KR20200121417A - The manufacturing method of functionalized-patterned films using interface reaction, functionalized-patterned films by thereof and uses thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a patterned film, which is capable of patterning a surface of a film in a honeycomb pattern or a moth-eye pattern through an in-situ chemical reaction, and also, can functionalize the surface thereof at the same time; a patterned film manufactured thereby; and a use thereof. According to the present invention, the method for manufacturing a patterned film in which a surface is functionalized with a functional material, in particular, a conductive material has a process advantage since the surface of a film is patterned and can be coated with the functional material to be functionalized at the same time, can manufacture the film uniformly coated with the functional material and having flexibility, and can use the film for a solar cell as a conductive film when the functional material has conductivity.

Description

계면반응에 의해 기능성 물질이 코팅된 패턴 필름의 제조방법, 이에 의해 제조된 패턴화 필름 및 이의 용도{THE MANUFACTURING METHOD OF FUNCTIONALIZED-PATTERNED FILMS USING INTERFACE REACTION, FUNCTIONALIZED-PATTERNED FILMS BY THEREOF AND USES THEREOF}Manufacturing method of a pattern film coated with a functional material by an interfacial reaction, patterned film manufactured thereby, and uses thereof {THE MANUFACTURING METHOD OF FUNCTIONALIZED-PATTERNED FILMS USING INTERFACE REACTION, FUNCTIONALIZED-PATTERNED FILMS BY THEREOF AND USES THEREOF}

본 발명은 계면반응에 의해 기능성 물질이 코팅된 패턴화 필름의 제조방법, 이에 의해 제조된 패턴화 필름 및 상기 패턴화 필름의 용도에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 in-situ 화학 반응을 통해 필름의 표면을 허니컴(Honeycomb) 패턴 또는 나방-눈(Moth-eye) 패턴으로 패터닝화함과 동시에 패턴의 표면 또는 필름 표면 전체를 기능성 물질 중 하나인 전도성 물질로 코팅하여 기능화시킬 수 있는 패턴화 필름의 제조방법, 이에 의해 제조된 패턴화 필름 및 상기 패턴화 필름의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a patterned film coated with a functional material by an interfacial reaction, a patterned film prepared thereby, and a use of the patterned film, and more specifically, to a film through an in-situ chemical reaction. A method of manufacturing a patterned film that can functionalize the surface by patterning the surface in a honeycomb pattern or a moth-eye pattern and coating the surface of the pattern or the entire film surface with a conductive material, one of the functional materials , To the patterned film produced thereby and the use of the patterned film.

브레스 피규어(Breath figure; BF) 방법은 허니컴(Honeycomb) 패턴의 다공성(Honeycomb-Patterned; HCP) 필름을 제조하기 위한 방법으로서, 상향식 표면 패터닝 기술이다. HCP 필름은 분리막, 촉매 반응, 광전자 공학, 세포 배양 등의 분야에서 응용 가능한 잠재성을 가지고 있다. BF 방법은 증발 후에 응축된 물방울을 주형으로 사용하여 필름 표면에 물방울 모양을 새긴다. BF 방법은 일반적으로 주형 재료의 추가 및 제거를 포함하는 다른 주형 패터닝 기술과 비교할 때, 간단하고 편리하다. The Breath figure (BF) method is a method for manufacturing a honeycomb-patterned (Honeycomb-Patterned; HCP) film, and is a bottom-up surface patterning technique. HCP films have potential for application in fields such as separation membranes, catalytic reactions, optoelectronics, and cell culture. The BF method uses condensed water droplets as a template after evaporation to engrave a water droplet shape on the film surface. The BF method is simple and convenient when compared to other mold patterning techniques, which generally involve the addition and removal of mold material.

선택적으로 기능화된(selective functionalized) HCP 필름, 특히 기공-선택적으로(pore-selective) 기능화된 필름은 광방출 장치, 광밴드갭 재료, 선택적 항균 및 기능화된 단백질 재료용 등으로 이용가능하기 때문에 다양한 분야에 주목하고 있다. 다양한 분야에 응용이 가능하기 때문에 응축된 물방울 및 중합체 용액의 계면에서의 BF 공정 및, 유기 분자 또는 나노 입자의 자기 조립을 결합한 방법을 이용하여 HCP 필름의 기공-선택적 기능화를 위한 새로운 방법의 개발이 이루어지고 있다. 그 예로서, 극성 말단 그룹 또는 블록을 갖는 중합체를 사용하여 카르복실-, 하이드록실- 또는 아민- 으로 기능화된 HCP 필름을 자기 조립을 통해 제조한 바 있으며, PS-b-P(GalEMA-co-S)디블록공중합체의 자기조립을 통해 β-갈락토오즈로 기공이 기능화된 HCP 필름을 제조하여 땅콩 응집제 단백질을 패터닝 하기 위한 활성 기질로 사용한 바 있다. 또한, 상기 유기 분자의 기능화와 유사하게 HCP 필름에서 무기 나노 입자의 기공-선택적 기능화에 대해서도 보고된 바 있다. 일 예로, Boker et al. 은 BF 공정 동안 자기조립을 통해 PS HCP 필름의 기공에 CdSe 나노 입자의 선택적 기능화를 연구한 바 있다. 또한, Sun et al. 은 수용성 에탄올을 포함하는 PS 용액에 SiO2나노 입자 현탁액을 바로 첨가하였고, PS HCP 필름의 기공이 SiO2나노 입자로 기능화된 것을 확인한 바 있다. 그러나, 상기와 같은 기공-선택적 기능화는 기공 내부에 코팅층을 균일하게 형성하는 것이 어려울 뿐만 아니라 상기 무기 나노 입자의 개질은 여러 단계를 거쳐야 하기 때문에 힘들고 복잡하다는 단점이 있다. 따라서, 간단한 공정을 통해서도 코팅층을 균일하게 형성된 HCP 필름을 제조할 수 있는 새로운 BF 방법의 개발이 필요한 실정이다.Selective functionalized HCP films, especially pore-selective functionalized films, are available for use in light emitting devices, optical bandgap materials, selective antibacterial and functionalized protein materials, and thus are used in various fields. Is paying attention to. Because it can be applied to various fields, the development of a new method for pore-selective functionalization of HCP films using a method that combines the BF process at the interface of condensed water droplets and polymer solutions, and self-assembly of organic molecules or nanoparticles. It is being done. As an example, an HCP film functionalized with carboxyl-, hydroxyl- or amine- using a polymer having a polar end group or block was prepared through self-assembly, and PS-bP (GalEMA-co-S) Through self-assembly of a diblock copolymer, an HCP film functionalized with β-galactose was prepared and used as an active substrate for patterning the peanut coagulant protein. In addition, similarly to the functionalization of the organic molecules, pore-selective functionalization of inorganic nanoparticles in HCP films has also been reported. For example, Boker et al. Has studied the selective functionalization of CdSe nanoparticles in the pores of the PS HCP film through self-assembly during the BF process. In addition, Sun et al. The SiO 2 nanoparticle suspension was directly added to the PS solution containing silver-soluble ethanol, and it was confirmed that the pores of the PS HCP film were functionalized with SiO 2 nanoparticles. However, the pore-selective functionalization as described above has a disadvantage in that it is difficult to uniformly form a coating layer inside the pores, and it is difficult and complicated because the modification of the inorganic nanoparticles has to go through several steps. Therefore, there is a need to develop a new BF method capable of producing an HCP film having a uniform coating layer formed through a simple process.

한편, 화석 연료가 고갈되고 환경에 악영향을 미침에 따라 친환경적이고 재생 가능한 에너지 원을 찾기 위한 노력이 진행되고 있으며, 재생 가능한 에너지 원으로 태양 에너지가 주목을 끌고 있다. 그러나, 태양 전지의 효율은 이론적인 최대 값에 도달하지 못한다. 왜냐하면 반사로 인하여 광자가 손실되어 흡수 및 에너지 변환이 어렵기 때문이다. 이에, 흡수 효율을 극대화하기 위해 태양 전지의 표층을 형태학적으로 제어하는 방법이 연구되고 있으며, 이를 위하여 나방의 눈을 모방한 나방의 눈 무늬가 흡수 효율을 극대화 하기 위한 태양 전지의 표층 형태 중 하나로서 고려되고 있다. 나방의 눈은 야간 시력을 높이기 위해 나노 크기의 원추형 돌출부와 정기적인 배열로 이루어져 있는 것이 특징이다.On the other hand, as fossil fuels are depleted and adversely affect the environment, efforts are being made to find eco-friendly and renewable energy sources, and solar energy is drawing attention as a renewable energy source. However, the efficiency of solar cells does not reach the theoretical maximum. Because photons are lost due to reflection, absorption and energy conversion are difficult. Therefore, in order to maximize absorption efficiency, a method of morphologically controlling the surface layer of a solar cell is being studied, and for this purpose, a moth's snow pattern that mimics the eye of a moth is one of the surface layers of a solar cell to maximize absorption efficiency. Is considered as The moth's eyes feature nano-sized conical protrusions and regular arrangements to enhance night vision.

나방-눈 패턴(Moth-Eye Pattern; MEP)은 반사 방지 코팅, 마이크로 렌즈 어레이, 발광 다이오드 및 광자 응용 분야에서 사용되고 있다. MEP는 넓은 스펙트럼 범위에서 셀프 클리닝, 반사 방지 및 현저한 빛 흡수 능력이 있는 것으로 알려져 있다. 일부 연구에서는 태양 전지 시스템의 효율을 향상시키기 위해 나방형 형태를 사용하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 보고에서 사용된 MEP를 제작하는 방법은 값비싼 계측 및 고도의 숙련 된 인력을 필요로 하기 때문에 공정상 경제적으로 바람직하지 못하다. 또한, 상기 연구에서 사용된 소재는 유연하지 않은 단단한 소재로서, 이는 태양 전지의 유연성에 바람직하지 못하다. 따라서, 유연한 재료를 사용하는 MEP의 필름을 제조를 위한 새로운 경제적인 방법이 필요한 실정이다.Moth-Eye Patterns (MEP) are used in antireflective coatings, microlens arrays, light emitting diodes and photonic applications. MEP is known to have self-cleaning, anti-reflective and remarkable light absorption capabilities over a wide spectrum. In some studies, it is known to use the moth shape to improve the efficiency of solar cell systems. However, the method of manufacturing the MEP used in this report is not economically desirable in terms of the process because it requires expensive measurement and highly skilled manpower. In addition, the material used in the above study is a rigid material that is not flexible, which is not desirable for the flexibility of solar cells. Therefore, there is a need for a new economical method for manufacturing a film of MEP using a flexible material.

허니컴 패턴(honeycomb-patterned; HCP)의 막은 BF(breath figure) 방법으로 제작하여 쉽게 제작할 수 있다. 그러나, 허니컴 패턴(HCP) 필름의 기공 선택성 기능화 및 기능성 물질의 전사 가능성의 어려움으로 인해, 허니컴 패턴(HCP) 필름을 주형으로 하여 필름 표면상에 기능성 재료의 선택적 코팅으로 허니컴 패턴(HCP) 필름을 제조하는 것은 용이하지 않다.The honeycomb-patterned (HCP) film can be easily fabricated by fabricating the BF (breath figure) method. However, due to the difficulty in functionalization of the pore selectivity of the honeycomb pattern (HCP) film and the transferability of the functional material, a honeycomb pattern (HCP) film was formed by selective coating of a functional material on the film surface using a honeycomb pattern (HCP) film as a template. It is not easy to manufacture.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, in situ 화학 반응으로 일어나는 변형된 BF방법을 이용할 경우, 허니컴 패턴(HCP) 필름 상에 기공을 형성함과 동시에 기공-선택적으로 전도성 물질을 균일하고 얇게 코팅함으로써 기공-선택적으로 기능화된 HCP 필름을 제조할 수 있으며, 상기 제조방법을 통해 제조된 허니컴 패턴(HCP) 필름을 이용하여 나방눈 패턴(MEP) 필름을 제조할 경우, 나방눈 패턴(MEP) 필름의 마이크로돔에 선택적으로 전도성 물질을 균일하고 얇게 코팅함으로써 마이크로돔-선택적으로 기능화된 나방눈 패턴(MEP) 필름을 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, as a result of the present inventors making diligent research efforts to overcome the problems of the prior art, when using a modified BF method that occurs through an in situ chemical reaction, while forming pores on the honeycomb pattern (HCP) film, pore-selective Pore-selectively functionalized HCP film can be prepared by coating a conductive material uniformly and thinly, and when a honeycomb pattern (HCP) film manufactured through the above manufacturing method is used to prepare a moth pattern (MEP) film , Confirming that the microdome-selectively functionalized moth-eye pattern (MEP) film can be manufactured by selectively coating a conductive material uniformly and thinly on the microdome of the MEP film, and to complete the present invention. Became.

KRKR 10-2009-008904110-2009-0089041 AA

본 발명의 주된 목적은 in situ 화학 반응으로 일어나는 변형된 BF 방법을 이용할 경우, 필름의 표면을 허니컴(Honeycomb) 형태로 패턴화함과 동시에 패턴화된 허니컴 기공에 선택적으로 기능성물질인 전도성물질을 코팅함으로써 간단한 공정을 통해 기공-선택적으로 기능성화된 패턴화 필름을 제조할 수 있는 기능성 물질로 기능화된 패턴화 필름의 제조방법 및 이의 제조방법을 통해 제조된 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름을 제공하는데 있다.The main object of the present invention is to pattern the surface of the film in a honeycomb shape and at the same time selectively coat the patterned honeycomb pores with a conductive material as a functional material when using a modified BF method that occurs in situ chemical reaction. A method of manufacturing a functionalized patterned film with a functional material capable of manufacturing a pore-selectively functionalized patterned film through a simple process, and a honeycomb with pore-selective coating of a conductive material manufactured through the manufacturing method. ) To provide a porous film having a pattern.

본 발명의 다른 목적은 상기 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름을 주형으로 이용한, 마이크로돔-선택적으로 전도성 물질이 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법 및 이의 제조방법을 통해 제조된 마이크로돔-선택적으로 전도성 물질이 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is a method for producing a porous film having a microdome-selectively coated conductive material-moth-eye pattern using the porous film having the honeycomb pattern as a template, and its preparation It is to provide a porous film having a moth-eye pattern in which a microdome manufactured through the method is selectively coated with a conductive material.

본 발명의 다른 목적은 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름 또는 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 표면 전체를 기능성 물질로 기능화된 다공성 필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 다공성 필름을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is a method for producing a porous film in which the entire surface of a porous film having a honeycomb pattern or a porous film having a moth-eye pattern is functionalized with a functional material, and a porous film manufactured thereby To provide.

본 발명의 다른 목적은 상기 기능성 물질로 기능화된 패턴화 필름을 이용한 태양전지용 다공성 필름을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a porous film for solar cells using a patterned film functionalized with the functional material.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a method of manufacturing a porous film having a honeycomb pattern in which a conductive material is pore-selectively coated, including the following steps.

(a) 휘발성 유기 용매에 폴리머 및 제1 반응물질을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계;(a) preparing a polymer solution by mixing a polymer and a first reactant in a volatile organic solvent;

(b) 상기 폴리머 용액을 기질 표면에 도포하는 단계;(b) applying the polymer solution to the substrate surface;

(c) 상기 폴리머 용액이 도포된 기질 표면에 제2 반응물질을 포함하는 수분공기를 투입하여 접촉시키는 단계; 및(c) introducing and contacting moisture air containing a second reactant on the surface of the substrate on which the polymer solution is applied; And

(d) 상기 수분공기와 접촉한 기질 표면을 건조시켜 허니컴 패턴을 형성시킴과 동시에 허니컴 패턴 기공에 제1 반응물질 및 제2 반응물질의 반응 생성물인 전도성물질을 코팅시키는 단계.(d) drying the surface of the substrate in contact with the moisture air to form a honeycomb pattern and coating the pores of the honeycomb pattern with a conductive material that is a reaction product of the first and second reactants.

종래에 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름을 제조하기 위해서는 브레스 피규어(Breath figure; BF) 방법을 이용하여 제조하고 있는데, 상기 BP 방법을 이용하여 제조한 패턴화된 필름에 기능성 물질을 코팅하기 위해서는 추가적인 공정을 진행해야하므로, 공정상 효율적이지 못하다. 이에, 본 발명자들은 BF 방법을 통해 필름을 패턴화시킴과 동시에 표면에 기능성 물질을 코팅하는 새로운 방법을 발명하게 되었다. Conventionally, in order to manufacture a porous film having a honeycomb pattern, it is manufactured using a breath figure (BF) method, but in order to coat a functional material on a patterned film manufactured using the BP method, Since an additional process has to be performed, it is not efficient in the process. Accordingly, the present inventors have invented a new method of coating a functional material on the surface while patterning the film through the BF method.

본 발명에 따른 신규한 BF 방법을 이용한 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법은 전도성물질을 형성할 수 있는 제1 반응물질과 제2 반응물질을 각각 폴리머 용액과 수분공기에 포함시켜 반응시킴으로써 전도성물질을 코팅하는 것을 기초로 하는 것으로, 구체적으로는 제1 반응물질을 포함하는 폴리머 용액은 제2 반응물질을 함유하는 수분공기와 계면반응을 일으키며, 이러한 계면반응을 통해 필름의 표면을 패턴화시킴과 동시에 패턴의 기공에 선택적으로 기능성물질인 전도성물질을 코팅함으로써 기공-선택적으로 기능화된 HCP 필름을 제조할 수 있는 것이다.The method of manufacturing a porous film having a honeycomb pattern in which a conductive material is pore-selectively coated using a novel BF method according to the present invention comprises a first reactant and a second reactant capable of forming a conductive material, respectively. It is based on coating a conductive material by reacting it with a polymer solution and moisture air. Specifically, a polymer solution containing a first reactant causes an interfacial reaction with moisture air containing a second reactant. By patterning the surface of the film through an interfacial reaction and coating a conductive material as a functional material selectively on the pores of the pattern, it is possible to manufacture a pore-selectively functionalized HCP film.

본 발명의 상기 용어 전도성 물질은 전기 전도율이 높은 물질로서, 전도성 고분자 물질 또는 반도체 물질을 일컫는다.The term conductive material of the present invention refers to a material having high electrical conductivity, and refers to a conductive polymer material or a semiconductor material.

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (b) 단계의 기질은 폴리머 용액을 도포할 수 있는 어떠한 기질도 이용가능하며, 바람직하게는 유리 페트리 접시인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the substrate in step (b) may be any substrate on which a polymer solution can be applied. Hagi is characterized by a glass Petri dish.

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 휘발성 유기 용매는 폴리머 또는 제1 반응물질을 용해할 수 있는 어떠한 휘발성 유기 용매도 포함될 수 있으며, 바람직하게는 클로로폼(Chloroform), 이황화탄소(Carbon disulfide) 및 테트라하이드로퓨란(TetraHydroFuran)으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the volatile organic solvent in the step (a) is any volatile that can dissolve the polymer or the first reactant. An organic solvent may also be included, and preferably, one or more solvents selected from the group consisting of chloroform, carbon disulfide, and tetrahydrofuran.

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 폴리머는 종래에 필름을 제조하기 위해 이용된 유기용매에 녹는 어떠한 폴리머도 포함될 수 있으며, 바람직하게는 폴리스티렌(Polystyrene; PS), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone; PCL), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 및 폴리이미드(polyimide; PI)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 폴리머인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the polymer of step (a) is any polymer that is soluble in an organic solvent used to prepare a film. It may also be included, preferably one or more selected from the group consisting of polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polymethylmethacrylate (PMMA), and polyimide (PI). It is characterized by being a polymer.

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 염화주석Ⅱ(SnCl2), 염화주석Ⅳ(SnCl4) 또는 염화카드뮴(CdCl2)이고, 상기 (b) 단계의 제2 반응물질은 황화수소(H2S)인 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the first reactant in step (a) is tin chloride II (SnCl 2 ), tin chloride IV ( SnCl 4 ) or cadmium chloride (CdCl 2 ), and the second reactant in step (b) is hydrogen sulfide (H 2 S).

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 BPO(benzoyl peroxide)이고, 상기 (b) 단계의 제2 반응물질은 염산 아닐린(aniline hydrochloride)인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the first reactant in step (a) is BPO (benzoyl peroxide), and in step (b) The second reactant of is characterized in that it is aniline hydrochloride.

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 전도성물질은 황화주석(SnS), 황화카드뮴(CdS) 및 폴리아닐린(polyaniline)인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the conductive material is tin sulfide (SnS), cadmium sulfide (CdS), and polyaniline. To do.

본 발명에 따른 전도성물질은 제1 반응물질과 제2 반응물질의 화학 반응에 의해 생성된 기능성 물질로서, 필름에 부여하고자 하는 기능성 물질에 따라 제1 반응물질과 제2 반응물질이 달라질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따르면 필름에 전도성 기능을 부여하기 위하여 제1 반응물질로서 염화주석(SnCl2)을 포함하고, 제2 반응물질로서 황화수소(H2S)를 포함할 경우, 반도체 물질인 황화주석(SnS)이 패턴화된 필름의 기공에 선택적으로 코팅됨으로써 기능성 물질이 코팅된 기능성 다공성 필름을 제조할 수 있다(실시예 1 참조). 또한, 제1 반응물질로서 SnCl4 또는 CdCl2를 포함하고, 제2 반응물질로서 Na2S를 포함할 경우, SnS 또는 CdS로 코팅된 다공성 필름을 제조할 수 있다. 그 외에도 제1 반응물질로서 과산화벤조일(benzoyl peroxide)을 포함하고, 제2 반응물질로서 염산 아닐린(aniline hydrochloride)을 포함할 경우, 폴리아닐린로 코팅된 기능성 다공성 필름을 제조할 수 있고, 제1 반응성물질로서 PS-CHO를 포함하고 제2 반응물질로서 옥손(oxone)을 포함할 경우, PS-CHO로 코팅된 기능성 다공성 필름을 제조할 수 있으며, 제1 반응물질로서 PI를 포함하고, 제2 반응물질로서 KOH를 포함할 경우, PICOOK로 코팅된 다공성 필름을 제조할 수 있고, 제1 반응성 물질로서 페로센(ferrocene)을 포함하고, 제2 반응성 물질로서 AgNO3를 포함할 경우, Ag로 코팅된 기능성 다공성 필름을 제조할 수 있으며, 제1 반응성 물질로 GO을 포함하고, 제2 반응성물질로 NaBH4을 포함할 경우, RGO로 코팅된 다공성 필름을 제조할 수 있다.The conductive material according to the present invention is a functional material generated by a chemical reaction between a first reactant and a second reactant, and the first reactant and the second reactant may vary depending on the functional material to be imparted to the film. For example, according to an embodiment of the present invention, when tin chloride (SnCl 2 ) is included as a first reactant and hydrogen sulfide (H 2 S) is included as a second reactant to impart a conductive function to the film, a semiconductor By selectively coating the pores of the patterned film with tin sulfide (SnS) as a material, a functional porous film coated with a functional material may be prepared (see Example 1). In addition, when SnCl 4 or CdCl 2 is included as the first reactant and Na 2 S is included as the second reactant, a porous film coated with SnS or CdS may be prepared. In addition, when benzoyl peroxide is included as a first reactant and aniline hydrochloride as a second reactant is included, a functional porous film coated with polyaniline can be prepared, and the first reactive material When PS-CHO is included as a second reactant and oxone is included as a second reactant, a functional porous film coated with PS-CHO can be prepared, including PI as a first reactant, and a second reactant. When KOH is included as, a porous film coated with PICOOK can be prepared, and when ferrocene is included as a first reactive material and AgNO 3 is included as a second reactive material, functional porosity coated with Ag A film may be prepared, and when GO is included as a first reactive material and NaBH 4 is included as a second reactive material, a porous film coated with RGO may be prepared.

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계는,In the method for producing a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the step (a),

(a-1) 휘발성 유기 용매에 폴리머를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계; (a-1) preparing a first mixture by mixing a polymer in a volatile organic solvent;

(a-2) 휘발성 유기 용매에 제1 반응물질을 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및(a-2) preparing a second mixture by mixing the first reactant in a volatile organic solvent; And

(a-3) 상기 제1 혼합물 및 제2 혼합물을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 폴리머 용액을 제조하는 단계는 휘발성 유기 용매에 폴리머 및 제1 반응물질을 동시에 혼합해도 되나, 상기와 같이 폴리머와 제1 반응물질을 각각의 휘발성 유기 용매에 첨가하여 용해한 후, 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 것이 바람직하다.and (a-3) preparing a polymer solution by mixing the first mixture and the second mixture. In the step of preparing the polymer solution, the polymer and the first reactant may be simultaneously mixed with the volatile organic solvent, but the polymer and the first reactant are added to each volatile organic solvent and dissolved, and then mixed to form a polymer solution. It is desirable to manufacture.

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 제1 반응물질은 0.04 내지 0.06 M 농도로 혼합하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 반응물질의 농도가 0.04 M 미만일 경우 기능성 물질인 전도성물질의 형성이 미비하며, 0.06 M 초과일 경우 기능성 물질인 전도성물질이 기공에 선택적으로 코팅은 되지만 코팅층이 균일하게 형성되지 않거나 형성된 코팅층이 균열되는 현상이 나타나는 문제점이 있다.In the method for producing a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the first reactant is mixed at a concentration of 0.04 to 0.06 M. When the concentration of the first reactant is less than 0.04 M, the formation of a functional material, which is a conductive material, is insufficient, and when the concentration of the first reactant is more than 0.06 M, the conductive material, which is a functional material, is selectively coated on the pores, but the coating layer is not formed uniformly or a coating layer formed There is a problem that this cracking phenomenon appears.

본 발명의 일 실험예에 따르면, 제1 반응물질인 SnCl2 농도에 따른 HCP 필름 코팅층 형성 형태를 확인한 결과, SnCl2의 농도가 0.01 M 미만일 경우 SnS의 층을 식별할 수 없었으며, 0.075 및 0.01 M 초과일 경우 SnS 박막의 비균일 또는 균열 현상이 나타나는데 반해 SnCl2의 농도가 0.05 M 경우에는 SnS 층이 균일하게 코팅된 것을 확인하였다(실험예 4 및 도 5 참조). 이러한 결과로 볼 때, 기능성 물질인 전도성물질을 기공에 선택적으로 코팅시키기 위해서는 제1 반응물질의 농도가 중요한 구성요소임을 알 수 있다.According to an experimental example of the present invention, as a result of confirming the formation of the HCP film coating layer according to the concentration of SnCl 2 as the first reactant, when the concentration of SnCl 2 was less than 0.01 M, the layer of SnS could not be identified, and 0.075 and 0.01 When M was exceeded, non-uniformity or cracking of the SnS thin film appeared, whereas when the concentration of SnCl 2 was 0.05 M, it was confirmed that the SnS layer was uniformly coated (see Experimental Example 4 and FIG. 5). From these results, it can be seen that the concentration of the first reactant is an important component in order to selectively coat the pores with the conductive material, which is a functional material.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 본 발명은 상기 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention is prepared according to a method of manufacturing a porous film having a pore-selectively coated honeycomb pattern, and the conductive material is pore-selectively coated honeycomb ( Honeycomb) provides a porous film having a pattern.

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름에 있어서, 상기 전도성물질은 150 내지 250nm로 코팅된 것을 특징으로 한다. In the porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the conductive material is coated with 150 to 250 nm.

본 발명의 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름에 있어서, 상기 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 기공의 크기는 20 내지 18um인 것을 특징으로 한다. In the porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material of the present invention is pore-selectively coated, the pore size of the porous film having a honeycomb pattern is 20 to 18 μm.

본 발명의 일 실험예에 따르면, 본 발명에 따른 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 코팅층을 SEM 이미지로 확인한 결과, 허니컴(Honeycomb) 기공의 표면에 선택적으로 형성된 전도성물질은 SnS가 200 nm 두께로 균일하게 코팅된 것을 확인하였다(실험예 4 및 도 5c-1 참조). 또한, 상기 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름이 전도성물질로 기능화되었는지를 확인하기 위하여 원소 매핑 및 XPS 스펙트럼을 통해 확인한 결과, 필름의 기공에 Sn 및 S가 존재하는 것을 확인하였다(실험예 3 및 도 4 참조). 이러한 결과는, 본 발명에 따른 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름은 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅되어 기능화되었음을 시사한다.According to an experimental example of the present invention, as a result of confirming the coating layer of a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material according to the present invention is pore-selectively coated with an SEM image, selectively on the surface of the honeycomb pores It was confirmed that the formed conductive material was uniformly coated with SnS to a thickness of 200 nm (see Experimental Example 4 and FIG. 5c-1). In addition, as a result of confirming through elemental mapping and XPS spectrum to confirm whether the porous film having the honeycomb pattern was functionalized as a conductive material, it was confirmed that Sn and S exist in the pores of the film (Experimental Example 3 and See Fig. 4). These results suggest that the porous film having a honeycomb pattern according to the present invention is functionalized by pore-selective coating of a conductive material.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 본 발명은 상기 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 태양전지용 다공성 필름을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention is prepared according to a method of manufacturing a porous film having a pore-selectively coated honeycomb pattern, and the conductive material is pore-selectively coated honeycomb ( Honeycomb) provides a porous film for solar cells having a pattern.

본 발명의 일 실험예에 따르면, 전도성물질인 SnS가 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름은 우수한 광전류 특성을 나타내는 것을 확인하였다(실험예 5 및 도 6 참조). 이러한 결과로 볼 때, 본 발명에 따른 다공성 필름은 빛에 의한 전류 응답성이 우수하므로, 향후 태양전지용 전도성 필름으로서 이용될 수 있음을 시사한다.According to an experimental example of the present invention, it was confirmed that the porous film having a honeycomb pattern in which SnS, which is a conductive material, is pore-selectively coated, exhibits excellent photocurrent characteristics (see Experimental Example 5 and FIG. 6). From these results, it is suggested that the porous film according to the present invention can be used as a conductive film for solar cells in the future, since it has excellent current response to light.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 전도성물질로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method of manufacturing a porous film having a honeycomb pattern coated with a conductive material including the following steps.

(a) 휘발성 유기 용매에 폴리머 및 제1 반응물질을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계;(a) preparing a polymer solution by mixing a polymer and a first reactant in a volatile organic solvent;

(b) 상기 폴리머 용액을 기질 표면에 도포하여 브레스 피규어(breath figure) 챔버 내부로 투입시킨 후, 챔버 내부의 상대 습도를 유지시키는 단계;(b) applying the polymer solution to the surface of the substrate and introducing it into the breath figure chamber, and then maintaining the relative humidity inside the chamber;

(c) 기질 표면에 생긴 물방울을 실온의 브레스 피규어 챔버에서 증발시켜 허니컴 패턴을 갖는 다공성 필름을 제조하는 단계; 및(c) evaporating water droplets generated on the surface of the substrate in a breath figure chamber at room temperature to prepare a porous film having a honeycomb pattern; And

(d) 상기 (c) 단계에서 제조된 다공성 필름을 제2 반응물질을 포함하는 용액에 담구어 다공성 내부 표면을 포함하는 필름 표면 전체에 제1 반응물질 및 제2 반응물질의 반응 생성물인 전도성물질을 코팅시키는 단계.(d) a conductive material that is a reaction product of the first reactant and the second reactant over the entire film surface including the porous inner surface by immersing the porous film prepared in step (c) in a solution containing a second reactant Coating.

본 발명에 따른 전도성물질이 필름 전체에 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법은 전도성물질을 형성할 수 있는 제1 반응물질을 포함하는 폴리머 용액으로 제조된 허니컴 패턴을 갖는 필름을 제2 반응물질을 포함하는 수용액에 담구어 제1 반응물질과 제2 반응물질을 계면반응시킴으로써 전도성물질을 코팅하는 것을 기초로 한다. 이러한 계면반응을 통해 필름의 표면을 패턴화시킴과 동시에 패턴의 기공뿐만 아니라 필름 표면 전체를 기능성물질인 전도성물질로 코팅함으로써 전도성 물질이 코팅된 HCP 필름을 제조할 수 있는 것이다.The method of manufacturing a porous film having a honeycomb pattern in which a conductive material is coated on the entire film according to the present invention includes a film having a honeycomb pattern made of a polymer solution containing a first reactant capable of forming a conductive material. It is based on coating a conductive material by immersing in an aqueous solution containing a second reactant and interfacially reacting the first reactant and the second reactant. Through this interfacial reaction, the surface of the film is patterned, and at the same time, not only the pores of the pattern, but also the entire surface of the film are coated with a conductive material, which is a functional material, thereby manufacturing an HCP film coated with a conductive material.

상기 필름 전체가 전도성물질로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에서, 폴리머, 제1 반응물질, 제2반응물질 및 전도성 물질은 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에서 이용된 것과 동일하게 이용될 수 있다.In the method for manufacturing a porous film having a honeycomb pattern in which the entire film is coated with a conductive material, the polymer, the first reactant, the second reactant, and the conductive material are pore-selectively coated honeycomb patterns. It can be used in the same manner as used in the method of manufacturing a porous film having.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 상기 전도성물질로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법으로 제조되고, 전도성물질이 필름 전체에 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름을 제공한다.According to another aspect of the present invention, it is prepared by a method of manufacturing a porous film having a honeycomb pattern coated with the conductive material, and provides a porous film having a honeycomb pattern coated with the conductive material over the entire film. do.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 전도성물질로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법으로 제조되고, 전도성물질이 필름 전체에 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 태양전지용 다공성 필름을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a porous film for solar cells having a honeycomb pattern in which a conductive material is coated on the entire film is prepared by a method of manufacturing a porous film having a honeycomb pattern coated with a conductive material. to provide.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a method for manufacturing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern including the following steps.

(a) 휘발성 유기 용매에 폴리머 및 제1 반응물질을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계;(a) preparing a polymer solution by mixing a polymer and a first reactant in a volatile organic solvent;

(b) 상기 폴리머 용액을 기질 표면에 도포하는 단계;(b) applying the polymer solution to the substrate surface;

(c) 상기 폴리머 용액이 도포된 기질 표면에 제2 반응물질을 포함하는 수분공기를 투입하여 접촉시키는 단계;(c) introducing and contacting moisture air containing a second reactant on the surface of the substrate on which the polymer solution is applied;

(d) 상기 수분공기와 접촉한 기질 표면을 건조시켜 허니컴 패턴을 형성시킴과 동시에 허니컴 패턴 기공에 제1 반응물질 및 제2 반응물질의 반응 생성물인 전도성물질을 코팅시켜 주형 필름을 제조하는 단계;(d) drying the surface of the substrate in contact with the moisture air to form a honeycomb pattern and coating the pores of the honeycomb pattern with a conductive material that is a reaction product of the first and second reactants to prepare a template film;

(e) 전도성 고분자 용액을 제조하는 단계;(e) preparing a conductive polymer solution;

(f) 상기 전도성 고분자 용액을 상기 (d) 단계의 주형 필름에 부어 건조하는 단계; 및 (f) pouring the conductive polymer solution into the mold film of step (d) and drying it; And

(g) 건조된 주형 필름을 제거하여 나방-눈 패턴을 갖는 다공성 필름의 마이크로돔에 선택적으로 전도성 물질을 코팅하는 단계.(g) removing the dried template film to selectively coat the microdome of the porous film having a moth-eye pattern with a conductive material.

나방-눈(moth-eye) 패턴은 반사 방지 코팅, 마이크로 렌즈 어레이, 발광 다이오드 및 광자 응용 분야에서 사용되고 있으며, 최근에는 태양 전지 시스템의 효율을 향상시키기 위해 나방-눈(moth-eye) 패턴에 주목하고 있다. 그러나, 나방-눈(moth-eye) 패턴의 필름을 제작하는 방법은 공정상에 있어서 경제적으로 바람직하지 못하며, 소재가 유연하지 못하여 태양 전지의 유연성에 바람직하지 못하다는 문제점이 있다. 이에, 본 발명자들은 상기 본 발명의 변형된 BF 방법을 통해 제조된 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름을 주형으로 하여 나방-눈(moth-eye) 패턴 필름을 제조할 경우, 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 기능화된 다공성 패턴 필름을 간편하게 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Moth-eye patterns are being used in anti-reflective coatings, microlens arrays, light-emitting diodes and photon applications, and in recent years, attention has been paid to moth-eye patterns to improve the efficiency of solar cell systems. Are doing. However, a method of manufacturing a film having a moth-eye pattern is economically unfavorable in the process, and there is a problem that the material is not flexible, which is not desirable for the flexibility of a solar cell. Accordingly, the present inventors use a porous film having a honeycomb pattern in which the conductive material manufactured through the modified BF method of the present invention is pore-selectively coated as a template to form a moth-eye pattern film. In the case of manufacturing, it was confirmed that the conductive material can easily produce a microdome-selectively functionalized porous pattern film, and the present invention was completed.

본 발명의 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 휘발성 유기 용매는 폴리머 또는 제1 반응물질을 용해할 수 있는 어떠한 휘발성 유기 용매도 포함될 수 있으며, 바람직하게는 클로로폼(Chloroform), 이황화탄소(Carbon disulfide) 및 테트라하이드로퓨란(TetraHydroFuran)으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern of the conductive material of the present invention, the volatile organic solvent in step (a) dissolves a polymer or a first reactant. Any volatile organic solvent that may be included may be included, and preferably, it is characterized in that it is one or more solvents selected from the group consisting of chloroform, carbon disulfide, and tetrahydrofuran.

본 발명의 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 폴리머는 종래에 필름을 제조하기 위해 이용된 유기용매에 녹는 어떠한 폴리머도 포함될 수 있으며, 바람직하게는 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate) 및 폴리이미드(polyimide)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 폴리머인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern of the present invention, the polymer of step (a) is an organic material that has been conventionally used to prepare a film. Any polymer soluble in a solvent may be included, preferably one or more polymers selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polymethylmethacrylate, and polyimide. It is characterized.

본 발명의 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, (a) 단계의 제1 반응물질은 염화주석Ⅱ(SnCl2), 염화주석Ⅳ(SnCl4), 또는 염화카드뮴(CdCl2)이고, 상기 (d) 단계의 제2 반응물질은 황화수소(H2S)인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern of the conductive material of the present invention, the first reactant in step (a) is tin chloride II (SnCl 2 ), Tin IV (SnCl 4 ), or cadmium chloride (CdCl 2 ), and the second reactant in step (d) is hydrogen sulfide (H 2 S).

본 발명의 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, (a) 단계의 제1 반응물질은 BPO(benzoyl peroxide)이고, 상기 (d) 단계의 제2 반응물질은 염산 아닐린(aniline hydrochloride)인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern of the conductive material of the present invention, the first reactant in step (a) is BPO (benzoyl peroxide), and the The second reactant in step (d) is characterized in that it is aniline hydrochloride.

본 발명의 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 전도성물질은 황화주석(SnS), 황화카드뮴(CdS) 및 폴리아닐린(polyaniline) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern of the conductive material of the present invention, the conductive material is tin sulfide (SnS), cadmium sulfide (CdS), and polyaniline ( polyaniline).

본 발명의 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 전도성 고분자 용액은 친수성 고분자 용액을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 PEDOT:PSS 용액인 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern of the conductive material of the present invention, the conductive polymer solution may be a hydrophilic polymer solution, preferably PEDOT: It is characterized in that it is a PSS solution.

본 발명의 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 (f) 단계는 (d) 단계의 주형 필름에 생성된 전도성물질을 마이크로돔에 선택적으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern of the conductive material of the present invention, the (f) step is a conductive material produced in the template film of step (d) It is characterized in that it selectively moves to the microdome.

본 발명의 일 실험예에 따르면, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 마이크로돔에 기능성 물질인 전도성물질이 선택적으로 코팅되어 기능화되었는지를 확인한 결과, 실시예 3에 따라 제조된 MEP(Moth-Eye Pattern) 필름에서의 마이크로돔의 높이 및 지름이 약 16μm x 16μm 인 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 주형으로 사용된 실시예 1의 필름의 기공의 크기와 일치하였다(실험예 9 및 도 11a~c 참조). 또한, 실시예 3 필름의 마이크로돔 표면에는 SnS 코팅층이 존재하는데 반해 주형으로 사용된 실시예 1의 필름의 기공의 표면에는 SnS 코팅층이 존재하지 않는 것을 확인하였다(실험예 9 및 도 11d~f 참조). 이러한 결과로 볼 때, 실시예 1의 필름 기공 표면의 SnS 코팅층이 마이크로돔으로 이동시킴으로써 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름을 제조할 수 있음을 시사한다.According to an experimental example of the present invention, as a result of confirming whether the microdome of a porous film having a moth-eye pattern manufactured according to the manufacturing method of the present invention is selectively coated with a conductive material as a functional material to be functionalized , It was confirmed that the height and diameter of the microdome in the MEP (Moth-Eye Pattern) film prepared according to Example 3 was about 16 μm x 16 μm, and these results were the size of the pores of the film of Example 1 used as a template. It was consistent with (see Experimental Example 9 and Figs. 11a-c). In addition, it was confirmed that the SnS coating layer was present on the microdome surface of the Example  3 film, whereas the SnS coating layer was not present on the surface of the pores of the film of Example 1 used as a template (see Experimental Example 9 and FIGS. ). From these results, it is possible to prepare a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern with a conductive material by moving the SnS coating layer on the surface of the film pores of Example 1 to the microdome. Suggests.

또한, 본 발명에 따른 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 코팅층을 SEM 이미지로 확인한 결과, 마이크로돔의 표면에 선택적으로 형성된 전도성물질인 SnS가 170 nm 두께로 균일하게 코팅된 것을 확인하였다(실험예 9 및 도 11d 참조). 또한, 상기 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름이 전도성물질로 기능화되었는지를 확인하기 위하여 원소 매핑 및 XPS 스펙트럼을 통해 확인한 결과, 필름의 기공에 Sn 및 S가 존재하는 것을 확인하였다(실험예 10 및 도 12 참조). 이러한 결과는, 본 발명에 따른 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름은 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅되어 기능화되었음을 시사한다.In addition, as a result of confirming the coating layer of a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern according to the present invention by SEM image, SnS, a conductive material selectively formed on the surface of the microdome It was confirmed that was uniformly coated with a thickness of 170 nm (see Experimental Example 9 and FIG. 11D). In addition, as a result of checking through elemental mapping and XPS spectrum to confirm whether the porous film having the moth-eye pattern was functionalized as a conductive material, it was confirmed that Sn and S exist in the pores of the film ( See Experimental Example 10 and Fig. 12). These results suggest that the porous film having a moth-eye pattern according to the present invention is functionalized by pore-selective coating of a conductive material.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 본 발명은 상기 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention is manufactured according to a method of manufacturing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern, and the conductive material is microdome- It provides a porous film having an optionally coated moth-eye pattern.

본 발명의 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름은 전도성물질은 150 내지 200nm로 코팅된 것을 특징으로 한다.The conductive material of the present invention is a microdome-selectively coated porous film having a moth-eye pattern, wherein the conductive material is coated with 150 to 200 nm.

본 발명의 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름은 마이크로돔의 높이는 10 내지 20um이고, 직경은 15 내지 25um인 것을 특징으로 한다.The porous film in which the conductive material of the present invention has a microdome-selectively coated moth-eye pattern is characterized in that the height of the microdome is 10 to 20 μm and the diameter is 15 to 25 μm.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 본 발명은 상기 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 태양전지용 다공성 필름을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention is manufactured according to a method of manufacturing a porous film having a microdome-selectively coated moth-eye pattern, and the conductive material is microdome- It provides a porous film for solar cells having a selectively coated moth-eye pattern.

본 발명의 일 실험예에 따르면, 전도성물질인 SnS가 기공-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름은 우수한 광전류 특성을 나타내는 것을 확인하였다(실험예 13 및 도 15 참조). 이러한 결과로 볼 때, 본 발명에 따른 다공성 필름은 빛에 의한 전류 응답성이 우수하므로, 향후 태양전지용 전도성 필름으로서 이용될 수 있음을 시사한다.According to an experimental example of the present invention, it was confirmed that the porous film having a pore-selectively coated moth-eye pattern of SnS as a conductive material exhibits excellent photocurrent characteristics (see Experimental Example 13 and FIG. 15). ). From these results, it is suggested that the porous film according to the present invention can be used as a conductive film for solar cells in the future, since it has excellent current response to light.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 전도성물질로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method of manufacturing a porous film having a moth-eye pattern coated with a conductive material including the following steps.

(a) 휘발성 유기 용매에 폴리머 및 제1 반응물질을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계;(a) preparing a polymer solution by mixing a polymer and a first reactant in a volatile organic solvent;

(b) 상기 폴리머 용액을 허니컴 패턴을 갖는 필름에 부어 건조하여 나방-눈 패턴을 갖는 다공성 필름을 수득하는 단계;(b) pouring the polymer solution into a film having a honeycomb pattern and drying to obtain a porous film having a moth-eye pattern;

(c) 상기 수득한 나방-눈 패턴을 갖는 다공성 필름을 제2 반응물질을 포함하는 용액에 담구어 필름 표면 전체에 제1 반응물질 및 제2 반응물질의 반응 생성물인 전도성물질을 코팅시키는 단계.(c) immersing the obtained porous film having a moth-eye pattern in a solution containing a second reactant to coat the entire surface of the film with a conductive material that is a reaction product of the first reactant and the second reactant.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 상기 전도성물질로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법으로 제조되고, 전도성물질이 필름 전체에 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the moth-eye (moth-eye) is manufactured by a method of manufacturing a porous film having a moth-eye pattern coated with the conductive material, and the conductive material is coated on the entire film. ) It provides a porous film having a pattern.

본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 전도성물질로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법으로 제조되고, 전도성물질이 필름 전체에 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 태양전지용 다공성 필름을 제공한다. According to another aspect of the present invention, a moth-eye coated with a conductive material is produced by a method of manufacturing a porous film having a moth-eye pattern, and the conductive material is coated on the entire film. It provides a porous film for solar cells having a pattern.

상기 필름 전체가 전도성물질로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에서, 폴리머, 제1 반응물질, 제2반응물질 및 전도성 물질은 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법에서 이용된 것과 동일하게 이용될 수 있다.In the method of manufacturing a porous film having a moth-eye pattern in which the entire film is coated with a conductive material, the polymer, the first reactant, the second reactant and the conductive material are microdome-selectively coated moth -It can be used in the same manner as used in the method of manufacturing a porous film having a moth-eye pattern.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기능성 물질로 표면이 기능화된 패턴 필름은 필름의 표면을 패터닝화함과 동시에 기능성 물질로 코팅하여 기능화시킬 수 있어 공정상의 이점이 있다.As described above, the pattern film in which the surface is functionalized with the functional material according to the present invention can be functionalized by coating the film with a functional material while patterning the surface of the film, thereby providing a process advantage.

또한, 기능성 물질을 균일하게 코팅할 수 있고, 유연성을 갖는 필름을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 기능성 물질이 전도성을 갖는 경우 전도성 필름으로서 태양전지에 이용할 수 있다. In addition, it is possible to uniformly coat a functional material, and to manufacture a film having flexibility, and when the functional material has conductivity, it can be used for a solar cell as a conductive film.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 다공성 필름을 제조하는 방법을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 실험예 1에 따른 결과를 나타내는 도면이다((a) 수분공기, (b) H2S를 함유하는 수분공기)
도 3은 본 발명의 실험예 2에 따른 결과를 나타내는 도면이다( SnCl2의 농도가 (a) 0.01, (b) 0.025, (c) 0.05, (d) 0.075, (e) 0.1).
도 4는 본 발명의 실험예 3에 따른 결과를 나타내는 도면이다((a) 원소 매핑 이미지, (b) XPS 스펙트럼).
도 5는 본 발명의 실험예 4에 따른 결과를 나타내는 도면이다(SnCl2의 농도가 (a) 0.01, (b) 0.025, (c) 0.05, (d) 0.075, (e) 0.1).
도 6은 본 발명의 실험예 5에 따른 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실험예 6에 따른 결과를 나타내는 도면이다((a) SEM 이미지, (b) XPS 스펙트럼, (c) 유연성 측정 이미지).
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 다공성 필름을 제조하는 방법에 있어서 무기나노물질이 코팅되는 메커니즘을 도식화한 것이다.
도 9는 본 발명의 발명의 실시예 3에 따른 다공성 필름을 제조하는 방법을 도식화한 것이다.
도 10은 본 발명의 실험예 8에 따른 결과를 나타내는 도면이다((a, b) 마이크로돔의 SEM 이미지, (c, d) 허니콤의 SEM 이미지).
도 11은 본 발명의 실험예 9에 따른 결과를 나타내는 도면이다((a-d) 마이크로돔의 표면에 코팅된 전도성물질의 SEM 이미지, (e, f) 허니콤 기공의 SEM 이미지).
도 12은 본 발명의 실험예 10에 따른 결과를 나타내는 도면이다((a) 모든원소, (b) tin, (c) S원소).
도 13은 본 발명의 실험예 11에 따른 결과를 나타내는 도면이다((a, b) 소니케이션 전의 코팅층, (c, d) 소니케이션 후의 코팅층).
도 14는 본 발명의 실험예 12에 따른 결과를 나타내는 도면이다((a)내부의 SEM-EDX 스펙트럼. (b) 외부의 SEM-EDX 스펙트럼).
도 15는 본 발명의 실험예 13에 따른 결과를 나타내는 도면이다((a) 전압 그래프, (b) 반응성 그래프, (c) 시간에 따른 전류의 변화 그래프).
1 is a schematic diagram of a method of manufacturing a porous film according to Example 1 of the present invention.
2 is a diagram showing the results according to Experimental Example 1 of the present invention ((a) moisture air, (b) moisture air containing H 2 S)
3 is a diagram showing the results according to Experimental Example 2 of the present invention (the concentration of SnCl 2 is (a) 0.01, (b) 0.025, (c) 0.05, (d) 0.075, (e) 0.1).
4 is a diagram showing a result according to Experimental Example 3 of the present invention ((a) elemental mapping image, (b) XPS spectrum).
5 is a diagram showing the results according to Experimental Example 4 of the present invention (the concentration of SnCl 2 is (a) 0.01, (b) 0.025, (c) 0.05, (d) 0.075, (e) 0.1).
6 is a diagram showing the results according to Experimental Example 5 of the present invention.
7 is a diagram showing the results according to Experimental Example 6 of the present invention ((a) SEM image, (b) XPS spectrum, (c) flexibility measurement image).
8 is a schematic diagram of a mechanism in which inorganic nanomaterials are coated in a method of manufacturing a porous film according to Example 1 of the present invention.
9 is a schematic diagram of a method of manufacturing a porous film according to Example 3 of the present invention.
10 is a diagram showing the results according to Experimental Example 8 of the present invention ((a, b) SEM images of microdome, (c, d) SEM images of honeycomb).
11 is a view showing the results according to Experimental Example 9 of the present invention ((ad) SEM images of the conductive material coated on the surface of the microdome, (e, f) SEM images of honeycomb pores).
12 is a view showing the results according to Experimental Example 10 of the present invention ((a) all elements, (b) tin, (c) S element).
13 is a diagram showing the results according to Experimental Example 11 of the present invention ((a, b) coating layer before sonication, (c, d) coating layer after sonication).
14 is a diagram showing the results according to Experimental Example 12 of the present invention ((a) an internal SEM-EDX spectrum. (b) an external SEM-EDX spectrum).
15 is a diagram showing a result according to Experimental Example 13 of the present invention ((a) a voltage graph, (b) a reactivity graph, (c) a graph of change of current over time).

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. Since these examples are for illustrative purposes only, the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예 1: 기공-선택적으로 기능화된 HCP(Honeycomb-Pattern) 필름의 제조Example   1: Preparation of pore-selectively functionalized HCP (Honeycomb-Pattern) film

기공-선택적으로 기능화된 HCP 필름은 in-situ 화학 반응을 수반한 변형된 BF 공정으로 제조되었다. 전체적인 제조방법은 제1 반응물질인 SnCl2를 함유하는 폴리스틸렌(Polystyrene, PS) 용액을 제조한 다음 실온에서 제2 반응물질인 H2S를 함유하는 수분공기(Na2S 수용액)를 공급시켜 기공-선택적으로 기능화된 HCP 필름을 제조하였다. 구체적으로는, 250mg의 PS를 4.5 mL의 THF에 용해시켜 1시간 초음파 처리하여 균일한 PS 용액을 제조하고, 48.4mg의 SnCl2를 0.5mL의 THF에 5분 동안 교반하면서 용해시켜 0.5mL의 SnCl2 용액을 수득 하였다. 그 후, 상기 SnCl2 용액을 4.5 mL의 PS 용액에 혼합하여 0.05 ㎖의 SnCl2를 함유하는 5 ㎖의 PS 용액을 얻었다. 최종 용액을 유리 페트리 접시에 붓고 밀폐된 챔버에 두었다. H2S를 포함하는 Na2S 수용액을 BF 공정 동안 SnCl2-PS 용액 표면 위로 공급하였다. H2S를 함유하는 수분공기는 주위 공기를 1m 수성 Na2S 용액을 유속 0.4L/min의 에어 펌프를 사용하여 제조하였다. 기공에만 선택적으로 SnS-기능화된 HCP 필름은 약 3시간 동안 완전히 건조한 후에 수득하였다. BF 공정 동안의 SnCl2와 H2S 사이의 in-situ 계면 반응에 대한 실험 공정은 반응식 1에 나타내었다.Pore-selectively functionalized HCP films were prepared by a modified BF process involving an in-situ chemical reaction. The overall manufacturing method is to prepare a polystyrene (PS) solution containing SnCl 2 as the first reactant, and then supply moisture air (Na 2 S aqueous solution) containing H 2 S as the second reactant at room temperature. -Optionally functionalized HCP film was prepared. Specifically, 250 mg of PS was dissolved in 4.5 mL of THF and sonicated for 1 hour to prepare a homogeneous PS solution, and 48.4 mg of SnCl 2 was dissolved in 0.5 mL of THF with stirring for 5 minutes with 0.5 mL of SnCl. 2 solutions were obtained. Thereafter, the SnCl 2 solution was mixed with 4.5 mL of PS solution to obtain 5 mL of PS solution containing 0.05 mL of SnCl 2 . The final solution was poured into a glass Petri dish and placed in a closed chamber. A Na 2 S aqueous solution containing H 2 S was supplied onto the surface of the SnCl 2 -PS solution during the BF process. Moisture air containing H 2 S was prepared by using an air pump with a flow rate of 0.4 L/min in an aqueous Na 2 S solution of 1 m of ambient air. A SnS-functionalized HCP film selectively only for pores was obtained after completely drying for about 3 hours. The experimental process for the in-situ interfacial reaction between SnCl 2 and H 2 S during the BF process is shown in Scheme 1.

SnCl2의 농도가 필름의 제조에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 상기 실시예 1의 제조방법에서 SnCl2의 농도를 0.01, 0.025, 0.05, 0.075 및 0.1M로 변경하여 HCP 필름을 제조하였으며, PS, H2S의 농도는 동일하게 진행하였다. SnCl2의 농도에 따른 조건을 하기 표 1에 나타내었다.In order to confirm the effect of the concentration of SnCl 2 on the production of the film, by changing the manufacturing method of Example 1, the concentration of SnCl 2 in an amount of 0.01, 0.025, 0.05, 0.075 and 0.1M were prepared HCP film, PS, The concentration of H 2 S proceeded in the same manner. Conditions according to the concentration of SnCl 2 are shown in Table 1 below.

SnCl2의 농도(M)Concentration of SnCl 2 ( M ) 동일 조건Same condition 실시예 1Example 1 0.050.05 PS (5mL THF에 250mg PS를 용해)
H2S (1M Na2S)
PS (dissolve 250mg PS in 5mL THF)
H 2 S (1 M Na 2 S)
비교예 1Comparative Example 1 0.010.01 비교예 2Comparative Example 2 0.0250.025 비교예 3Comparative Example 3 0.0750.075 비교예 4Comparative Example 4 0.10.1

실험예 1: 수분공기에 따른 HCP 필름 형태의 비교Experimental Example 1: Comparison of HCP film form according to moisture air

수분공기에 따른 필름 형태를 비교하기 위하여 순수한 수분공기와 본 발명에 따른 제2 반응물질인 H2S를 함유하는 수분공기를 SnCl2를 함유하지 않는 PS 용액에 공급하여 HCP 필름을 제조하였으며, 그 결과를 도 2(a, b)에 나타내었다. HCP 필름의 형태는 SEM (CX-100, COXEM, Daejeon, Korea)을 이용하여 이미지 촬영을 통해 확인하였다.In order to compare the film form according to the moisture air, an HCP film was prepared by supplying pure moisture air and moisture air containing H 2 S, which is the second reactant according to the present invention, to a PS solution not containing SnCl 2 . The results are shown in Fig. 2(a, b). The shape of the HCP film was confirmed through image capture using SEM (CX-100, COXEM, Daejeon, Korea).

그 결과, 도 2a 및 도 2b에서 확인할 수 있듯이, 두 필름 모두 좋은 HCP 형태를 나타내지만, PS HCP 필름의 평균 기공의 크기가 순수한 수분공기에서 H2S를 함유하는 수분공기공기로 변함에 따라 21μm에서 19μm로 약간 감소 하였다. 기공 크기의 감소는 수분공기에서의 H2S에 의한 것일 수 있으며, 그 결과 응축된 증기와 중합체 용액 사이의 표면 장력이 감소되고, 따라서 기공을 형성하는 과정에서 보다 작은 기공이 형성된 것으로 보인다.As a result, as can be seen in Figures 2a and 2b, both films show good HCP form, but as the average pore size of the PS HCP film changes from pure water air to water air containing H 2 S, 21 μm Slightly decreased to 19 μm. The decrease in pore size may be due to H 2 S in the moisture air, and as a result, the surface tension between the condensed vapor and the polymer solution decreases, and thus smaller pores appear to be formed in the process of forming the pores.

실험예 2: SnClExperimental Example 2: SnCl 2 2 농도에 따른 HCP 필름 형태의 비교Comparison of HCP film form according to concentration

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 4와 같이, SnCl2 농도별로 제조한 HCP 필름 형태를 SEM (CX-100, COXEM, Daejeon, Korea)을 이용하여 이미지 촬영을 통해 확인하였으며, 그 결과를 도 3(a 내지 e)에 나타내었다.As in Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, the form of the HCP film prepared by SnCl 2 concentration was confirmed through image capture using SEM (CX-100, COXEM, Daejeon, Korea), and the results are shown in FIG. 3 It is shown in (a to e).

그 결과, 도 3a 내지 도 3e를 확인한 결과, 평균 기공 크기는 SnCl2 농도가 0.01, 0.025, 0.05, 0.075 및 0.1M일 때, 각각 16, 15, 13, 12 및 10 μm인 것을 확인하였다. 기공 직경의 감소는 SnCl2 농도가 증가함에 따라 중합체 용액의 친수성 증가에 의한 것이며, 이러한 작용은 중합체 용액 표면에서 공기/물 계면 안정화 효과로서 기인한다.As a result, as a result of checking FIGS. 3a to 3e, it was confirmed that the average pore size was 16, 15, 13, 12 and 10 μm, respectively, when the SnCl 2 concentration was 0.01, 0.025, 0.05, 0.075 and 0.1M. The decrease in pore diameter is due to the increase in the hydrophilicity of the polymer solution as the SnCl 2 concentration increases, and this action is attributed to the effect of stabilizing the air/water interface at the surface of the polymer solution.

실험예 3: HCP 필름에서 SnS로의 기능화 여부 확인Experimental Example 3: Confirmation of Functionalization of SnS in HCP Film

실시예 1에 따라 제조된 HCP 필름의 기공이 SnS로의 기능화되었는지를 확인 및 비교하기 위하여 비교예로서 순수한 수증기를 0.05m SnCl2를 함유하는 PS 용액에 공급하여 HCP 필름을 제조하여 비교하였다. In order to check and compare whether the pores of the HCP film prepared according to Example 1 were functionalized with SnS, as a comparative example, pure water vapor was supplied to a PS solution containing 0.05 m SnCl 2 to prepare an HCP film and compared.

구체적으로, 실시예 1에 따라 제조된 HCP 필름의 원소 조성 분포는 전자 후방 산란 회절 (Pikasus with Hikari)이 장착된 SEM (FEI Inspect F50, Hillsboro, USA)을 사용하여 원소 매핑 이미지를 확인하고, 단색화된 Al Kα가 1486.6 eV 인 분광기와 72 kW (12 kV)의 출력을 사용하여 XPS 스펙트럼을 확인하였으며, 그 결과를 도 4(a, b)에 나타내었다. Specifically, the elemental composition distribution of the HCP film prepared according to Example 1 was confirmed by using a SEM (FEI Inspect F50, Hillsboro, USA) equipped with electron backscattering diffraction (Pikasus with Hikari) to confirm the elemental mapping image, and monochromatic The XPS spectrum was confirmed using a spectrometer with an Al Kα of 1486.6 eV and an output of 72 kW (12 kV), and the results are shown in FIGS. 4(a, b).

그 결과, 도 4a에서 확인할 수 있듯이, SnCl2와 H2S의 계면 반응에 의하여 HCP 필름 기공 내부에 Sn 및 S가 존재하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는, 본 발명에 따른 in situ 화학 반응을 수반하는 변형된 BF 공정에 의해 선택적으로 기공이 SnS로 기능화 된다는 것을 보여준다.As a result, as can be seen in Figure 4a, it can be confirmed that Sn and S exist in the pores of the HCP film by the interfacial reaction of SnCl 2 and H 2 S. These results show that the pores are selectively functionalized with SnS by a modified BF process involving an in situ chemical reaction according to the present invention.

또한, 도 4b에서 확인할 수 있듯이, XPS 스펙트럼은 시료가 주로 Sn, S, O, Cl 및 C로 구성되어 있음을 보여준다. 여기서 C는 PS로부터 유래한 것이고, Cl은 SnCl2로부터 유래한 것이다. 스펙트럼은 피팅 후 4개의 피크를 보였다. 약 486.8 및 495.2eV에서 두 개의 강한 피크는 각각 SnS의 Sn3d5/2 및 3d3/2 결합 에너지에 기인한 것이고, SnS의 Sn2+의 특징적인 피크이다. 스플릿된 Sn3d 피크(3d5/2 및 3d3/2)는 8.4eV의 결합 에너지 차이를 가지며 SnS의 Sn3d 값과 정확히 일치한다. 487.8 및 495.6eV의 두 개의 작은 피크는 SnO 결합과 관련이 있으며, 이는 물에서 SnCl2의 가수 분해로 인한 소량의 부생성물이 원인일 수 있다. S2p3/2(161.8eV)와 S2p1/2(163.0eV)의 결합 에너지는 SnS의 결합 에너지와 일치한다. S2p와 Sn3d의 원자비는 약 1.10 : 1이었으며, 이러한 결과를 통해 SnS의 형성을 확인할 수 있다.In addition, as can be seen in Figure 4b, the XPS spectrum shows that the sample is mainly composed of Sn, S, O, Cl and C. Here, C is derived from PS and Cl is derived from SnCl 2 . The spectrum showed 4 peaks after fitting. The two strong peaks at about 486.8 and 495.2 eV are due to the Sn3d 5/2 and 3d 3/2 binding energies of SnS, respectively, and are characteristic peaks of Sn 2+ of SnS. The split Sn3d peaks (3d 5/2 and 3d 3/2 ) have a binding energy difference of 8.4 eV and are exactly the same as the Sn3d value of SnS. The two small peaks at 487.8 and 495.6 eV are related to SnO bonding, which may be attributed to small amounts of by-products from the hydrolysis of SnCl 2 in water. The binding energy of S2p 3/2 (161.8eV) and S2p 1/2 (163.0eV) is consistent with that of SnS. The atomic ratio of S2p and Sn3d was about 1.10:1, and the formation of SnS can be confirmed through these results.

실험예 4: 기공-선택적으로 SnS 기능화된 HCP 필름에서의 SnS 코팅층 형성의 확인Experimental Example 4: Confirmation of the formation of the SnS coating layer in the pore-selectively SnS functionalized HCP film

HCP 필름의 기공 내부에 SnS이 균일하게 코팅되었는지를 SnCl2의 농도에 따라 제조된 HCP 필름(실시예 1 및, 비교예 1 내지 4)의 SnS 박막을 SEM 이미지 촬영을 통해 확인하였으며, 그 결과를 도 5(a 내지 e)에 나타내었다.Whether SnS was uniformly coated inside the pores of the HCP film, the SnS thin film of the HCP film (Example 1 and Comparative Examples 1 to 4) prepared according to the concentration of SnCl 2 was confirmed through SEM image capture, and the result It is shown in Figure 5 (a to e).

그 결과, 도 5a에 도시 된 바와 같이, SnCl2의 농도가 0.01 ㎛ 일 때(비교예 1), SnS의 층을 식별할 수 없었다. 이러한 결과는, 상기 SnCl2의 농도가 SnCl2와 H2S 사이의 계면 반응에 의해 SnS의 균일한 얇은층을 형성하기 위한 불충분한 농도임을 시사한다. 또한, 도 5b 내지 도5e에서 확인할 수 있듯이, SnS 층의 두께는 SnCl2 농도를 증가시킴에 따라 약 100nm에서 230nm로 증가되는 것을 확인하였다. 특히, 도 5c는 SnS의 코팅층이 명확히 나타나고 있다. 즉, 이러한 결과는 SnS의 균일하고 얇은층을 형성하기 위해서는 SnCl2 의 농도가 0.05M 일 때가 가장 바람직함을 시사한다. 이에 반해, 도 5d 및 도 5e에서 확인할 수 있듯이, SnCl2의 농도가 0.075M 및 0.1M일 때(비교예 3 및 비교예 4) SnS 박막의 비균일 또는 균열 현상이 SnCl2 농도가 더 증가함에 따라 나타나는 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 5A, when the concentration of SnCl 2 was 0.01 μm (Comparative Example 1), the layer of SnS could not be identified. These results suggest that the concentration of the SnCl 2 insufficient concentration to form a uniform thin layer of SnS by the interface reaction between SnCl 2 and H 2 S. In addition, as can be seen in FIGS. 5b to 5e, it was confirmed that the thickness of the SnS layer increased from about 100 nm to 230 nm as the SnCl 2 concentration was increased. In particular, Figure 5c clearly shows the coating layer of SnS. That is, these results suggest that in order to form a uniform and thin layer of SnS, when the concentration of SnCl 2 is 0.05 M , it is most preferable. On the other hand, as can be seen in FIGS. 5D and 5E, when the concentration of SnCl 2 is 0.075 M and 0.1 M (Comparative Examples 3 and 4), the non-uniformity or cracking phenomenon of the SnS thin film increases as the SnCl 2 concentration further increases. It was confirmed that it appeared along.

기공의 벽에 SnS의 균일한 얇은층을 더 명확히 확인하기 위하여, 박막의 얇은 단면을 TEM 이미지로 확인하였으며, 그 결과를 도 5c에 나타내었다. 그 결과, 도 5c-1의 TEM 이미지를 통해 필름의 기공벽에 약 200 nm 두께로 코팅된 균일한 SnS 박막을 명확히 확인할 수 있다. 이러한 결과는, 박막의 기공 내에 선택적으로 균일한 SnS 박막 형성을 보여주는 원소 매핑 및 SEM 이미지의 결과와 일치하는 것을 알 수 있다.In order to more clearly confirm the uniform thin layer of SnS on the walls of the pores, a thin cross section of the thin film was confirmed with a TEM image, and the results are shown in FIG. 5C. As a result, a uniform SnS thin film coated with a thickness of about 200 nm on the pore walls of the film can be clearly confirmed through the TEM image of FIG. 5C-1. It can be seen that these results are consistent with the results of elemental mapping and SEM images showing selectively uniform SnS thin film formation in the pores of the thin film.

실험예 5: 기공-선택적으로 SnS 기능화된 HCP 필름의 광전류 특성 확인Experimental Example 5: Pore-selectively check the photocurrent characteristics of the SnS functionalized HCP film

플렉시블 디바이스를 위한 PS-SnS HCP 필름의 향후 적용을 위하여 실시예 1에서 제조한 PS-SnS HCP 필름의 광전류 특성을 암실 및 실내 조명(0.04lm cm-2) 조명하에서 전류-전압 그래프를 통해 확인하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.For the future application of the PS-SnS HCP film for flexible devices, the photocurrent characteristics of the PS-SnS HCP film prepared in Example 1 were confirmed through a current-voltage graph in dark room and indoor lighting (0.04 lm cm -2 ) lighting. , The results are shown in FIG. 6.

그 결과 도 6에서 확인할 수 있듯이, 동일한 바이어스 전압에서, PS-SnS HCP 필름에 광조사 될 때 전류가 현저히 증가했다. 이 결과는 SnS의 에너지 밴드 갭보다 높은 에너지를 갖는 조명에 의한 전자-홀 쌍의 생성에 기인 할 수 있다. As a result, as can be seen in Fig. 6, the current significantly increased when the PS-SnS HCP film was irradiated with light at the same bias voltage. This result can be attributed to the generation of electron-hole pairs by illumination with energy higher than the energy band gap of SnS.

또한, 적용된 바이어스 전압에 직접 비례하는 캐리어 드리프트 속도의 증가로 인해 인가된 바이어스 전압에 따라 광전류가 증가한다. Ilight/Idark ratio 값은 3, 5, 7 및 10 V의 바이어스 전압에서 각각 27, 24, 20 및 19로 확인되었다. 수득된 값은 380 nm 내지 850 nm의 파장을 갖는 가시 광선에서 3 및 5 V의 인가 바이어스 전압하에서 5 내지 31에 해당하는 SnS 나노플레이크에 의해 얻어진 Ilight/Idark 값과 일치한다.In addition, the photocurrent increases according to the applied bias voltage due to an increase in the carrier drift rate that is directly proportional to the applied bias voltage. I light / I dark ratio values were confirmed to be 27, 24, 20 and 19 at bias voltages of 3, 5, 7 and 10 V, respectively. The values obtained are consistent with the I light /I dark values obtained by SnS nanoflakes corresponding to 5 to 31 under applied bias voltages of 3 and 5 V in visible light with a wavelength of 380 nm to 850 nm.

실험예 6: 종래의 BF 공정을 통해 제조된 필름의 형태 확인 및 비교Experimental Example 6: Confirmation and comparison of the shape of a film manufactured through a conventional BF process

폴리머 용액의 제1 반응물질과 수분공기에 포함된 제2 반응물질 사이의 계면화학 반응을 수반하는 변형된 BF 공정은 본 발명자들에 의해 처음으로 발견된 것이므로, rBF(response Breath Figure)으로 지칭하였다. The modified BF process involving the interfacial chemical reaction between the first reactant of the polymer solution and the second reactant contained in the moisture air was first discovered by the present inventors, so it was referred to as rBF (response breath figure). .

본 발명에서 본 발명의 제조방법과 유사한 이전의 기술과 비교하기 위해서, 0.05m SnCl2를 함유하는 PS 용액에 H2S 없이 수분공기를 투입하여 PS HCP 필름(비교예 5)을 제조하였으며, 필름의 SEM 이미지와 XPS 스펙트럼을 확인한 결과를 도 7(a, b)에 나타내었다. In the present invention, in order to compare with the previous technology similar to the manufacturing method of the present invention, a PS HCP film (Comparative Example 5) was prepared by introducing moisture air without H 2 S into a PS solution containing 0.05 m SnCl 2 . The results of confirming the SEM image and XPS spectrum of are shown in Fig. 7(a, b).

그 결과, 도 7a에서 확인할 수 있듯이, 비교예 5의 필름은 정돈된 허니컴(Honeycomb) 형태를 나타내지만, 반박막의 형태를 나타내었다. 또한, 도 7b에서 보는 바와 같이, 필름의 반달 모양 입자의 조성을 XPS 분석으로 조사한 결과, 필름이 Sn, O, Cl 및 C로 주로 구성되어 있음을 보여준다. 여기서 Cl은 SnCl2 전구체로부터 기인한 것이고, C는 PS로부터 기인한 것이다. 이러한 결과는, 비교예 5에서 제조된 필름은 본 발명의 실시예에 따라 제조한 필름과 유사한 허니컴(Honeycomb) 형태를 나타내지만, SnS 코팅층이 얇고 균일하게 코팅되지 못하므로, 수분공기에 제2 반응물질인 H2S를 포함하는 것이 바람직함을 시사한다.As a result, as can be seen in Fig. 7A, the film of Comparative Example 5 exhibited an ordered honeycomb shape, but exhibited a semi-thin film shape. In addition, as shown in Fig. 7b, as a result of examining the composition of the half-moon-shaped particles of the film by XPS analysis, it is shown that the film is mainly composed of Sn, O, Cl, and C. Here, Cl is from the SnCl 2 precursor and C is from PS. These results show that the film prepared in Comparative Example 5 exhibits a honeycomb shape similar to that of the film prepared according to the example of the present invention, but the SnS coating layer is not thin and uniformly coated, so the second reaction to moisture air It suggests that it is preferable to include the substance H 2 S.

또한, 필름의 유연성 비교하였으며, 그 결과를 도 7c에 나타내었다. 그 결과, 실시예 1에 따른 필름은 종래의 PS 필름의 유연성과 거의 비슷한데 반해 비교예 5의 필름은 유연성이 거의 없어 쉽게 부서지는 것을 확인하였다. 이러한 결과는, 본 발명에 따라 제조된 HCP 필름은 유연한 장치를 위한 어플리케이션에 매우 유용함을 시사한다. In addition, the flexibility of the film was compared, and the results are shown in Fig. 7c. As a result, it was confirmed that the film according to Example 1 was almost the same as the flexibility of the conventional PS film, whereas the film of Comparative Example 5 had little flexibility and was easily broken. These results suggest that the HCP film produced according to the present invention is very useful in applications for flexible devices.

실시예 2: 반응물질에 따른 기공-선택적으로 기능화된 HCP(Honeycomb-Patterne) 필름의 제조Example 2: Preparation of a pore-selectively functionalized HCP (Honeycomb-Patterne) film according to the reactant

상기 실시예 1에서 제조한 방법과 동일하게 필름을 제조하되, 제1 반응물질 및 제2 반응물질과 용매를 번경하여 HCP 필름을 제조하였다. 제1 반응물질과 제2 반응물질은 하기 표 2에 나타내었다.A film was prepared in the same manner as in Example 1, but the HCP film was prepared by changing the first and second reactants and the solvent. The first reactant and the second reactant are shown in Table 2 below.

제1 반응물질First reactant 제2 반응물질Second reactant 용매menstruum 최종 생성 물질Final product CdCl2 CdCl 2 H2SH 2 S Na2S in H2ONa 2 S in H 2 O CdSCdS BPOBPO Aniline hydrochlorideAniline hydrochloride H2OH 2 O polyanilinepolyaniline

실험예 7: 기공-선택적으로 기능화된 HCP 필름에서의 CdS 및 polyaniline 코팅층 형성의 확인Experimental Example 7: Confirmation of CdS and polyaniline coating layer formation in pore-selectively functionalized HCP film

상기 실시예 2에서 제조된 HCP 필름의 표면의 코팅층 필름 표면의 색 변화, elemental mapping 분석, UV-Visible 분광 광도법, 전도도 측정을 통해 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 3과 같다.The color change of the coating layer film surface on the surface of the HCP film prepared in Example 2, elemental mapping analysis, UV-Visible spectrophotometry, and conductivity were confirmed through, and the results are shown in Table 3 below.

시험항목Test Items 폴리스틸렌Polystyrene 폴리아닐린이 코팅된 폴리스틸렌Polystyrene coated with polyaniline 색상color 흰색 또는
색이 미약함
White or
Weak color
초록색green
ElementalElemental
mappingmapping
Carbon: PS Carbon: PS Carbon: PS and aniline
Nitrogen: aniline
Chlorine: HCl
Oxygen: Benzoyl peroxide (unreacted) and Benzoic acid (after reaction of benzoyl peroxide)
Carbon: PS and aniline
Nitrogen: aniline
Chlorine: HCl
Oxygen: Benzoyl peroxide (unreacted) and Benzoic acid (after reaction of benzoyl peroxide)
UV-VisibleUV-Visible
spectrumspectrum
가시영역에서 피크가 나타나지 않음(400 - 800 nm)No peak in visible region (400-800 nm) 가시영역에서 브로드한 피크가 나타남
(400 - 800 nm)
Broad peaks appear in the visible area
(400-800 nm)
ConductivityConductivity 전도도 없음No conductivity 전도도 있음There is conductivity

실시예 3: 마이크로돔-선택적으로 SnS-기능화된 MEP(Moth-Eye Pattern) 필름의 제조Example 3: Preparation of microdome-selectively SnS-functionalized MEP (Moth-Eye Pattern) film

마이크로돔 표면에 SnS 박막으로 선택적으로 코팅된 MEP 필름을 제조하기 위하여, 실시예 1에서 제조한 기공-선택적으로 SnS로 기능화된 HCP 필름을 주형으로하여 제조하였다.In order to prepare an MEP film selectively coated with an SnS thin film on the surface of the microdome, the pore-selectively functionalized HCP film with SnS prepared in Example 1 was prepared as a template.

마이크로돔 표면에 선택적으로 얇은 SnS 층이 코팅된 MEP 필름은 0.5 mL PEDOT:PSS 용액을 실시예 1에서 제조한 HCP 필름에 부은 다음, 실온에서 건조시킨다. 완전히 건조 된 후, HCP 필름을 조심스럽게 분리 하여 마이크로돔-선택적으로 기능화된 HCP(Moth-Eye Pattern) 필름을 수득하였다. 상기 제조과정은 도 9에 도식화하였다.The MEP film, optionally coated with a thin SnS layer on the surface of the microdome, poured 0.5 mL PEDOT:PSS solution into the HCP film prepared in Example 1, and then dried at room temperature. After complete drying, the HCP film was carefully separated to obtain a microdome-selectively functionalized HCP (Moth-Eye Pattern) film. The manufacturing process is schematically illustrated in FIG. 9.

실험예 8: MEP 필름의 형태 확인Experimental Example 8: Confirmation of the shape of the MEP film

일반적으로 사용되는 다공성 PS필름을 이용하여 MEP 필름을 제조한 후, MEP 필름의 형태를 확인하였으며, 그 결과를 도 10(a 내지 d)과 같이 SEM 이미지를 통해 확인하였다.After manufacturing the MEP film using a generally used porous PS film, the shape of the MEP film was confirmed, and the result was confirmed through SEM images as shown in FIGS. 10 (a to d).

그 결과, 도 10a에서 확인할 수 있듯이, 실시예 3에 따라 제조된 MEP(Moth-Eye Pattern) 필름은 높이와 지름이 약 18μm x 15μm 인 평균 돔 크기를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 10b는 실시예 3에 따라 제조한 MEP 필름의 상부 SEM 이미지로서, 6각형 패턴을 갖는 것을 확인할 수 있다.As a result, as can be seen in Figure 10a, it can be seen that the MEP (Moth-Eye Pattern) film prepared according to Example 3 exhibits an average dome size having a height and diameter of about 18 μm x 15 μm. In addition, FIG. 10B is an upper SEM image of the MEP film prepared according to Example 3, and it can be seen that it has a hexagonal pattern.

도 10(c, d)는 MEP 필름 제조를 위해 주형으로 사용된 다공성을 갖는 PS 필름의 표면 및 단면 SEM 이미지이다. 도 10c 및 도 10d에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1에 따른 MCP 필름은 허니컴(Honeycomb)의 구멍이 형성되어 있고, 타원형의 기공을 갖고 있음을 확인할 수 있다. 또한, 기공의 높이 및 직경이 각각 약 15μm 및 18 μm이며, 이러한 크기는 MEP 필름의 마이크로돔의 크기와 일치함을 확인할 수 있다.10(c, d) are SEM images of the surface and cross-section of a PS film having porosity used as a template for manufacturing an MEP film. As can be seen in FIGS. 10C and 10D, it can be seen that the MCP film according to Example 1 has honeycomb holes and oval pores. In addition, it can be seen that the height and diameter of the pores are about 15 μm and 18 μm, respectively, and these sizes correspond to the size of the microdome of the MEP film.

실험예 9: 마이크로돔-선택적으로 SnS-기능화된 MEP 필름의 형태 확인Experimental Example 9: Confirmation of the shape of the microdome-selectively SnS-functionalized MEP film

실시예 1에 따라 제조된 기공-선택적으로 SnS-기능화된 MCP 필름을 주형으로 제조한 실시예 3의 마이크로돔-선택적으로 SnS-기능화된 MEP 필름의 형태를 SEM 이미지를 통해 확인하였으며, 그 결과를 도 11(a 내지 f)에 나타내었다.The pores prepared according to Example 1-the microdome of Example 3 prepared with a SnS-functionalized MCP film as a template-the shape of the selectively SnS-functionalized MEP film was confirmed through SEM images, and the result It is shown in Figure 11 (a to f).

그 결과, 도 11a 및 도11b에서 확인할 수 있듯이, 실시예 3에 따른 MEP 필름은 전형적인 나방의 눈 패턴을 갖는 것을 알 수 있다. 나방의 눈의 마이크로돔의 평균 크기는 높이가 15 ~ 16 μm이고 직경이 16 μm이다. As a result, as can be seen in FIGS. 11A and 11B, it can be seen that the MEP film according to Example 3 has a typical moth eye pattern. The average size of the moth's eye microdome is 15 to 16 μm in height and 16 μm in diameter.

도 11c는 고배율 SEM 이미지로서, 마이크로돔 표면상에 SnS 박막이 코팅되었음을 확인할 수 있다. 실시예 3에 따른 MEP 필름의 마이크로돔 크기는 실시예 1에 따른 HCP 필름의 기공 크기와 일치했다. 11C is a high magnification SEM image, and it can be seen that an SnS thin film is coated on the surface of the microdome. The microdome size of the MEP film according to Example 3 was consistent with the pore size of the HCP film according to Example 1.

도 11d는 마이크로돔에 코팅된 SnS의 박막두께를 확인 이미지로서, 마이크로돔에서 SnS 박막의 두께는 170 nm로 확인되었으며, 이러한 두께는 실시예 1에 따라 제조된 HCP 필름의 기공에 코팅된 SnS 박막의 두께와 거의 동일하다. 11D is an image confirming the thickness of the SnS coated on the microdome, and the thickness of the SnS thin film in the microdome was confirmed to be 170 nm, and this thickness is the SnS thin film coated on the pores of the HCP film prepared according to Example 1. It is almost the same as its thickness.

도 11e 및 도 11f는 실시예 3에서 제조된 MEP 필름을 분리 한 후, 주형으로 사용된 실시예 1의 HCP 필름의 SEM 이미지를 나타낸다. 그 결과, 저배율 SEM 이미지(도 11e) 및 고배율 SEM 이미지(도 11f) 모두 잔해 없이 빈기공을 형성하고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 결과는, 실시예 1의 HCP 필름 기공에 형성된 SnS층이 실시예 3의 마이크로돔으로 완전히 이동했음을 시사한다.11E and 11F show SEM images of the HCP film of Example 1 used as a template after separating the MEP film prepared in Example 3. As a result, it can be seen that both the low magnification SEM image (FIG. 11E) and the high magnification SEM image (FIG. 11F) form pores without debris. These results suggest that the SnS layer formed in the pores of the HCP film of Example 1 completely migrated to the microdome of Example 3.

실험예 10: 마이크로돔-선택적으로 SnS-기능화된 MEP 필름의 SnS 기능화 여부 확인Experimental Example 10: Checking whether the microdome-selectively SnS-functionalized MEP film was functionalized with SnS

실시예 3에서 제조된 MEP 필름에서의 SnS 분포를 확인하기 위해 필름 표면에서 원소 매핑 분석을 수행하였으며, 그 결과를 도 12(a 내지 c)에 나타내었다.In order to confirm the SnS distribution in the MEP film prepared in Example 3, elemental mapping analysis was performed on the film surface, and the results are shown in FIGS. 12 (a to c).

그 결과, 도 12a에서 확인할 수 있듯이, MEP 필름 표면에서 C, Sn, S 및 O를 확인할 수 있으며, C와 O의 존재는 PEDOT:PSS에 기인하며, S는 PEDOT:PSS와 SnS로부터 기인한 것이고, Sn은 마이크로돔 표면에 코팅된 SnS으로부터 기인한 것이다. As a result, as can be seen in Figure 12a, C, Sn, S and O can be confirmed on the surface of the MEP film, the presence of C and O is due to PEDOT:PSS, S is from PEDOT:PSS and SnS , Sn is caused by SnS coated on the surface of the microdome.

또한, 도 12b 및 12c로부터 Sn과 S가 마이크로돔 표면에 선택적으로 코팅되었음을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen from Figs. 12b and 12c that Sn and S are selectively coated on the surface of the microdome.

실험예 11: MEP 필름에서 마이크로돔 표면에 선택적으로 코팅된 SnS층의 안정성 확인Experimental Example 11: Checking the stability of the SnS layer selectively coated on the surface of the microdome in the MEP film

실시예 3에서 제조된 MEP 필름의 마이크로돔 표면에 선택적으로 코팅된 SnS층의 안정성을 확인하였다. 구체적으로, 실시예 3에서 제조한 MEP 필름을 욕조 초음파기를 사용하여 CHCl3에서 1시간 동안 초음파 처리 하였다. 초음파 처리 이전의 SEM 이미지를 도 13a 및 도 13b에, 초음파 처리 이후의 SEM 이미지를 도 13c 및 도 13d에 나타내었다.The stability of the SnS layer selectively coated on the surface of the microdome of the MEP film prepared in Example 3 was confirmed. Specifically, the MEP film prepared in Example 3 was sonicated in CHCl 3 for 1 hour using a bathtub sonicator. The SEM images before sonication are shown in FIGS. 13A and 13B, and the SEM images after sonication are shown in FIGS. 13C and 13D.

그 결과, 도 13의 초음파 처리 전과 초음파 처리 후의 이미지를 비교하였을 때, 유사한 것을 확인할 수 있으며, 이러한 결과는 SnS 층이 필름의 마이크로돔 표면에 안정적으로 접착되어 있음을 의미한다.As a result, when comparing the images before and after the ultrasonic treatment of FIG. 13, it can be confirmed that they are similar, and this result means that the SnS layer is stably adhered to the microdome surface of the film.

실험예 12: MEP 필름에서 마이크로돔 표면에 선택적으로 코팅된 SnS의 분포도 확인Experimental Example 12: Check the distribution of SnS selectively coated on the surface of the microdome in the MEP film

실시예 3에 따라 제조된 MEP 필름에서 SnS의 분포를 더 확인하기 위해 내부와 코팅된 마이크로돔 표면의 SEM-EDX 스펙트럼을 확인하였으며, 그 결과를 도 14(a, b)에 나타내었다.In order to further confirm the distribution of SnS in the MEP film prepared according to Example 3, SEM-EDX spectra of the inside and the surface of the coated microdome were confirmed, and the results are shown in FIGS. 14(a, b).

그 결과, 막의 내부는 C, O, S 및 Au 원소의 존재를 확인할 수 있으며(도 14a), 코팅된 마이크로돔 표면은 C, O, Sn, S 및 Au 원소의 존재를 확인할 수 있다(도 14b). 마이크로돔 내부의 C, O, S 원소의 존재는 PEDOT:PSS에 기인하는 반면, 코팅된 마이크로돔 표면상의 Sn 및 S 원소의 존재는 SnS로부터 기인하는 것으로서, Sn 및 S이 코팅되었음을 보여준다. Au의 존재는 SEM 시료 준비 과정에서 금 스퍼터링으로 인한 것으로 보인다.As a result, the presence of C, O, S and Au elements can be confirmed inside the film (Fig. 14a), and the presence of C, O, Sn, S and Au elements on the coated microdome surface can be confirmed (Fig. 14b ). The presence of C, O, and S elements inside the microdome is due to PEDOT:PSS, while the presence of Sn and S elements on the coated microdome surface is due to SnS, showing that Sn and S are coated. The presence of Au appears to be due to gold sputtering during SEM sample preparation.

실험예 13: 마이크로돔-선택적으로 SnS 기능화된 MEP 필름의 광반응 특성 확인Experimental Example 13: Microdome-Selectively SnS Functionalized MEP Film Photoreaction Characteristics Confirmation

플렉시블 디바이스용 필름으로 적용을 고려하여 실시예 3에서 제조한 MEP 필름의 광반응 특성을 확인하였으며, 그 결과를 도 15(a 내지 c)에 나타내었다.Considering the application as a film for a flexible device, the photoreaction characteristics of the MEP film prepared in Example 3 were confirmed, and the results are shown in FIGS. 15 (a to c).

도 15a는 어둡고 모의된 태양광 조사 하에서 실시예 3에서 제조된 MEP 필름의 전류, 전압 특성을 보여준다. 실시예 3에서 제조된 MEP 필름의 광전류 거동을 조사하기 위해, 광원인 크세논 쇼트 아크 램프(1 태양, 150W)를 사용하여 보다 넓은 범위의 UV에서 근적외선 파장으로 시뮬레이션 된 빛을 사용하였다. 그 결과, 동일한 바이어스 전압 하에서, 실시예 3에서 제조된 MEP 필름이 어두운 조건에서보다 밝은 조명을받을 때 전류가 상당히 증가했다. 또한, 광전류는 인가된 바이어스 전압에 비례하는 캐리어 드리프트 속도의 증가로 인해 인가된 바이어스 전압에 따라 증가한다. 15A shows the current and voltage characteristics of the MEP film prepared in Example 3 under dark and simulated solar irradiation. In order to investigate the photocurrent behavior of the MEP film prepared in Example 3, light simulated in a wider range of UV to near-infrared wavelengths was used using a xenon short arc lamp (1 solar, 150W) as a light source. As a result, under the same bias voltage, the current significantly increased when the MEP film prepared in Example 3 was illuminated more brightly than in dark conditions. Further, the photocurrent increases with the applied bias voltage due to an increase in the carrier drift speed proportional to the applied bias voltage.

도 15b는 4V로 확인된 1V 바이어스 전압에서 필름의 응답 거동을 보여준다. 도 15c에는 ON/OFF 스위치 사이클을 25초로 하여 암부 및 조명 조건을 번갈아 가면서 1V 바이어스 전압에서 시간에 따른 전류의 변화를 나타내었다. 그 결과, 조명으로 얻은 광전류의 최대 값이 여러 사이클 동안 변하지 않고 비교적 안정적이라는 것을 보여주며, 이러한 결과는 실시예 3에 따라 제조된 MEP 필름의 광응답이 재현 가능하며, 안정하다는 것을 의미한다.Fig. 15b shows the response behavior of the film at a 1V bias voltage identified as 4V. FIG. 15C shows the change of current with time at a 1V bias voltage while alternating dark and lighting conditions with an ON/OFF switch cycle of 25 seconds. As a result, it is shown that the maximum value of the photocurrent obtained by illumination does not change over several cycles and is relatively stable, and this result means that the light response of the MEP film prepared according to Example 3 is reproducible and stable.

실시예 4: 필름 전체가 SnS로 기능화된 HCP 필름의 제조Example 4: Preparation of HCP film in which the entire film was functionalized with SnS

제1 반응물질인 SnCl2를 함유하는 폴리스틸렌(Polystyrene, PS) 용액을 제조한 다음 실온에서 제2 반응물질인 H2S를 함유하는 용액에 담구어 제조하였다. 구체적인 방법은 아래와 같다.A polystyrene (PS) solution containing SnCl 2 as a first reactant was prepared, and then immersed in a solution containing H 2 S as a second reactant at room temperature. The specific method is as follows.

먼저, 250mg의 PS를 4.5 mL의 THF에 용해시켜 1시간 초음파 처리하여 균일한 PS 용액을 제조하고, 48.4mg의 SnCl2를 0.5mL의 THF에 5분 동안 교반하면서 용해시켜 0.5mL의 SnCl2 용액을 수득 하였다. 그 후, 상기 SnCl2 용액을 4.5 mL의 PS 용액에 혼합하여 0.05 ㎖의 SnCl2를 함유하는 5 ㎖의 PS 용액을 얻었다. 최종 용액을 기질인 유리 페트리 접시에 붓고 밀폐된 챔버에 두었다. 상기 페트리 접시는 상대 습도가 약 90%인 BF 챔버 내부에 유지시킨다. 폴리머 용액은 폴리머 필름에 HCP 기공을 형성하기 위하여 실온의 BF 챔버 내부에서 완전히 건조될때까지 증발시킨다.First, 250 mg of PS was dissolved in 4.5 mL of THF and sonicated for 1 hour to prepare a homogeneous PS solution, and 48.4 mg of SnCl 2 was dissolved in 0.5 mL of THF with stirring for 5 minutes to obtain 0.5 mL of SnCl 2 solution. Was obtained. Thereafter, the SnCl 2 solution was mixed with 4.5 mL of PS solution to obtain 5 mL of PS solution containing 0.05 mL of SnCl 2 . The final solution was poured into a glass Petri dish as a substrate and placed in a closed chamber. The Petri dish is maintained inside a BF chamber with a relative humidity of about 90%. The polymer solution is evaporated until completely dry inside a BF chamber at room temperature to form HCP pores in the polymer film.

완전히 건조되어 HCP 기공이 형성된 상기 폴리머 필름을 Na2S를 포함하는 수용액에 1시간 동안 담군다. 1시간 후, 필름을 꺼내어 물에서 세척하여 필름상에 존재하는 미반응 전구체들을 제거 및 건조한 후에 수득하였다. The polymer film, which is completely dried and HCP pores are formed, is immersed in an aqueous solution containing Na 2 S for 1 hour. After 1 hour, the film was taken out and washed with water to remove and dry unreacted precursors present on the film.

실시예 5: 필름 전체가 SnS로 기능화된 MEP 필름의 제조Example 5: Preparation of MEP film in which the entire film was functionalized with SnS

마이크로돔 표면에 SnS 박막이 전체적으로 코팅된 MEP 필름을 제조하기 위하여, 먼저, 친수성의 하니컴 구조 폴리머 필름을 만들어 주형으로 사용한다. 친수성의 다공성 고분자 필름을 주형으로 써야하는 이유는 주형 필름에 부어주는 PS용액이 소수성 용액이어서 소수성 몰딩을 사용할 경우, 녹아버리기 때문이다. 이후 250mg의 PS를 4.5 mL의 THF에 용해시켜 1시간 초음파 처리하여 균일한 PS 용액을 제조하고, 48.4mg의 SnCl2를 0.5mL의 THF에 5분 동안 교반하면서 용해시켜 0.5mL의 SnCl2 용액을 수득 하였다. 그 후, 상기 SnCl2 용액을 4.5 mL의 PS 용액에 혼합하여 0.05 ㎖의 SnCl2를 함유하는 5 ㎖의 PS 용액을 만든다. 이 용액을 다공성 구조를 갖는 친수성의 하니컴 구조 폴리머 필름에 부어준다. 필름을 건조시킨 후 떼어내어 Na2S 수용액에 담구어 계면반응에 의해 SnS가 코팅된 MEP(Moth-Eye Pattern) 필름을 수득하였다. In order to manufacture the MEP film in which the SnS thin film is entirely coated on the microdome surface, first, a hydrophilic honeycomb structured polymer film is made and used as a mold. The reason why a hydrophilic porous polymer film should be used as a template is that the PS solution poured into the template film is a hydrophobic solution, and thus dissolves when hydrophobic molding is used. Thereafter, 250 mg of PS was dissolved in 4.5 mL of THF and sonicated for 1 hour to prepare a homogeneous PS solution, and 48.4 mg of SnCl 2 was dissolved in 0.5 mL of THF with stirring for 5 minutes to obtain 0.5 mL of SnCl 2 solution. Obtained. Thereafter, the SnCl 2 solution was mixed with 4.5 mL of PS solution to prepare 5 mL of PS solution containing 0.05 mL of SnCl 2 . This solution is poured into a hydrophilic honeycomb polymer film having a porous structure. After drying the film, it was removed and immersed in an aqueous Na 2 S solution to obtain a SnS-coated MEP (Moth-Eye Pattern) film by interfacial reaction.

Claims (46)

전도성 물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법으로서,
(a) 휘발성 유기 용매에 폴리머 및 제1 반응물질을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계;
(b) 상기 폴리머 용액을 기질 표면에 도포하는 단계;
(c) 상기 폴리머 용액이 도포된 기질 표면에 제2 반응물질을 포함하는 수분공기를 투입하여 접촉시키는 단계; 및
(d) 상기 수분공기와 접촉한 기질 표면을 건조시켜 허니컴 패턴을 형성시킴과 동시에 허니컴 패턴 기공에 제1 반응물질 및 제2 반응물질의 반응 생성물인 전도성물질을 코팅시키는 단계; 를 포함하는 제조방법.
As a method for producing a porous film having a honeycomb pattern in which a conductive material is pore-selectively coated,
(a) preparing a polymer solution by mixing a polymer and a first reactant in a volatile organic solvent;
(b) applying the polymer solution to the substrate surface;
(c) introducing and contacting moisture air containing a second reactant on the surface of the substrate on which the polymer solution is applied; And
(d) drying the surface of the substrate in contact with the moisture air to form a honeycomb pattern and coating the pores of the honeycomb pattern with a conductive material that is a reaction product of the first and second reactants; Manufacturing method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 휘발성 유기 용매는 클로로폼(Chloroform), 이황화탄소(Carbon disulfide) 및 테트라하이드로퓨란(TetraHydroFuran)으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The volatile organic solvent in step (a) is one or more solvents selected from the group consisting of chloroform, carbon disulfide, and tetrahydrofuran.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 폴리머는 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate) 및 폴리이미드(polyimide)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 폴리머인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The polymer of step (a) is a porous film, characterized in that it is at least one polymer selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polymethylmethacrylate, and polyimide Method of manufacturing.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 염화주석Ⅱ(SnCl2), 염화주석Ⅳ(SnCl4), 또는 염화카드뮴(CdCl2)이고, 상기 (b) 단계의 제2 반응물질은 황화수소(H2S)인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The first reactant in step (a) is tin chloride II (SnCl 2 ), tin chloride IV (SnCl 4 ), or cadmium chloride (CdCl 2 ), and the second reactant in step (b) is hydrogen sulfide (H 2 S) Method for producing a porous film, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 BPO(benzoyl peroxide)이고, 상기 (b) 단계의 제2 반응물질은 염산 아닐린(aniline hydrochloride)인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a porous film, wherein the first reactant in step (a) is benzoyl peroxide (BPO), and the second reactant in step (b) is aniline hydrochloride.
제1항에 있어서,
상기 전도성물질은 황화주석(SnS), 황화카드뮴(CdS) 및 폴리아닐린(polyaniline) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The conductive material is a method of manufacturing a porous film, characterized in that any one of tin sulfide (SnS), cadmium sulfide (CdS), and polyaniline.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a-1) 휘발성 유기 용매에 폴리머를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계;
(a-2) 휘발성 유기 용매에 제1 반응물질을 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및
(a-3) 상기 제1 혼합물 및 제2 혼합물을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The step (a),
(a-1) preparing a first mixture by mixing a polymer in a volatile organic solvent;
(a-2) preparing a second mixture by mixing the first reactant in a volatile organic solvent; And
(a-3) preparing a polymer solution by mixing the first mixture and the second mixture; Method for producing a porous film comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제1 반응물질은 0.04 내지 0.06 M 농도로 혼합하는 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 1,
The method for producing a porous film, characterized in that the first reactant is mixed at a concentration of 0.04 to 0.06 M.
제1항의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴 패턴을 갖는 다공성 필름.
A porous film having a honeycomb pattern manufactured according to the manufacturing method of claim 1 and having a pore-selectively coated conductive material.
제9항에 있어서,
상기 전도성물질은 150 내지 250nm로 코팅된 것을 특징으로 하는 다공성 필름.
The method of claim 9,
The conductive material is a porous film, characterized in that coated with 150 to 250nm.
제9항에 있어서,
상기 허니컴 패턴을 갖는 다공성 필름의 기공의 크기는 20 내지 18um인 것을 특징으로 하는 다공성 필름.
The method of claim 9,
The porous film, characterized in that the pore size of the porous film having the honeycomb pattern is 20 to 18um.
제1항의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 기공-선택적으로 코팅된 허니컴 패턴을 갖는 태양전지용 다공성 필름.
A porous film for solar cells manufactured according to the manufacturing method of claim 1 and having a pore-selectively coated honeycomb pattern with a conductive material.
전도성물질로 코팅된 허니컴(Honeycomb) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법으로서,
(a) 휘발성 유기 용매에 폴리머 및 제1 반응물질을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계;
(b) 상기 폴리머 용액을 기질 표면에 도포하여 브레스 피규어(breath figure) 챔버 내부로 투입시킨 후, 챔버 내부의 상대 습도를 유지시키는 단계;
(c) 기질 표면에 생긴 물방울을 실온의 브레스 피규어 챔버에서 증발시켜 허니컴 패턴을 갖는 다공성 필름을 제조하는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계에서 제조된 다공성 필름을 제2 반응물질을 포함하는 용액에 담구어 다공성 내부 표면을 포함하는 필름 표면 전체에 제1 반응물질 및 제2 반응물질의 반응 생성물인 전도성물질을 코팅시키는 단계; 를 포함하는 다공성 필름의 제조방법.
As a method of manufacturing a porous film having a honeycomb pattern coated with a conductive material,
(a) preparing a polymer solution by mixing a polymer and a first reactant in a volatile organic solvent;
(b) applying the polymer solution to the surface of the substrate and introducing it into the breath figure chamber, and then maintaining the relative humidity inside the chamber;
(c) evaporating water droplets generated on the surface of the substrate in a breath figure chamber at room temperature to prepare a porous film having a honeycomb pattern; And
(d) a conductive material that is a reaction product of the first reactant and the second reactant over the entire film surface including the porous inner surface by immersing the porous film prepared in step (c) in a solution containing a second reactant Coating it; Method for producing a porous film comprising a.
제13항에 있어서,
상기 (a) 단계의 휘발성 유기 용매는 클로로폼(Chloroform), 이황화탄소(Carbon disulfide) 및 테트라하이드로퓨란(TetraHydroFuran)으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 13,
The volatile organic solvent in step (a) is one or more solvents selected from the group consisting of chloroform, carbon disulfide, and tetrahydrofuran.
제13항에 있어서,
상기 (a) 단계의 폴리머는 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate) 및 폴리이미드(polyimide)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 폴리머인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 13,
The polymer of step (a) is a porous film, characterized in that it is at least one polymer selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polymethylmethacrylate, and polyimide Method of manufacturing.
제13항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 염화주석Ⅱ(SnCl2), 염화주석Ⅳ(SnCl4), 또는 염화카드뮴(CdCl2)이고, 상기 (d) 단계의 제2 반응물질은 황화수소(H2S)인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 13,
The first reactant in step (a) is tin chloride II (SnCl 2 ), tin chloride IV (SnCl 4 ), or cadmium chloride (CdCl 2 ), and the second reactant in step (d) is hydrogen sulfide (H 2 S) Method for producing a porous film, characterized in that.
제13항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 BPO(benzoyl peroxide)이고, 상기 (d) 단계의 제2 반응물질은 염산 아닐린(aniline hydrochloride)인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 13,
The method of manufacturing a porous film, wherein the first reactant in step (a) is benzoyl peroxide (BPO), and the second reactant in step (d) is aniline hydrochloride.
제13항에 있어서,
상기 전도성물질은 황화주석(SnS), 황화카드뮴(CdS) 및 폴리아닐린(polyaniline) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 13,
The conductive material is a method of manufacturing a porous film, characterized in that any one of tin sulfide (SnS), cadmium sulfide (CdS), and polyaniline.
제13항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a-1) 휘발성 유기 용매에 폴리머를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계;
(a-2) 휘발성 유기 용매에 제1 반응물질을 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및
(a-3) 상기 제1 혼합물 및 제2 혼합물을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 13,
The step (a),
(a-1) preparing a first mixture by mixing a polymer in a volatile organic solvent;
(a-2) preparing a second mixture by mixing the first reactant in a volatile organic solvent; And
(a-3) preparing a polymer solution by mixing the first mixture and the second mixture; Method for producing a porous film comprising a.
제13항에 있어서,
상기 제1 반응물질은 0.04 내지 0.06 M 농도로 혼합하는 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 13,
The method for producing a porous film, characterized in that the first reactant is mixed at a concentration of 0.04 to 0.06 M.
제13항의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 전제적으로 코팅된 허니컴 패턴을 갖는 다공성 필름.
A porous film manufactured according to the manufacturing method of claim 13 and having a honeycomb pattern entirely coated with a conductive material.
제21항에 있어서,
상기 전도성물질은 150 내지 250nm로 코팅된 것을 특징으로 하는 다공성 필름.
The method of claim 21,
The conductive material is a porous film, characterized in that coated with 150 to 250nm.
제21항에 있어서,
상기 허니컴 패턴을 갖는 다공성 필름의 기공의 크기는 20 내지 18um인 것을 특징으로 하는 다공성 필름.
The method of claim 21,
The porous film, characterized in that the pore size of the porous film having the honeycomb pattern is 20 to 18um.
제13항의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 전체적으로 코팅된 허니컴 패턴을 갖는 태양전지용 다공성 필름.
A porous film for solar cells manufactured according to the manufacturing method of claim 13 and having a honeycomb pattern coated with a conductive material as a whole.
전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법으로서,
(a) 휘발성 유기 용매에 폴리머 및 제1 반응물질을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계;
(b) 상기 폴리머 용액을 기질 표면에 도포하는 단계;
(c) 상기 폴리머 용액이 도포된 기질 표면에 제2 반응물질을 포함하는 수분공기를 투입하여 접촉시키는 단계;
(d) 상기 수분공기와 접촉한 기질 표면을 건조시켜 허니컴 패턴을 형성시킴과 동시에 허니컴 패턴 기공에 제1 반응물질 및 제2 반응물질의 반응 생성물인 전도성물질을 코팅시켜 주형 필름을 제조하는 단계;
(e) 전도성 고분자 용액을 제조하는 단계;
(f) 상기 전도성 고분자 용액을 상기 (d) 단계의 주형 필름에 부어 건조하는 단계; 및
(g) 건조된 주형 필름을 제거하여 나방-눈 패턴을 갖는 다공성 필름의 마이크로돔에 선택적으로 전도성 물질을 코팅하는 단계;를 포함하는, 다공성 필름의 제조방법.
As a method for producing a porous film having a conductive material microdome-selectively coated moth-eye pattern,
(a) preparing a polymer solution by mixing a polymer and a first reactant in a volatile organic solvent;
(b) applying the polymer solution to the substrate surface;
(c) introducing and contacting moisture air containing a second reactant on the surface of the substrate on which the polymer solution is applied;
(d) drying the surface of the substrate in contact with the moisture air to form a honeycomb pattern and coating the pores of the honeycomb pattern with a conductive material that is a reaction product of the first and second reactants to prepare a template film;
(e) preparing a conductive polymer solution;
(f) pouring the conductive polymer solution into the mold film of step (d) and drying it; And
(g) removing the dried mold film to selectively coat a conductive material on the microdome of the porous film having a moth-eye pattern; including, a method for producing a porous film.
제25항에 있어서,
상기 (a) 단계의 휘발성 유기 용매는 클로로폼(Chloroform), 이황화탄소(Carbon disulfide) 및 테트라하이드로퓨란(TetraHydroFuran)으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법
The method of claim 25,
The volatile organic solvent in step (a) is at least one solvent selected from the group consisting of chloroform, carbon disulfide, and tetrahydrofuran.
제25항에 있어서,
상기 (a) 단계의 폴리머는 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate) 및 폴리이미드(polyimide)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 폴리머인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 25,
The polymer of step (a) is a porous film, characterized in that it is at least one polymer selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polymethylmethacrylate, and polyimide Method of manufacturing.
제25항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 염화주석Ⅱ(SnCl2), 염화주석Ⅳ(SnCl4), 또는 염화카드뮴(CdCl2)이고, 상기 (b) 단계의 제2 반응물질은 황화수소(H2S)인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 25,
The first reactant in step (a) is tin chloride II (SnCl 2 ), tin chloride IV (SnCl 4 ), or cadmium chloride (CdCl 2 ), and the second reactant in step (b) is hydrogen sulfide (H 2 S) Method for producing a porous film, characterized in that.
제25항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 BPO(benzoyl peroxide)이고, 상기 (b) 단계의 제2 반응물질은 염산 아닐린(aniline hydrochloride)인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 25,
The method of manufacturing a porous film, wherein the first reactant in step (a) is benzoyl peroxide (BPO), and the second reactant in step (b) is aniline hydrochloride.
제25항에 있어서,
상기 전도성물질은 황화주석(SnS), 황화카드뮴(CdS) 및 폴리아닐린(polyaniline) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 25,
The conductive material is a method of manufacturing a porous film, characterized in that any one of tin sulfide (SnS), cadmium sulfide (CdS), and polyaniline.
제25항에 있어서,
상기 전도성 고분자 용액은 PEDOT:PSS 용액인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 25,
The conductive polymer solution is a method of manufacturing a porous film, characterized in that the PEDOT:PSS solution.
제25항에 있어서,
상기 (f) 단계는 (d) 단계의 주형 필름에 생성된 전도성물질을 마이크로돔 필름으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 25,
The step (f) is a method of manufacturing a porous film, characterized in that the conductive material generated in the template film of step (d) is transferred to the microdome film.
제25항의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름.
A porous film prepared according to the manufacturing method of claim 25 and having a microdome-selectively coated moth-eye pattern with a conductive material.
제33항에 있어서,
상기 전도성물질은 150 내지 200nm로 코팅된 것을 특징으로 하는 다공성 필름.
The method of claim 33,
The conductive material is a porous film, characterized in that coated with 150 to 200nm.
제33항에 있어서,
상기 마이크로돔의 높이는 10 내지 20um이고, 직경은 15 내지 25um인 것을 특징으로 하는 다공성 필름.
The method of claim 33,
The height of the microdome is 10 to 20um, the porous film, characterized in that the diameter is 15 to 25um.
제25항의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 마이크로돔-선택적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 태양전지용 다공성 필름.
A porous film for solar cells manufactured according to the manufacturing method of claim 25 and having a microdome-selectively coated moth-eye pattern with a conductive material.
전도성물질로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름의 제조방법으로서,
(a) 휘발성 유기 용매에 폴리머 및 제1 반응물질을 혼합하여 폴리머 용액을 제조하는 단계;
(b) 상기 폴리머 용액을 허니컴 패턴을 갖는 필름에 부어 건조하여 나방-눈 패턴을 갖는 다공성 필름을 수득하는 단계; 및
(c) 상기 수득한 나방-눈 패턴을 갖는 다공성 필름을 제2 반응물질을 포함하는 용액에 담구어 필름 표면 전체에 제1 반응물질 및 제2 반응물질의 반응 생성물인 전도성물질을 코팅시키는 단계; 를 포함하는 다공성 필름의 제조방법.
As a method for producing a porous film having a moth-eye pattern coated with a conductive material,
(a) preparing a polymer solution by mixing a polymer and a first reactant in a volatile organic solvent;
(b) pouring the polymer solution into a film having a honeycomb pattern and drying to obtain a porous film having a moth-eye pattern; And
(c) immersing the obtained porous film having a moth-eye pattern in a solution containing a second reactant to coat the entire surface of the film with a conductive material, which is a reaction product of the first reactant and the second reactant; Method for producing a porous film comprising a.
제37항에 있어서,
상기 (a) 단계의 휘발성 유기 용매는 클로로폼(Chloroform), 이황화탄소(Carbon disulfide) 및 테트라하이드로퓨란(TetraHydroFuran)으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법
The method of claim 37,
The volatile organic solvent in step (a) is at least one solvent selected from the group consisting of chloroform, carbon disulfide, and tetrahydrofuran.
제37항에 있어서,
상기 (a) 단계의 폴리머는 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate) 및 폴리이미드(polyimide)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 폴리머인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 37,
The polymer of step (a) is a porous film, characterized in that it is at least one polymer selected from the group consisting of polystyrene, polycaprolactone, polymethylmethacrylate, and polyimide Method of manufacturing.
제37항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 염화주석Ⅱ(SnCl2), 염화주석Ⅳ(SnCl4), 또는 염화카드뮴(CdCl2)이고, 상기 (c) 단계의 제2 반응물질은 황화수소(H2S)인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 37,
The first reactant in step (a) is tin chloride II (SnCl 2 ), tin chloride IV (SnCl 4 ), or cadmium chloride (CdCl 2 ), and the second reactant in step (c) is hydrogen sulfide (H 2 S) Method for producing a porous film, characterized in that.
제37항에 있어서,
상기 (a) 단계의 제1 반응물질은 BPO(benzoyl peroxide)이고, 상기 ( c) 단계의 제2 반응물질은 염산 아닐린(aniline hydrochloride)인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 37,
The method of manufacturing a porous film, wherein the first reactant in step (a) is benzoyl peroxide (BPO), and the second reactant in step (c) is aniline hydrochloride.
제37항에 있어서,
상기 전도성물질은 황화주석(SnS), 황화카드뮴(CdS) 및 폴리아닐린(polyaniline) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다공성 필름의 제조방법.
The method of claim 37,
The conductive material is a method of manufacturing a porous film, characterized in that any one of tin sulfide (SnS), cadmium sulfide (CdS), and polyaniline.
제37항의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 전체적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 다공성 필름.
A porous film having a moth-eye pattern manufactured according to the manufacturing method of claim 37 and coated with a conductive material as a whole.
제43항에 있어서,
상기 전도성물질은 150 내지 200nm로 코팅된 것을 특징으로 하는 다공성 필름.
The method of claim 43,
The conductive material is a porous film, characterized in that coated with 150 to 200nm.
제43항에 있어서,
상기 마이크로돔의 높이는 10 내지 20um이고, 직경은 15 내지 25um인 것을 특징으로 하는 다공성 필름.
The method of claim 43,
The height of the microdome is 10 to 20um, the porous film, characterized in that the diameter is 15 to 25um.
제37항의 제조방법에 따라 제조되고, 전도성물질이 전체적으로 코팅된 나방-눈(moth-eye) 패턴을 갖는 태양전지용 다공성 필름.A porous film for solar cells manufactured according to the manufacturing method of claim 37 and having a moth-eye pattern coated with a conductive material as a whole.
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