

금속 산화물의 제조방법 및 태양전지용 기판의 제조방법이 제공된다. 본 발명의 개념에 따른 금속 산화물 제조방법은 금속 전구체 물질, 염기 물질, 양쪽성 분자들, 및 증류수를 혼합하여, 금속 전구체 용액을 제조하는 것; 및 상기 금속 전구체 용액을 제1 열처리하여, 금속 산화물을 형성하는 것; 및 상기 금속 산화물을 제2 열처리하여, 단결정 구조를 갖는 금속 산화물 디스크 쌍을 형성하는 것을 포함하되, 상기 단결정 아연 산화물 디스크 쌍은 제1 디스크 및 상기 제1 디스크와 수직적으로 이격 배치된 제2 디스크를 포함할 수 있다.

Description

금속 산화물 결정의 제조방법 및 태양전지용 기판의 제조방법{Method Of Fabricating Metal Oxide Crystal And Method Of Fabricating Substrate For Solar Cell}
본 발명은 금속 산화물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양전지에 사용되는 금속 산화물의 제조방법에 관한 것이다.
화석 에너지의 고갈에 따라 대체 에너지에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 고갈되지 않는 자연현상, 예를 들어, 태양광선 및 바람 등을 이용한 대체 에너지에 대한 연구가 각광받고 있다.
태양 전지는 태양으로부터 방출되는 빛 에너지를 이용하여 전기 에너지를 발생시킨다. 태양전지는 구성 물질에 따라, 실리콘 또는 화합물 반도체와 같은 무기 소재로 이루어진 태양전지, 나노결정 산화물 입자 표면에 염료가 흡착된 염료감응형 태양전지(dye-sensitized solar cell) 등으로 구분될 수 있다. 태양전지는 에너지의 소오스(source)가 고갈되지 않는다는 점과 친환경적인 에너지라는 점에서 주목받고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 저온용액공정으로 통해 제조되는 단결정 금속 산화물에 관한 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 대량 생산 가능한 태양전지용 단결정 금속 산화물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 금속 산화물 결정의 제조방법 및 태양전지용 기판의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 개념에 따른 금속산화물 결정 제조방법은 금속 전구체 물질, 염기 물질, 양쪽성 분자들 및 증류수를 혼합하여, 금속 전구체 용액을 제조하는 것; 상기 금속 전구체 용액을 제1 열처리하여, 금속 산화물을 형성하는 것; 및 상기 금속 산화물을 제2 열처리하여, 단결정 구조를 갖는 금속 산화물 디스크 쌍을 형성하는 것을 포함하되, 상기 아연 산화물 디스크 쌍은 제1 디스크 및 상기 제1 디스크와 수직적으로 이격 배치된 제2 디스크를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 금속 전구체 용액은: 금속 이온 착물들; 및 상기 금속 이온 착물들 사이에 개재되며, 라멜라 구조를 가지는 양쪽성 분자들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 라멜라 구조의 양쪽성 분자들은 외부층들 및 상기 외부층들 사이에 개재된 내부층들을 포함하며, 상기 금속 착물 이온들은 상기 외부층들 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 외부층들은 음전하를 나타내며, 상기 금속 착물 이온들은 양이온일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 양쪽성 분자들의 친수성 작용기들은 상기 외부층들을 구성하고, 상기 양쪽성 분자들의 소수성 작용기들은 상기 내부층들을 구성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물은 아연산화물을 포함하며, 상기 금속 산화물을 형성하는 것은 육방정계 형상의 아연 산화물을 형성하는 것을 포함하고, 상기 단결정 아연 산화물은 육방정계 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 양쪽성 분자들은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
여기에서, n는 5 내지 15 사이의 정수이다.
일 실시예에 따르면, 상기 금속 전구체 용액은 징크 나이트레이트 헥사드레이트를 포함하고, 상기 염기 용액은 헥사메틸렌테트라민을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 열처리는 350℃ 내지 500℃에서 진행될 수 있다.
본 발명의 개념에 따른 태양전지용 전극의 제조방법은 아연 전구체, 염기 물질, 및 증류수를 포함하는 준비용액을 제공하는 것; 양쪽성 분자들을 상기 준비 용액에 첨가하여, 아연 전구체 용액을 제조하는 것; 상기 아연 전구체 용액을 열처리하여, 육방정계 구조의 아연 산화물을 형성하는 것; 상기 아연 산화물을 소성시켜, 단결정 아연 산화물 디스크 쌍을 형성하는 것; 및 상기 단결정 아연 산화물 디스크 쌍을 성장시켜, 아연 산화물 결정 필름을 형성하는 것을 포함하되, 상기 단결정 아연 산화물 디스크 쌍은 제1 디스크 및 상기 제1 디스크와 수직적으로 이격 배치되는 제2 디스크를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 아연 전구체 용액은 아연 착물 양이온들; 및상기 아연 착물 양이온들 사이에 개재된 양쪽성 분자들을 포함하되, 상기 양쪽성 분자들은 라멜라 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 라멜라 구조는 상기 양쪽성 분자들의 친수성 작용기들을 포함하는 외부층들; 및 상기 외부층들 사이에 개재되며, 상기 양쪽성 분자들의 소수성 작용기들을 포함하는 내부층들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 양쪽성 분자들은 폴리에틸렌 글리콜 터셔리-옥틸페닐 에테르를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 디스크는 상기 제1 디스크와 동일 또는 유사한 크기 및 형상을 가지며, 상기 제1 디스크와 평면적 관점에서 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 금속 전구체 용액은 징크 나이트레이트 헥사드레이트를 포함하고, 상기 염기 용액은 헥사메틸렌테트라민을 포함할 수 있다.
본 발명의 금속산화물은 양쪽성 분자를 사용하여 제조될 수 있다. 이에 따라, 금속 산화물은 육각형의 단결정 구조를 가질 수 있다. 사용되는 양쪽성 분자의 종류, 농도, 및/또는 양을 조절하여, 제조되는 금속 산화물의 크기 및 형상이 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 단결정 금속 산화물이, 기상증착법보다 낮은 온도 조건에서 용액상태로 제조될 수 있다. 이에 따라, 단결정 금속 산화물을 포함하는 필름이 대면적으로 용이하게 생산될 수 있다. 단결정 금속 산화물 필름은 태양전지용 전극으로 사용될 수 있다. 본 발명의 금속산화물을 포함하는 태양전지는 높은 광 전도도 및 안정성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 보다 완전한 이해와 도움을 위해, 참조가 아래의 설명에 첨부도면과 함께 주어져 있고 참조번호가 이래에 나타나 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 산화물의 제조과정을 도시한 모식도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 산화물 필름을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 개념이 어떤 적합한 환경에서 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함하다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 어떤 막(또는 층)이 다른 막(또는 층) 또는 기판상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막(또는 층) 또는 기판상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막(또는 층)이 개재될 수도 있다.
본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 영역, 막들(또는 층들) 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 막들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 막(또는 층)을 다른 영역 또는 막(또는 층)과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에의 제1막질로 언급된 막질이 다른 실시 예에서는 제2막질로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 개념에 따른 금속 산화물의 제조방법을 설명한다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 산화물의 제조과정을 도시한 모식도들이다.
도 1을 참조하면, 금속 전구체 물질 및 염기 물질을 증류수에 용해시켜, 준비 용액이 제조될 수 있다. 예를 들어, 징크 나이트레이트 헥사드레이트(zinc nitrate hexadrate, Zn(NO3)2·6H2O)가 전구체 물질로 사용되고, 헥사메틸렌테트라민(Hexamethylenetetramin: HMTA, C6H12N4)이 염기 물질로 사용될 수 있다. 이 일 예로, 징크 나이트레이트 헥사드레이트 0.93g 및 헥사메틸렌테트라민은 0.44g이 증류수 250mL에 첨가될 수 있다. 염기 물질은 증류수에 용해되어 수산화이온(OH-)을 제공할 수 있다.
양쪽성(amphiphilic) 분자들(200)이 준비 용액에 첨가되어, 금속 전구체 용액이 제조될 수 있다. 금속 전구체 용액은 금속 착물 이온들(300)을 포함할 수 있다. 금속 전구체 용액은 에멀젼 또는 서스펜젼 상태일 수 있다. 양쪽성 분자들(200) 각각은 소수성 작용기들(210) 및 친수성 작용기들(220)를 가질 수 있다. 소수성 작용기들(210)은 양쪽성 분자들(200) 각각의 일 단에 머리와 같은 모양으로 제공될 수 있다. 친수성 작용기들(220)은 양쪽성 분자들(200) 각각의 일 단에 꼬리와 같은 모양으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 아래의 화학식 1로 표시되는 폴리에틸렌 글리콜 터셔리-옥틸페닐 에테르(polyethylene glycol tert-octylphenyl ether)이 양쪽성 분자로 사용될 수 있다. 본 발명의 친수성 작용기들(220)은 음이온의 성질을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 화학식 1의 알콜 작용기는 산소의 비공유 전자쌍에 의해 음전하의 성질을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 화학식 1에서 알킬 및 아로마틱기는 소수성 작용기들(210)의 역할을 할 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00002
여기에서, n은 5 내지 15 사이의 정수, 바람직하게는 10일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 변경가능하다.
양쪽성 분자들(200)은 금속 전구체 용액 내에서 라멜라(lamella) 구조를 형성하여, 계면활성제로 작용할 수 있다. 라멜라 구조(100)는 분자들에 의해 형성된 층상 또는 판상의 구조를 의미할 수 있다. 라멜라 구조(100)는 외부층들(120) 및 외부층들(120) 사이에 개재된 내부층들(110)을 포함할 수 있다. 친수성 작용기들(220)은 외부층들(120)을 형성할 수 있다. 소수성 작용기들(210)은 서로 마주보며, 내부층들(110)을 형성할 수 있다. 그러나, 양쪽성 분자들(200)은 라멜라 구조에 한정되지 않고, 반응조건에 따라 다양한 미셀(micelle)구조를 형성할 수 있다. 예를 들어, 양쪽성 분자들(200) 및 금속 전구체 물질의 조성비가 조절되어, 양쪽성 분자들(200)가 형성하는 미셀 구조가 제어될 수 있다.
금속 착물 이온들(300)은 양이온일 수 있다. 일 예로, 금속 착물 이온들(300)은 아연 암모늄 이온(Zn(NH3)4 2+)일 수 있다. 금속 착물 이온들(300)은 음이온을 띄는 친수성 작용기들(220)에 인접하게 배치될 수 있다. 라멜라 구조(100)의 양면 예를 들어, 외부층들(120) 상에 금속 착물 이온들(300)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 양쪽성 분자들(200)은 금속 착물 이온들(300)의 템플릿(template) 역할을 할 수 있다. 양쪽성 분자들(200)의 종류 및/또는 농도가 제어되어, 템플릿의 형상 및/또는 크기가 제어될 수 있다.
도 2를 참조하면, 금속 전구체 용액이 제1 열처리되어, 금속 산화물(301)이 형성될 수 있다. 금속 산화물(301)은 육방정계 구조를 가질 수 있다. 이 때, 염기 물질로부터 제공된 수산화이온(OH-)은 금속 산화물(301)이 육방정계 구조를 가지도록 도울 수 있다. 제1 열처리는 대략 90℃에서 24시간 동안 진행될 수 있다. 이 후, 금속 산화물(301)은 세척 및 원심분리되어, 잔여물질이 제거될 수 있다. 이 후, 금속 산화물(301)은 용매, 예를 들어, 에탄올에 분산될 수 있다.
도 3을 참조하면, 금속 산화물(도 2에서 301)이 2차 열차리되어, 단결정 금속산화물(1000)이 형성될 수 있다. 단결정 금속산화물(1000)은 디스크 쌍의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 단결정 금속 산화물(1000)은 서로 이격 배치된 제1 디스크(1100) 및 제2 디스크(1200)를 포함할 수 있다. 제1 디스크(1100) 및 제2 디스크(1200) 각각은 육방정계 구조를 가질 수 있다. 제2 디스크(1200)는 제1 디스크(1100)와 동일 또는 유사한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 제2 디스크(1200)는 평면적 관점에서, 제1 디스크(1100)와 중첩될 수 잇다. 단결정 금속 산화물(1000)는 대략 3μm의 지름 및 대략 5μm의 높이를 가질 수 있다. 단결정 금속 산화물(1000)은 (103) 면을 가지는 단결정일 수 있다. 제2 열처리는 어닐링 및 소성 공정을 포함할 수 있다. 일 예로, 금속 산화물(도 2에서 301)이 기판(미도시) 상에 도포될 수 있다, 기판(미도시)은 투명 전도성 산화물, 예를 들어, 불소가 도핑된 인듐(FTO)을 포함할 수 있다. 금속 산화물(도 2에서 301)은 3000rpm조건에서 30초 동안 기판(미도시) 상에 스핀코팅될 수 있다. 금속 산화물(도 2에서 301)이 도포된 기판(미도시)이 제2 열처리될 수 있다. 제2 열처리는 제1 열처리보다 높은 온도에서 진행될 수 있다. 일 예로, 제2 열처리는 350℃ 내지 500℃에서 진행될 수 있다. 제2 열처리가 350℃보다 낮은 온도에서 진행되는 경우, 단결정 금속산화물(1000)이 형성되지 않을 수 있다. 열처리가 500℃보다 높은 온도에서 진행되는 경우, 단결정 금속산화물 (1000)이 원하는 형상 또는 결정구조를 가지지 않을 수 있다. 라멜라 구조(도 2에서 100)를 갖는 양쪽성 고분자들(도 2에서 200)은 제2 열처리 공정에서 제거될 수 있다. 이에 따라, 제1 디스크(1100) 및 제2 디스크(1200) 사이에 공극이 형성될 수 있다.
기상 증착법(예를 들어, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD)) 또는 VLS 성장법)에 의하여 단결정 금속 산화물(1000)을 형성하는 경우, 단결정 금속 산화물(1000)을 대면적으로 형성하기 부적절할 수 있다. 본 발명에 따르면, 단결정 금속 산화물(1000)은 기상증착법보다 낮은 온도 조건에서 용액상태로 제조될 수 있다. 이에 따라, 단결정 금속 산화물(1000)이 용이하게 대량생산될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 산화물 필름 및 이를 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. 이하, 앞서 금속 산화물의 제조예에서 설명한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 산화물 필름을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 단결정 금속 산화물(1000)을 포함하는 필름(F)이 제조될 수 있다. 단결정 금속 산화물(1000)은 아연산화물을 포함하며, 육방정계 구조를 가질 수 있다. 앞서 도 1 내지 3의 예로써 제조된 단결정 금속 산화물(1000)을 성장시켜, 필름이 제조될 수 있다. 일 예로, 필름(F)은 전기화학증착(electrochemical deposition)법에 의하여 제조될 수 있다. 이 때, 단결정 금속 산화물(1000)을 포함하는 준비용액이 기판(미도시) 상에 도포될 수 있다. 준비용액은 도 1의 예로써 설명한 바와 동일 또는 유사할 수 있다. 단결정 금속 산화물(1000)을 포함하는 준비용액이 도포된 기판(미도시)이 작업전극으로 사용될 수 있다. 카운터 전극은 백금 전극일 수 있다. 이때, 단결정 금속 산화물(1000)은 씨드(seed)의 역할을 할 수 있다. 필름의 전기화학증착은 1 V당 20 s, 0 V당 20 s의 주기적 펄스 조건으로 진행될 수 있다. 기판(미도시)는 태양전지 기판일 수 있다, 이와 달리, 기판(미도시)은 필름(F)이 형성된 후, 제거될 수 있다. 다른 예로, 마이크로웨이브가 단결정 금속 산화물(1000)을 포함하는 준비용액에 가해질 수 있다. 이에 따라, 준비 용액 내의 단결정 금속 산화물(1000)이 성장하여, 금속 산화물 필름(F)을 형성할 수 있다. 이 경우, 금속 산화물 필름(F)이 빠른 속도로 제조될 수 있다. 본 제조방법에 따르면, 금속 산화물 필름(F)은 대면적으로 용이하게 생산될 수 있다.
이하, 본 발명에 따라 제조된 금속산화물 필름을 포함하는 태양전지를 설명한다. 이하, 앞서 설명한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(1)를 도시한 단면도이다.
도 5를 도 4와 함께 참조하면, 태양전지(1)는 기판(10), 제1 전극(20), 전해질층(30), 및 제2 전극(40)을 포함할 수 있다.
제1 기판(10)은 유리 기판(10)을 포함한 다양한 투명기판들 중 선택된 적어도 하나일 수 있다. 이와 달리, 제1 기판(10)은 불투명기판일 수도 있다. 제1 전극은 전도성 물질, 예를 들어, 투명전도성 산화물을 포함할 수 있다. 전해질층(30)이 제1 전극(20) 상에 제공될 수 있다. 전해질층(30)은 액상, 고상 및 겔 중 선택된 하나의 상(phase)일 수 있다. 전해질층(30)의 상(phase)에 따라, 전해질층(30)의 형성순서는 변경될 수 있다. 제2 전극(40)이 전해질층(30) 상에 제공될 수 있다. 제2 전극(40)은 전도성물질, 예를 들어, 투명 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 제1 전극(20) 및 제2 전극(40) 중에서 어느 하나는 애노드이고, 다른 하나는 캐쏘드일 수 있다.
제1 전극(20) 및 제2 전극(40) 중에서 적어도 하나는 앞서 도 4의 예로써 설명한 금속 산화물 필름(F)을 포함할 수 있다 금속 산화물 필름(F)은 아연 산화물을 포함할 수 있다. 이 때, 금속산화물은 대략 3.37eV의 에너지 밴드갭 및 60meV의 여기 결합에너지를 가질 수 있다. 이에 따라, 태양전지(1)는 높은 광도 도를 나타낼 수 있다. 제1 전극(20) 및 제2 전극(40)은 자외선에 대한 안정도가 우수하여, 태양전지(1) 구현 시, 자외선을 포함하는 태양광에 의해 손상되지 않을 수 있다.

Claims (15)

  1. 금속 전구체 물질, 염기 물질, 양쪽성 분자들 및 증류수를 혼합하여, 금속 전구체 용액을 제조하는 것; 및
    상기 금속 전구체 용액을 제1 열처리하여, 금속 산화물을 형성하는 것; 및
    상기 금속 산화물을 제2 열처리하여, 단결정 구조를 갖는 금속 산화물 디스크 쌍을 형성하는 것을 포함하되,
    상기 아연 산화물 디스크 쌍은 제1 디스크 및 상기 제1 디스크와 수직적으로 이격 배치된 제2 디스크를 포함하는 금속 산화물 결정 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 전구체 용액은:
    금속 이온 착물들; 및
    상기 금속 이온 착물들 사이에 개재되며, 라멜라 구조를 가지는 양쪽성 분자들을 포함하는 금속 산화물 결정 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 라멜라 구조의 양쪽성 분자들은 외부층들 및 상기 외부층들 사이에 개재된 내부층들을 포함하며,
    상기 금속 착물 이온들은 상기 외부층들 상에 배치된 금속 산화물 결정 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 외부층들은 음전하를 나타내며, 상기 금속 착물 이온들은 양이온인 금속 산화물 결정 제조방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 양쪽성 분자들의 친수성 작용기들은 상기 외부층들을 구성하고,
    상기 양쪽성 분자들의 소수성 작용기들은 상기 내부층들을 구성하는 금속 산화물 결정 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 산화물은 아연산화물을 포함하며,
    상기 금속 산화물을 형성하는 것은 육방정계 형상의 아연 산화물을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 단결정 아연 산화물은 육방정계 구조를 가지는 금속 산화물 결정 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 양쪽성 분자들은 하기 화학식 1로 표시되는 금속 산화물 결정 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    여기에서, n는 5 내지 15 사이의 정수이다.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 전구체 용액은 징크 나이트레이트 헥사드레이트를 포함하고,
    상기 염기 용액은 헥사메틸렌테트라민을 포함하는 금속 산화물 결정 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 열처리는 350℃ 내지 500℃에서 진행되는 금속 산화물 결정 제조방법.
  10. 아연 전구체, 염기 물질, 및 증류수를 포함하는 준비용액을 제공하는 것;
    양쪽성 분자들을 상기 준비 용액에 첨가하여, 아연 전구체 용액을 제조하는 것;
    상기 아연 전구체 용액을 열처리하여, 육방정계 구조의 아연 산화물을 형성하는 것;
    상기 아연 산화물을 소성시켜, 단결정 아연 산화물 디스크 쌍을 형성하는 것; 및
    상기 단결정 아연 산화물 디스크 쌍을 성장시켜, 아연 산화물 결정 필름을 형성하는 것을 포함하되,
    상기 단결정 아연 산화물 디스크 쌍은 제1 디스크 및 상기 제1 디스크와 수직적으로 이격 배치되는 제2 디스크를 포함하는 태양전지용 전극 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 아연 전구체 용액은:
    아연 착물 양이온들; 및
    상기 아연 착물 양이온들 사이에 개재된 양쪽성 분자들을 포함하되,
    상기 양쪽성 분자들은 라멜라 구조를 갖는 태양전지용 전극 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 라멜라 구조는:
    상기 양쪽성 분자들의 친수성 작용기들을 포함하는 외부층들; 및
    상기 외부층들 사이에 개재되며, 상기 양쪽성 분자들의 소수성 작용기들을 포함하는 내부층들을 포함하는 태양전지용 전극 제조방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 양쪽성 분자들은 폴리에틸렌 글리콜 터셔리-옥틸페닐 에테르를 포함하는 태양전지용 전극 제조방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제2 디스크는 상기 제1 디스크와 동일 또는 유사한 크기 및 형상을 가지며, 상기 제1 디스크와 평면적 관점에서 중첩되는 태양전지용 전극 제조방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 금속 전구체 용액은 징크 나이트레이트 헥사드레이트를 포함하고,
    상기 염기 용액은 헥사메틸렌테트라민을 포함하는 태양전지용 전극 제조방법.
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