WO2015005610A1 - 메타 물질 기반의 태양 복사에너지 흡수체 및 이의 제조방법 - Google Patents

메타 물질 기반의 태양 복사에너지 흡수체 및 이의 제조방법 Download PDF

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WO2015005610A1
WO2015005610A1 PCT/KR2014/005912 KR2014005912W WO2015005610A1 WO 2015005610 A1 WO2015005610 A1 WO 2015005610A1 KR 2014005912 W KR2014005912 W KR 2014005912W WO 2015005610 A1 WO2015005610 A1 WO 2015005610A1
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thin film
conductive
dielectric thin
forming
nanopattern
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PCT/KR2014/005912
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이헌
최학종
이봉재
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고려대학교 산학협력단
한국과학기술원
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    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a solar radiation absorber and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a solar radiation energy absorber for absorbing solar radiation having a broad spectrum as thermal energy and a method for manufacturing the solar radiation absorber.
  • solar radiation absorbers can improve their efficiency when their solar energy absorbance is high and their emissivity is low at their own temperature.
  • Korean Patent Registration No. 10-1229772 discloses a technique for adjusting the surface roughness.
  • the technique of controlling the surface roughness still has a difficulty in forming the absorber to have a high absorption rate in a wide range of wavelength bands.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an improved absorbance and emissivity in a relatively wide wavelength range, and a solar radiation absorber that can have a relatively high absorption rate even with a change in the incident angle of solar radiation. To provide.
  • Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the solar radiation absorber.
  • a solar radiation absorber is disposed on a metal plate, the metal plate, a plurality of conductive nano-patterns spaced apart from each other and the metal plate and the Interposed between the conductive nano-patterns, and comprises at least one dielectric thin film made of a dielectric material.
  • the conductive nano patterns may be stacked on a plurality of fluid thin films, respectively.
  • the conductive nano patterns are a first conductive nano pattern spaced at a first distance from the metal plate and a second conductive nano spaced at a second distance greater than the first distance from the metal plate It can include a pattern.
  • capacitive coupling and inductive coupling may be formed between the conductive nano patterns and the metal plate, respectively.
  • each of the conductive nano-patterns can change the resonance frequency according to capacitive coupling and inductive coupling by adjusting the length, area, shape or spacing.
  • the conductive nano-patterns are disposed on different dielectric thin films, a bar shape extending in parallel to each other, a cross bar shape extending to cross each other, to cross each other Each of them may have a C shape or an S shape to cross each other.
  • a metal plate is prepared, and a plurality of conductive nano-patterns spaced apart from each other on the metal plate.
  • a dielectric material is formed between the metal plate and the conductive nano-patterns to form at least one dielectric thin film.
  • the conductive nano-patterns in order to form the conductive nano-patterns, form a first conductive nano-pattern spaced apart from the metal plate by a first distance, and less than the first distance from the metal plate The second conductive nanopattern spaced apart by a large second distance may be formed.
  • the conductive nano patterns and the dielectric thin film may be formed by sequentially performing a deposition process and a lift process.
  • a first dielectric thin film is formed on the metal plate and a first formation region for forming the first conductive nanopattern is formed. Except for forming a first polymer pattern on the first dielectric thin film. Subsequently, a first preliminary conductive nano thin film is formed on the first dielectric thin film and the first polymer pattern corresponding to the first formation region, and the first polymer pattern is lifted off to form a first on the first formation region. A conductive nano pattern is formed.
  • a second dielectric thin film is formed on the first dielectric thin film except for the first formation region, and a second polymer is formed on the second dielectric thin film except for the second formation region for forming the second conductive nanopattern.
  • a second preliminary conductive nano thin film is formed on the second dielectric thin film and the second polymer pattern corresponding to the second formation region, and the second polymer pattern is lifted off to form second conductive nano on the second formation region.
  • a third dielectric thin film is formed on the second dielectric thin film except for the second formation region.
  • the conductive nano patterns and the dielectric thin film may be formed by sequentially performing direct imprinting processes.
  • a first dielectric thin film is formed on the metal plate, and the first formation region is a formation region of the first conductive nanopattern.
  • a first preliminary conductive nanopattern including conductive nanoparticles is formed in the recess by using a first mold having a recess formed in the recess.
  • the first preliminary conductive nanopattern is imprinted on the first dielectric thin film to form the first conductive nanopattern on the first dielectric thin film, and the image of the first dielectric thin film except for the first conductive nanopattern To form a second dielectric thin film;
  • a second preliminary conductive nanopattern including conductive nanoparticles is formed in the recess by using a second mold having a recess formed in the second formation region, which is the formation region of the second conductive nanopattern, and the second preconductivity. Imprinting a nano pattern on the second dielectric thin film to form the second conductive nanopattern on the second dielectric thin film.
  • a third dielectric thin film is formed on the second dielectric thin film except for the second formation region.
  • the conductive nano patterns and the dielectric thin film may be formed through a plurality of transfer processes.
  • a first dielectric thin film is formed on the metal plate, and the first formation region is a formation region of the first conductive nanopattern.
  • a first preliminary conductive nanopattern including conductive nanoparticles is formed on the protrusion by using a first stamp having a protrusion formed on the protrusion.
  • the first preliminary conductive nanopattern is transferred to the first dielectric thin film to form the first conductive nanopattern on the first dielectric thin film, and the second dielectric thin film is disposed on the first dielectric thin film except for the first conductive nanopattern.
  • a dielectric thin film is formed.
  • a second preliminary conductive nanopattern including conductive nanoparticles is formed on the protrusion by using a second stamp having a protrusion formed in the second formation region, which is the formation region of the second conductive nanopattern. Transferring the second preliminary conductive nanopattern to the second dielectric thin film to form the second conductive nanopattern on the second dielectric thin film, and forming a third dielectric on the second dielectric thin film except for the second formation region. Form a thin film.
  • the solar radiation absorber According to the above-described solar radiation absorber and a manufacturing method thereof, capacitive coupling and induction between the metal plate and the conductive nanopatterns are provided as the conductive nanopatterns spaced apart from each other on the metal plate and a dielectric thin film interposed therebetween.
  • the resonant frequency is set by forming a sex coupling.
  • various resonance frequencies are formed, thereby forming a resonance frequency corresponding to a wavelength having a relatively low absorption rate, thereby improving absorption.
  • the solar radiation absorber can absorb the solar radiation with little loss based on the metamaterial over the entire wavelength region of the solar radiation.
  • the resonance frequency may be easily adjusted.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the solar radiation absorber shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a circuit diagram for describing a circuit configuration of part A of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • 5 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 to 20 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • 21 to 28 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a graph for describing absorption rates of wavelengths of sunlight with respect to the solar radiation absorber illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 30 is a graph for describing an absorption rate according to an incident angle of sunlight of the solar radiation absorber shown in FIG. 1.
  • the solar radiation absorber according to the embodiment of the present invention is disposed on a metal plate, the metal plate, a plurality of conductive nano-patterns spaced apart from each other and interposed between the metal plate and the conductive nano-patterns, and a dielectric material And at least one dielectric thin film.
  • the conductive nano patterns may be stacked on a plurality of fluid thin films, respectively.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the solar radiation absorber shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a circuit diagram for describing a circuit configuration of part A of FIG. 2.
  • the solar radiation absorber 100 includes a metal plate 110, a plurality of conductive nano patterns 130 and 150, and a dielectric thin film 140. do.
  • the metal plate 110 may have a plate shape.
  • the metal plate 110 is made of metal.
  • the metal plate 110 may be made of a metal having a relatively large work function to prevent deterioration during driving.
  • the metal plate may include Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Au, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Ni, Mo, Pd, Ta, Co, Fe, Mn, Zn, Mg and It can be made of one of W.
  • the metal plate 110 may include a metal alloy such as SUS, nichrome, and duralumin.
  • the conductive nano patterns 130 and 150 are disposed on the metal plate 110. In addition, the conductive nano patterns 130 and 150 are spaced apart from the metal plate 110. The conductive nano patterns 130 and 150 are spaced apart from each other. The conductive nano patterns 130 and 150 may correspond to meta materials.
  • the conductive nano patterns 130 and 150 may be made of the same material as the metal plate 110. Alternatively, the conductive nano patterns 130 and 150 may be made of a material different from that of the metal plate 110.
  • the conductive nano patterns 130 and 150 may have a stack structure in which they are disposed in different planes and stacked in a plurality of layers.
  • the conductive nano patterns 130 and 150 may be spaced apart from the metal plate 110 by a first distance between the first conductive nano pattern 130 and the metal plate 110 by a second distance.
  • the pattern 150 may be included. In this case, the second distance may be greater than the first distance.
  • Each of the conductive nano patterns 130 and 150 may have a bar shape.
  • the conductive nano patterns 130 and 150 may extend in a first direction in parallel to each other.
  • the conductive nano patterns 130 and 150 may extend to cross each other in different planes to have a cross bar shape such as a Swiss cross.
  • each of the conductive nano patterns 130 and 150 may have a C shape. Accordingly, each of the conductive nano patterns 130 and 150 may have a split ring resonator (SRR) shape. In addition, the conductive nano patterns 130 and 150 may each have an S shape in different planes. In this case, the conductive nano-patterns 130 and 150 may have a swastika shape as the loads are formed to cross each other.
  • SRR split ring resonator
  • the dielectric thin film 140 is interposed between the metal plate 110 and the conductive nano patterns 130 and 150.
  • the dielectric thin film 140 may be made of a dielectric material.
  • the dielectric thin film 140 may be formed of silicon oxide, aluminum oxide, molybdenum oxide, zinc oxide, iron oxide, manganese oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, gallium oxide, indium oxide, tin oxide, lead oxide, zirconium oxide, and the like. It may include a binary oxide such as hafnium oxide.
  • the dielectric thin film 140 may include a nitride such as zirconium nitride, titanium nitride, aluminum nitride, or silicon nitride.
  • the dielectric thin film 140 may be made of a halide such as magnesium fluoride, lithium fluoride, calcium chloride, potassium chloride, and the like.
  • the dielectric thin film 140 may be formed of a ternary compound such as SiON, PbTiO 3 , BaTiO 3 , MgAl 2 O 3, or the like.
  • the alternating current loop generates a magnetic moment to generate magnetic induction.
  • the conductive nano patterns 130 and 150 and the metal plate 110 may be mutually inductively coupled.
  • the conductive nanopatterns 130 and 150 and the metal plate 110 may have mutual capacitive coupling and inductive coupling.
  • a resonance frequency may be determined using an inductance and a capacitance between the conductive nano patterns 130 and 150 and the metal plate 110. Sunlight having a frequency equal to the resonance frequency may be absorbed to the solar radiation absorber as much as possible.
  • the inductance or capacitance may be adjusted to independently change the resonance frequency.
  • the solar radiation absorber can absorb solar radiation at an improved absorption rate over the entire frequency band.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • a metal plate is prepared (S110).
  • the metal plate may have a plate shape.
  • the metal plate is made of metal.
  • the metal plate may be made of a metal having a relatively large work function to prevent layer deterioration during driving.
  • the conductive nano patterns are formed spaced apart from the metal plate. In addition, the conductive nano-patterns are formed spaced apart from each other.
  • the conductive nano patterns may be formed of the same material as the metal plate. Alternatively, the conductive nano patterns may be formed of a material different from that of the metal plate.
  • the conductive nano-patterns may be formed to have a stack structure that is disposed in different planes and stacked in multiple layers.
  • the conductive nanopatterns may be formed to have a first conductive nanopattern spaced apart from the metal plate by a first distance and a second conductive nanopattern spaced apart from the metal play by a second distance. In this case, the second distance may be greater than the first distance.
  • the conductive nanopatterns are formed using ebeam lithography, photolithography, Xray lithography, EUV lithography, Ionbeam lithography, Laser interference lithography, holography lithography, Nanoimprint lithography, Dipden lithography, Inkjet printing, nanotransfer printing, micro contact printing, soft lithography, etc. Can be.
  • the dielectric thin film is formed of a dielectric material between the metal plate and the conductive nanopatterns (S150).
  • the dielectric thin film may be formed of a plurality of dielectric thin films by spin coating fixing.
  • the dielectric thin film may be formed through a chemical mechanical polishing process of forming a preliminary dielectric thin film through a chemical vapor deposition process, a physical vapor deposition process, and then planarizing the preliminary dielectric thin film.
  • a solar radiation absorber including a metal plate, conductive nano patterns, and a dielectric thin film is manufactured.
  • 5 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • a first dielectric thin film 141 is formed on the metal plate 110.
  • the first dielectric thin film 141 may be formed through spin coating fixing.
  • the first dielectric thin film 141 is a chemical mechanical polishing process of forming a first preliminary dielectric thin film (not shown) through a chemical vapor deposition process and a physical vapor deposition process, and then planarizing the first preliminary dielectric thin film. Through the first dielectric thin film 141 may be formed.
  • a first polymer pattern 161 is formed on the first dielectric thin film 141.
  • the first polymer pattern 161 may be formed in a region other than the first formation region for forming the first conductive nanopattern.
  • the first polymer pattern 161 may include an electron beam lithography process, a laser interference lithography process, an extreme ultraviolet lithography process, a photolithography process, and a nanoimprint lithography process. It may be formed through a lithography process.
  • a first preliminary conductive nano thin film 131 is formed on the first polymer pattern 161 and the first dielectric thin film 141 corresponding to the first formation region.
  • the first preliminary conductive nano thin film 131 may be formed through a sputtering process or an electron beam vaporization process.
  • the first polymer pattern 161 is lifted off from the first dielectric thin film 141 to form a first conductive nano pattern 130 on the first dielectric thin film 141.
  • the first conductive nano pattern 130 may be formed in the first formation region.
  • a second dielectric thin film 142 is formed in a region other than the first formation region and on the first fluid thin film 141.
  • the second dielectric thin film 142 may be formed through the same process as the first dielectric thin film 141. That is, the second dielectric thin film 142 may be formed through spin coating fixing.
  • the second dielectric thin film 142 is a chemical mechanical polishing process of forming a second preliminary dielectric thin film (not shown) through a chemical vapor deposition process and a physical vapor deposition process, and then planarizing the second preliminary dielectric thin film. Through the second dielectric thin film 142 may be formed.
  • a second polymer pattern 162 is formed on the second dielectric thin film 142.
  • the second polymer pattern 162 may be formed in a region other than the second formation region for forming the second conductive nanopattern.
  • the second polymer pattern 162 may include an electron beam lithography process, a laser interference lithography process, an extreme ultraviolet lithography process, a photolithography process, and a nanoimprint lithography process. It may be formed through a lithography process.
  • a second preliminary conductive nano thin film 151 is formed on the second polymer pattern 162 and the second dielectric thin film 142 corresponding to the second formation region.
  • the second preliminary conductive nano thin film 151 may be formed through a sputtering process or an electron beam vaporization process.
  • the second polymer pattern 162 is lifted off from the second dielectric thin film 142 to form a second conductive nano pattern 150 on the second dielectric thin film 142.
  • the second conductive nano pattern 150 may be formed in the second formation region.
  • a third dielectric thin film 143 is formed in a region other than the second formation region and on the second fluid thin film 142.
  • the third dielectric thin film 143 may be formed through the same process as the first dielectric thin film 141. That is, the third dielectric thin film 143 may be formed through spin coating fixing.
  • the third dielectric thin film 143 is formed through a chemical vapor deposition process, a physical vapor deposition process, and then a third chemical dielectric polishing process to planarize the third preliminary dielectric thin film.
  • the dielectric thin film 143 may be formed.
  • the first and second conductive nano patterns 130 and 150 may be formed on the metal plate 110 in a stacked state using the lift-off processes.
  • FIG. 13 to 20 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • a first dielectric thin film 241 is formed on the metal plate 210.
  • the first dielectric thin film 241 may be formed through spin coating fixing.
  • the first dielectric thin film 241 is formed through the chemical vapor deposition process and the physical vapor deposition process, and then the chemical mechanical polishing process to planarize the first preliminary dielectric thin film.
  • the dielectric thin film 241 may be formed.
  • a first preliminary portion including conductive nanoparticles in the recess is formed by using the first mold 10 having the recess 15 (see FIG. 15) formed in the first formation region, which is the formation region of the first conductive nanopattern.
  • the conductive nano pattern 231 is formed.
  • the first preliminary conductive nanopattern 231 may be formed by dispensing a first solution including the conductive nanoparticles in the recess.
  • the first preliminary conductive nanopattern 231 may be formed through a spin coating process.
  • the first mold 10 may use a polymer mold having high moisture permeability.
  • the first mold 10 may be formed using polydimethylsiloxane (PDMS) or perfluoropolyether (PFPE) material.
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PFPE perfluoropolyether
  • a first preliminary conductive nano pattern 231 formed on the first mold 10 is imprinted on the first dielectric thin film 241.
  • the first conductive nano pattern 230 is formed on the first dielectric thin film 241 by removing the first mold 10 from the first dielectric thin film 241.
  • a second dielectric thin film 242 is formed on the first dielectric thin film 241 in a region other than the first formation region.
  • the second dielectric thin film 242 may be formed through spin coating fixing.
  • the second dielectric thin film 242 is formed through a chemical vapor deposition process and a physical vapor deposition process, and then a second chemical dielectric polishing process to planarize the second preliminary dielectric thin film.
  • the dielectric thin film 241 may be formed.
  • conductive nanoparticles are included in the recesses by using the second mold 20 having the recesses 25 (see FIG. 19) formed in the second formation region, which is the formation region of the second conductive nanopattern.
  • the second preliminary conductive nano pattern 251 is formed.
  • the second preliminary conductive nanopattern 251 may be formed by dispensing a second solution including the conductive nanoparticles in the recess.
  • the second preliminary conductive nanopattern 251 may be formed through a spin coating process.
  • a second preliminary conductive nano pattern 251 formed on the second mold 20 is imprinted on the second dielectric thin film 242.
  • a second conductive nano pattern 250 is formed on the second dielectric thin film 242 by removing the second mold 20 from the second dielectric thin film 242.
  • a third dielectric thin film 243 is formed on the second dielectric thin film 242 in a region other than the second formation region.
  • the third dielectric thin film 243 may be formed through spin coating fixing.
  • the third dielectric thin film 243 may be formed through a chemical vapor deposition process or a physical vapor deposition process, and then, through the chemical mechanical polishing process of planarizing the third preliminary dielectric thin film. Dielectric thin film 243 may be formed.
  • the first and second conductive nanopatterns 230 and 250 may be formed on the metal plate 210 by using the direct imprinting processes.
  • 21 to 28 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar radiation absorber according to an embodiment of the present invention.
  • 1 preliminary conductive nano-pattern 331 is formed.
  • the first preliminary conductive nano pattern 331 may be formed through a sputtering process or an electron beam vaporization process.
  • a first dielectric thin film 341 is formed on the metal plate 310.
  • the first dielectric thin film 341 may be formed through spin coating fixing.
  • the first dielectric thin film 341 may be formed by forming a first preliminary dielectric thin film through a chemical vapor deposition process or a physical vapor deposition process, followed by a chemical mechanical polishing process to planarize the first preliminary dielectric thin film. Dielectric thin film 341 may be formed.
  • the first preliminary conductive nanopattern 331 formed on the first stamp 30 is transferred to the first dielectric thin film 341.
  • a pretreatment process of forming a self-assembled monolayer on the first dielectric thin film 341 or UV / O 3 treatment may be additionally performed. As a result, the bonding force between the first dielectric thin film 341 and the first preliminary conductive nanopattern 331 may be improved.
  • a first conductive nano pattern 330 is formed on the first dielectric thin film 341 by removing the first stamp 30 from the first dielectric thin film 341.
  • a second dielectric thin film 342 is formed on the first dielectric thin film 341 in a region other than the first formation region.
  • the second dielectric thin film 342 may be formed through spin coating fixing.
  • the second dielectric thin film 342 may be formed by forming a second preliminary dielectric thin film through a chemical vapor deposition process or a physical vapor deposition process, and then performing a chemical mechanical polishing process to planarize the second preliminary dielectric thin film. Dielectric thin film 342 may be formed.
  • a second portion including conductive nanoparticles is formed on the protrusion 45 by using a second stamp 40 having a protrusion 45 formed on a second formation region, which is a formation region of a second conductive nanopattern.
  • the preliminary conductive nano pattern 351 is formed.
  • the second preliminary conductive nano pattern 351 may be formed through a sputtering process or an electron beam vaporization process.
  • a second preliminary conductive nano pattern 351 formed on the second stamp 40 is transferred onto the second dielectric thin film 341.
  • a pre-processing step of ultraviolet / ozone treatment UV / O 3 treatment
  • UV / O 3 treatment ultraviolet / O 3 treatment
  • a second conductive nano pattern 350 is formed on the second dielectric thin film 342 by removing the second stamp 40 from the second dielectric thin film 342.
  • a third dielectric thin film 343 is formed on the second dielectric thin film 342 in regions other than the second formation region.
  • the third dielectric thin film 343 may be formed through spin coating fixing.
  • the third dielectric thin film 341 forms a third preliminary dielectric thin film through a chemical vapor deposition process or a physical vapor deposition process, and then a third chemical thin film process through a chemical mechanical polishing process to planarize the third preliminary dielectric thin film. Dielectric thin film 341 may be formed.
  • first and second conductive nanopatterns 330 and 350 may be stacked on the metal plate 310 by using the transfer processes.
  • FIG. 29 is a graph for describing absorption rates of wavelengths of sunlight with respect to the solar radiation absorber illustrated in FIG. 1.
  • the solar radiation absorber has an excellent absorption rate for sunlight having a wavelength of 300 to 2,500 nm.
  • the solar radiation absorber can have a very high absorption rate in a relatively wide radiation spectral region.
  • FIG. 30 is a graph for describing an absorption rate according to an incident angle of sunlight of the solar radiation absorber shown in FIG. 1.
  • the solar radiation absorber can absorb the solar radiation without loss due to the change in the incident angle of the solar radiation.
  • the solar radiation absorber and a manufacturing method thereof capacitive coupling and induction between the metal plate and the conductive nanopatterns are provided as the conductive nanopatterns spaced apart from each other on the metal plate and a dielectric thin film interposed therebetween.
  • the resonant frequency is set by forming a sex coupling.
  • the resonance frequency is adjustable by changing the shape, size, material, spacing, etc. of the conductive nanopatterns, so that the absorption rate may be improved by matching the resonance frequency to a wavelength having a relatively low absorption rate.
  • the solar radiation absorber can have an excellent absorption rate over the entire wavelength band of solar radiation.
  • various kinds of conductive nano-patterns may be realized by using a lift-off process, a direct imprinting process, or a transfer process.
  • the solar radiation absorber and its manufacturing method may be applied to a military technology, a solar cell technology, a thermoelectric device technology that can absorb heat to avoid tracking.

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Abstract

태양 복사에너지 흡수체는 금속 플레이트, 상기 금속 플레이트 상부에 배치되며, 상호 이격된 복수의 도전성 나노 패턴들 및 상기 금속 플레이트 및 상기 도전성 나노 패턴들을 사이에 개재되며, 유전 물질로 이루어지며 적어도 하나의 유전체 박막을 포함한다.

Description

메타 물질 기반의 태양 복사에너지 흡수체 및 이의 제조방법
본 발명은 태양 복사에너지 흡수체 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 넓은 스펙트럼을 갖는 태양 복사에너지를 열에너지로 흡수하는 태양복사 에너지 흡수체 및 상기 태양 복사에너지 흡수체의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양 복사에너지 흡수체는 태양 에너지에 대한 흡수율이 높고 자체 온도에서 방사율은 낮은 경우 그 효율이 개선될 수 있다.
이를 만족시키기 위해 다양한 방법이 시도되고 있다. 일례로, 태양 복사에너지에 대한 흡수율을 높이고 그 방사율을 낮추기 위해 흡수체의 표면을 특정 소재로 선택 코팅하는 기술이 있으나, 아직까지는 코팅이 안정적이지 못하며 고온 상태에서는 코팅이 박리되면서 그 성질을 잃는 경우가 발생하고 있다. 한편, 다른 예로는 흡수체의 표면 거칠기를 조절하여 흡수율을 높이고 방사율을 낮추는 기술이 알려져 있다.
특히, 대한민국 특허등록번호 제10-1229772호는 상기 표면 거칠기를 조절하는 기술을 개시하고 있다. 하지만, 상기 표면 거칠기를 조절하는 기술에는 넓은 영역의 파장 대에서 높은 흡수율을 갖도록 상기 흡수체가 형성되는 데 여전히 그 어려움이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 일 목적은 상대적으로 넓은 파장 영역에서 개선된 흡수율 및 방사율을 갖고 태양 복사에너지의 입사각의 변화에도 상대적으로 높은 흡수율을 가질 수 있는 태양 복사에너지 흡수체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 태양 복사에너지 흡수체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체는 금속 플레이트, 상기 금속 플레이트 상부에 배치되며, 상호 이격된 복수의 도전성 나노 패턴들 및 상기 금속 플레이트 및 상기 도전성 나노 패턴들을 사이에 개재되며, 유전 물질로 이루어진 적어도 하나의 유전체 박막을 포함한다. 여기서, 상기 도전성 나노 패턴들은 복수의 유체제 박막 상에 각각 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들은 상기 금속 플레이트로부터 제1 거리로 이격된 제1 도전성 나노 패턴 및 상기 금속 플레이트로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리로 이격된 제2 도전성 나노 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 태양광이 인가될 경우, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 금속 플레이트 사이 각각에는 용량성 결합 및 유도성 결합을 이룰 수 있다. 여기서, 상기 도전성 나노 패턴들 각각은 길이, 면적, 형상 또는 간격을 조절함으로써 용량성 결합 및 유도성 결합에 따른 공진 주파수를 변경시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들은 서로 다른 유전체 박막들 상에 배치되며, 상호 평행하게 연장된 바(bar) 형상, 상호 교차하도록 연장된 크로스바(cross bar) 형상, 상호 교차하도록 C자 형상 또는 상호 교차하도록 S자 형상을 각각 가질 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법에 있어서, 금속 플레이트를 준비하고, 상기 금속 플레이트 상부에 상호 이격된 복수의 도전성 나노 패턴들을 형성한다. 또한 상기 금속 플레이트 및 상기 도전성 나노 패턴들을 사이에, 유전 물질로 이루어지며 적어도 하나의 유전체 박막을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들을 형성하기 위하여 상기 도전성 나노 패턴들은 상기 금속 플레이트로부터 제1 거리로 이격된 제1 도전성 나노 패턴을 형성하고, 상기 금속 플레이트로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리로 이격된 제2 도전성 나노 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막은 증착 공정 및 리프트 공정을 순차적으로 수행함으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막을 형성하기 위하여, 상기 금속 플레이트 상에 제1 유전체 박막을 형성하고, 상기 제1 도전성 나노 패턴을 형성하기 위한 제1 형성 영역을 제외한 상기 제1 유전체 박막 상에 제1 폴리머 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 제1 형성 영역에 해당하는 상기 제1 유전체 박막 및 상기 제1 폴리머 패턴 상에 제1 예비 도전성 나노 박막을 형성하고, 상기 제1 폴리머 패턴을 리프트 오프시켜 상기 제1 형성 영역에 제1 도전성 나노 패턴을 형성한다. 이후, 상기 제1 형성 영역을 제외한 상기 제1 유전체 박막 상에 제2 유전체 박막을 형성하고, 상기 제2 도전성 나노 패턴을 형성하기 위한 제2 형성 영역을 제외한 상기 제2 유전체 박막 상에 제2 폴리머 패턴을 형성한다. 상기 제2 형성 영역에 해당하는 상기 제2 유전체 박막 및 상기 제2 폴리머 패턴 상에 제2 예비 도전성 나노 박막을 형성하고, 상기 제2 폴리머 패턴을 리프트 오프시켜 상기 제2 형성 영역에 제2 도전성 나노 패턴을 형성한다. 이후, 상기 제2 형성 영역을 제외한 상기 제2 유전체 박막 상에 제3 유전체 박막을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막은 직접 임프린팅 공정들을 순차적으로 수행하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막을 형성하기 위하여, 상기 금속 플레이트 상에 제1 유전체 박막을 형성하고, 상기 제1 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제1 형성 영역에 형성된 오목부를 갖는 제1 몰드를 이용하여 상기 오목부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제1 예비 도전성 나노 패턴을 형성한다. 이후, 상기 제1 예비 도전성 나노 패턴을 상기 제1 유전체 박막에 임프린팅하여 상기 제1 유전체 박막 상에 상기 제1 도전성 나노 패턴을 형성하고, 상기 제1 도전성 나노 패턴을 제외한 상기 제1 유전체 박막 상에 제2 유전체 박막을 형성한다. 상기 제2 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제2 형성 영역에 형성된 오목부를 갖는 제2 몰드를 이용하여 상기 오목부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제2 예비 도전성 나노 패턴을 형성하고, 상기 제2 예비 도전성 나노 패턴을 상기 제2 유전체 박막에 임프린팅하여 상기 제2 유전체 박막 상에 상기 제2 도전성 나노 패턴을 형성한다. 상기 제2 형성 영역을 제외한 상기 제2 유전체 박막 상에 제3 유전체 박막을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막은 복수의 전사 공정들을 통하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막을 형성하기 위하여, 상기 금속 플레이트 상에 제1 유전체 박막을 형성하고, 상기 제1 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제1 형성 영역에 형성된 돌출부를 갖는 제1 스탬프를 이용하여 상기 돌출부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제1 예비 도전성 나노 패턴을 형성한다. 상기 제1 예비 도전성 나노 패턴을 상기 제1 유전체 박막에 전사하여 상기 제1 유전체 박막 상에 상기 제1 도전성 나노 패턴을 형성하고, 상기 제1 도전성 나노 패턴을 제외한 상기 제1 유전체 박막 상에 제2 유전체 박막을 형성한다. 상기 제2 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제2 형성 영역에 형성된 돌출부를 갖는 제2 스탬프를 이용하여 상기 돌출부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제2 예비 도전성 나노 패턴을 형성한다. 상기 제2 예비 도전성 나노 패턴을 상기 제2 유전체 박막에 전사하여 상기 제2 유전체 박막 상에 상기 제2 도전성 나노 패턴을 형성하고, 상기 제2 형성 영역을 제외한 상기 제2 유전체 박막 상에 제3 유전체 박막을 형성한다.
상술한 태양 복사에너지 흡수체 및 이의 제조방법에 따르면, 금속 플레이트 상에 상호 이격된 도전성 나노 패턴들 및 그 사이에 개재된 유전체 박막이 구비됨에 따라 금속 플레이트 및 상기 도전성 나노 패턴들 간의 용량성 결합 및 유도성 결합이 형성됨으로써 공진 주파수가 설정된다. 상기 도전성 나노 패턴들의 모양, 크기, 물질, 간격 등을 변경시켜 다양한 공진 주파수가 형성됨으로써, 상대적으로 낮은 흡수율을 갖는 파장에 해당하는 공진 주파수를 형성시켜 흡수율이 개선될 수 있다. 결과적으로 상기 태양 복사에너지 흡수체는 태양 복사에너지의 전체 파장 영역에 걸쳐서 메타 물질에 기반하여 상기 태양 복사 에너지를 거의 손실없이 흡수할 수 있다.
또한, 리프트 오프 공정, 직접 임프린팅 공정 또는 전사 공정을 이용하여 여러 가지 다양한 형상의 도전성 나노 패턴들이 구현 가능함으로써 상기 공진 주파수의 조절이 용이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양 복사에너지 흡수체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분의 회로 구성을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 21 내지 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 29는 도 1에 도시된 태양 복사에너지 흡수체에 대한 태양광의 파장별 흡수율을 설명하기 위한 그래프이다.
도 30은 도 1에 도시된 태양 복사에너지 흡수체에 대한 태양광 입사각도에 따른 흡수율을 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체는 금속 플레이트, 상기 금속 플레이트 상부에 배치되며, 상호 이격된 복수의 도전성 나노 패턴들 및 상기 금속 플레이트 및 상기 도전성 나노 패턴들을 사이에 개재되며, 유전 물질로 이루어진 적어도 하나의 유전체 박막을 포함한다. 여기서, 상기 도전성 나노 패턴들은 복수의 유체제 박막 상에 각각 적층될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 대상물들의 크기와 양은 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
<태양 복사에너지 흡수체>
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체를 설명하기 위한 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 태양 복사에너지 흡수체를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 도 2의 A 부분의 회로 구성을 설명하기 위한 회로도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체(100)는 금속 플레이트(110), 복수의 도전성 나노 패턴들(130, 150) 및 유전체 박막(140)을 포함한다.
상기 금속 플레이트(110)는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 금속 플레이트(110)는 금속으로 이루어진다. 상기 금속 플레이트(110)는 구동 중 열화를 방지하기 위해 상대적으로 큰 일함수를 갖는 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 플레이트는 Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Au, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Ni, Mo, Pd, Ta, Co, Fe, Mn, Zn, Mg 및 W 중 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 금속 플레이트(110)는 SUS, 니크롬, 두랄루민 등의 금속 합금을 포함할 수 있다.
상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 상기 금속 플레이트(110)의 상부에 배치된다. 또한, 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 상기 금속 플레이트(110)로부터 이격되어 배치된다. 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 상호 이격되어 배치된다. 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)이 메타 물질에 해당할 수 있다.
상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 상기 금속 플레이트(110)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 이와 다르게, 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 상기 금속 플레이트(110)와 다른 물질로 이루어질 수 있다.
상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 서로 다른 평면에서 배치되어 복층으로 적층된 스택 구조를 가질 수 있다.
상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 상기 금속 플레이트(110)로부터 제1 거리로 이격된 제1 도전성 나노 패턴(130) 및 상기 금속 플레이트(110)로부터 제2 거리로 이격된 제2 도전성 나노 패턴(150)을 포함할 수 있다. 이때 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 클 수 있다.
상기 도전성 나노 패턴들(130, 150) 각각은 바(bar)형상을 가질 수 있다. 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 상호 평행하게 제1 방향으로 연장될 수 있다. 이와 다르게 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 서로 다른 평면에서 상호 교차하도록 연장되어 스위스 크로스(swiss cross)와 같은 크로스 바(cross bar) 형상을 가질 수 있다.
한편, 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150) 각각은 C자 형상을 가질 수 있다. 이로써 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150) 각각은 스플릿 링 공진기(split ring resonator; SRR) 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 서로 다른 평면에서 각각 S자 형상을 가질 수 있다. 이때 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)은 상호 교차하도록 형성됨에 따라 짐에 따라 전체적으로 卍 (swastika) 형상을 가질 수 있다.
상기 유전체 박막(140)은 상기 금속 플레이트(110) 및 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150) 사이에 개재된다. 상기 유전체 박막(140)은 유전 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 유전체 박막(140)은 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 아연 산화물, 철 산화물, 망간 산화물, 바나듐 산화물, 텅스텐 산화물, 갈륨 산화물, 인듐 산화물, 주석 산화물, 납 산화물, 지르코늄 산화물 및 하프늄 산화물과 같은 이원계 산화물를 포함할 수 있다. 또한, 상기 유전체 박막(140)은 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 알루미늄 질화물, 실리콘 질화물과 같은 질화물을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 유전체 박막(140)은 플루오르화 마그네슘, 플루오로화 리튬, 염화칼슘, 염화칼륨과 같은 할로겐화물로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 유전체 박막(140)은 SiON, PbTiO3, BaTiO3, MgAl2O3 등과 같은 삼원계 화합물로 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 태양 복사에너지 흡수체에 광이 입사될 경우, 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)의 길이 방향을 따라 전기장이 극성화되면 교류 전류가 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150) 각각에 형성된다. 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)의 양단에 전하들이 축적됨으로써 상기 금속 플레이트(110)에는 반대 방향으로 흐르는 전류가 유도된다. 이때 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)의 크기가 특정 파장보다 작을 경우 상기 유도 전류들이 공진 주파수에서 정상파를 형성함으로써 다이폴 쌍이 유도된다. 따라서 이들 주위에 국소 필드(local field)가 교대로 변화됨으로써 상기 유전체 박막(140)이 새로운 유전율을 갖도록 한다. 이로써 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150) 및 상기 금속 플레이트(110)는 상호 용량성 결합을 한다.
한편, 상기 교류 전류 루프는 마그네틱 모멘트(magnetic moment)을 생성하여 자기 유도(selfinduction)가 발생한다. 이로써 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150) 및 상기 금속 플레이트(110)는 상호 유도성 결합을 할 수 있다.
따라서, 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150) 및 상기 금속 플레이트(110)는 상호 용량성 결합 및 유도성 결합을 할 수 있다. 이 경우, 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150) 및 상기 금속 플레이트(110) 사이의 인덕턴스 및 커패시턴스를 이용하여 공진 주파수가 결정될 수 있다. 상기 공진 주파수와 동일한 주파수를 갖는 태양광이 상기 태양 복사에너지 흡수체에 최대로 흡수될 수 있다.
따라서, 상기 도전성 나노 패턴들(130, 150)의 크기, 모양, 물질, 길이, 간격, 층수 등을 변화시켜, 상기 인덕턴스 또는 커패시턴스가 조절됨으로써 공진 주파수를 독립적으로 변경시킬 수 있다. 이로써, 상대적으로 낮은 흡수율을 갖는 주파수 대역에 대응되는 공진 주파수를 형성하여, 상기 태양 복사에너지 흡수체가 전체 주파수 대역에 걸쳐 태양 복사에너지를 개선된 흡수율로 흡수할 수 있다.
<태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법>
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 먼저 금속 플레이트를 준비한다(S110). 상기 금속 플레이트는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 금속 플레이트는 금속으로 이루어진다. 상기 금속 플레이트는 구동 중 층열화를 방지하기 위해 상대적으로 큰 일함수를 갖는 금속으로 이루어질 수 있다.
이어서, 상기 금속 플레이트 상부에 상호 이격된 복수의 도전성 나노 패턴들을 형성한다(S130).
상기 도전성 나노 패턴들은 상기 금속 플레이트로부터 이격되어 형성된다. 또한, 상기 도전성 나노 패턴들은 상호 이격되어 형성된다.
상기 도전성 나노 패턴들은 상기 금속 플레이트와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 도전성 나노 패턴들은 상기 금속 플레이트와 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 도전성 나노 패턴들은 서로 다른 평면에서 배치되어 복층으로 적층된 스택 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 도전성 나노 패턴들은 상기 금속 플레이트로부터 제1 거리로 이격된 제1 도전성 나노 패턴 및 상기 금속 플레이로부터 제2 거리로 이격된 제2 도전성 나노 패턴을 구비하도록 형성할 수 있다. 이때 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 클 수 있다.
상기 도전성 나노 패턴들은 ebeam lithography, photolithography, Xray lithography, EUV lithography, Ionbeam lithography, Laser interference lithography, holography lithography, Nanoimprint lithography, Dipden lithography, Inkjet printing, nanotransfer printing, micro contact printing, soft lithography 등을 이용하여 형성될 수 있다.
이어서, 상기 금속 플레이트 및 상기 도전성 나노 패턴들을 사이에, 유전 물질로 이루어지며 적어도 하나의 유전체 박막을 형성한다(S150). 상기 유전체 박막은 스핀 코팅 고정을 통하여 복수의 유전체 박막들이 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 유전체 박막은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 예비 유전체 박막을 형성한 후, 상기 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 유전체 박막이 형성될 수 있다.
이로써, 금속 플레이트, 도전성 나노 패턴들 및 유전체 박막을 포함하는 태양 복사에너지 흡수체를 제조한다.
도 5 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5를 참조하면, 상기 금속 플레이트(110) 상에 제1 유전체 박막(141)을 형성한다. 상기 제1 유전체 박막(141)은 스핀 코팅 고정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 유전체 박막(141)은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 제1 예비 유전체 박막(미도시)을 형성한 후, 상기 제1 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 제1 유전체 박막(141)이 형성될 수 있다.
이후, 상기 제1 유전체 박막(141) 상에 제1 폴리머 패턴(161)을 형성한다. 상기 제1 폴리머 패턴(161)은 제1 도전성 나노 패턴을 형성하기 위한 제1 형성 영역을 제외한 영역에 형성될 수 있다. 상기 제1 폴리머 패턴(161)은 전자빔 리소그래피(ebeam lithography) 공정, 레이저 인터피어런스 리소그래피(laser interference lithography) 공정, 극단자외선 리소그래피(EUV lithography) 공정, 포토리소그래피(photolithography) 공정, 나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography) 공정 등을 통하여 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 폴리머 패턴(161) 및 상기 제1 형성 영역에 해당하는 상기 제1 유전체 박막(141) 상에 제1 예비 도전성 나노 박막(131)을 형성한다. 상기 제1 예비 도전성 나노 박막(131)은 스퍼터링 공정 또는 전자빔 기화 공정을 통하여 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 폴리머 패턴(161)을 상기 제1 유전체 박막(141)으로부터 리프트 오프 시켜, 상기 제1 유전체 박막(141) 상에 제1 도전성 나노 패턴(130)을 형성한다. 상기 제1 도전성 나노 패턴(130)은 상기 제1 형성 영역에 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제1 형성 영역을 제외한 영역 내 및 상기 제1 유체체 박막(141) 상에 제2 유전체 박막(142)을 형성한다. 상기 제2 유전체 박막(142)은 상기 제1 유전체 박막(141)과 동일한 공정을 통하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 유전체 박막(142)은 스핀 코팅 고정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제2 유전체 박막(142)은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 제2 예비 유전체 박막(미도시)을 형성한 후, 상기 제2 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 제2 유전체 박막(142)이 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 제2 유전체 박막(142) 상에 제2 폴리머 패턴(162)을 형성한다. 상기 제2 폴리머 패턴(162)은 제2 도전성 나노 패턴을 형성하기 위한 제2 형성 영역을 제외한 영역에 형성될 수 있다. 상기 제2 폴리머 패턴(162)은 전자빔 리소그래피(ebeam lithography) 공정, 레이저 인터피어런스 리소그래피(laser interference lithography) 공정, 극단자외선 리소그래피(EUV lithography) 공정, 포토리소그래피(photolithography) 공정, 나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography) 공정 등을 통하여 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 제2 폴리머 패턴(162) 및 상기 제2 형성 영역에 해당하는 상기 제2 유전체 박막(142) 상에 제2 예비 도전성 나노 박막(151)을 형성한다. 상기 제2 예비 도전성 나노 박막(151)은 스퍼터링 공정 또는 전자빔 기화 공정을 통하여 형성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 제2 폴리머 패턴(162)을 상기 제2 유전체 박막(142)으로부터 리프트 오프 시켜, 상기 제2 유전체 박막(142) 상에 제2 도전성 나노 패턴(150)을 형성한다. 상기 제2 도전성 나노 패턴(150)은 상기 제2 형성 영역에 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 제2 형성 영역을 제외한 영역 내 및 상기 제2 유체체 박막(142) 상에 제3 유전체 박막(143)을 형성한다. 상기 제3 유전체 박막(143)은 상기 제1 유전체 박막(141)과 동일한 공정을 통하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 제3 유전체 박막(143)은 스핀 코팅 고정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 유전체 박막(143)은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 제3 예비 유전체 박막을 형성한 후, 상기 제3 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 제3 유전체 박막(143)이 형성될 수 있다.
이로써, 상기 리프트 오프 공정들을 이용하여 상기 제1 및 제2 도전성 나노 패턴들(130, 150)이 적층된 상태로 상기 금속 플레이트(110) 상에 형성될 수 있다.
도 13 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13을 참조하면, 상기 금속 플레이트(210) 상에 제1 유전체 박막(241)을 형성한다. 상기 제1 유전체 박막(241)은 스핀 코팅 고정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 유전체 박막(241)은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 제1 예비 유전체 박막을 형성한 후, 상기 제1 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 제1 유전체 박막(241)이 형성될 수 있다.
한편, 제1 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제1 형성 영역에 형성된 오목부(15, 도 15 참조)를 갖는 제1 몰드(10)를 이용하여 상기 오목부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제1 예비 도전성 나노 패턴(231)을 형성한다. 상기 제1 예비 도전성 나노 패턴(231)은 상기 오목부 내에 상기 도전성 나노 입자를 포함하는 제1 용액을 디스펜싱 하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 예비 도전성 나노 패턴(231)은 스핀 코팅 공정을 통하여 형성할 수 있다.
이때, 상기 제1 몰드(10)는 고투습성을 갖는 고분자 몰드를 이용할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 몰드(10)는 PDMS(Polydimethylsiloxane), PFPE(Perfluoropolyether) 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 제1 몰드(10)에 형성된 제1 예비 도전성 나노 패턴(231)을 상기 제1 유전체 박막(241)에 임프린팅한다.
도 15를 참조하면, 상기 제1 몰드(10)를 상기 제1 유전체 박막(241)으로부터 제거함으로써 상기 제1 유전체 박막(241) 상에 제1 도전성 나노 패턴(230)을 형성한다.
도 16을 참조하면, 상기 제1 유전체 박막(241) 상에 상기 제1 형성 영역을 제외한 나머지 영역 내에 제2 유전체 박막(242)을 형성한다. 상기 제2 유전체 박막(242)은 스핀 코팅 고정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제2 유전체 박막(242)은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 제2 예비 유전체 박막을 형성한 후, 상기 제2 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 제2 유전체 박막(241)이 형성될 수 있다.
도 17을 참조하면, 제2 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제2 형성 영역에 형성된 오목부(25, 도 19 참조)를 갖는 제2 몰드(20)를 이용하여 상기 오목부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제2 예비 도전성 나노 패턴(251)을 형성한다. 상기 제2 예비 도전성 나노 패턴(251)은 상기 오목부 내에 상기 도전성 나노 입자를 포함하는 제2 용액을 디스펜싱 하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 예비 도전성 나노 패턴(251)은 스핀 코팅 공정을 통하여 형성할 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 제2 몰드(20)에 형성된 제2 예비 도전성 나노 패턴(251)을 상기 제2 유전체 박막(242) 상에 임프린팅한다.
도 19를 참조하면, 상기 제2 몰드(20)를 상기 제2 유전체 박막(242)으로부터 제거함으로써 상기 제2 유전체 박막(242) 상에 제2 도전성 나노 패턴(250)을 형성한다.
도 20을 참조하면, 상기 제2 유전체 박막(242) 상에 상기 제2 형성 영역을 제외한 나머지 영역 내에 제3 유전체 박막(243)을 형성한다. 상기 제3 유전체 박막(243)은 스핀 코팅 고정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 유전체 박막(243)은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 제3 예비 유전체 박막을 형성한 후, 상기 제3 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 제3 유전체 박막(243)이 형성될 수 있다.
이로써, 상기 직접 임프린팅 공정들을 이용하여 상기 제1 및 제2 도전성 나노 패턴들(230, 250)이 적층된 상태로 상기 금속 플레이트(210) 상에 형성될 수 있다.
도 21 내지 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 21을 참조하면, 제1 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제1 형성 영역에 형성된 돌출부(35)를 갖는 제1 스탬프(30)를 이용하여 상기 돌출부(35) 상에 도전성 나노 입자를 포함하는 제1 예비 도전성 나노 패턴(331)을 형성한다. 상기 제1 예비 도전성 나노 패턴(331)은 스퍼터링 공정 또는 전자빔 기화 공정을 통하여 형성될 수 있다.
도 22를 참조하면, 금속 플레이트(310) 상에 제1 유전체 박막(341)을 형성한다. 상기 제1 유전체 박막(341)은 스핀 코팅 고정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 유전체 박막(341)은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 제1 예비 유전체 박막을 형성한 후, 상기 제1 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 제1 유전체 박막(341)이 형성될 수 있다.
이어서, 상기 제1 스탬프(30)에 형성된 제1 예비 도전성 나노 패턴(331)을 상기 제1 유전체 박막(341)에 전사한다. 상기 전사 공정 전에, 상기 제1 유전체 박막(341) 상에 자기결합 단일막(selfassembled monolayer)을 형성하거나, 자외선/오전 처리(UV/O3 treatment)하는 전처리 공정이 추가적으로 수행될 수 있다. 이로써, 상기 제1 유전체 박막(341) 및 상기 제1 예비 도전성 나노 패턴(331) 간의 결합력이 개선될 수 있다.
도 23을 참조하면, 상기 제1 스탬프(30)를 상기 제1 유전체 박막(341)으로부터 제거함으로써 상기 제1 유전체 박막(341) 상에 제1 도전성 나노 패턴(330)을 형성한다.
도 24를 참조하면, 상기 제1 유전체 박막(341) 상에 상기 제1 형성 영역을 제외한 나머지 영역 내에 제2 유전체 박막(342)을 형성한다. 상기 제2 유전체 박막(342)은 스핀 코팅 고정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제2 유전체 박막(342)은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 제2 예비 유전체 박막을 형성한 후, 상기 제2 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 제2 유전체 박막(342)이 형성될 수 있다.
도 25를 참조하면, 제2 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제2 형성 영역에 형성된 돌출부(45)를 갖는 제2 스탬프(40)를 이용하여 상기 돌출부(45)에 도전성 나노 입자를 포함하는 제2 예비 도전성 나노 패턴(351)을 형성한다. 상기 제2 예비 도전성 나노 패턴(351)은 스퍼터링 공정 또는 전자빔 기화 공정을 통하여 형성될 수 있다.
도 26을 참조하면, 상기 제2 스탬프(40)에 형성된 제2 예비 도전성 나노 패턴(351)을 상기 제2 유전체 박막(341) 상에 전사한다. 상기 전사 공정 전에, 상기 제2 유전체 박막(341) 상에 자기결합 단일막(selfassembled monolayer)을 형성하거나, 자외선/오존 처리(UV/O3 treatment)하는 전처리 공정이 추가적으로 수행될 수 있다. 이로써, 상기 제2 유전체 박막(341) 및 상기 제2 예비 도전성 나노 패턴(351) 간의 결합력이 개선될 수 있다.
도 27을 참조하면, 상기 제2 스탬프(40)를 상기 제2 유전체 박막(342)으로부터 제거함으로써 상기 제2 유전체 박막(342) 상에 제2 도전성 나노 패턴(350)을 형성한다.
도 28을 참조하면, 상기 제2 유전체 박막(342) 상에 상기 제2 형성 영역을 제외한 나머지 영역 내에 제3 유전체 박막(343)을 형성한다. 상기 제3 유전체 박막(343)은 스핀 코팅 고정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제3 유전체 박막(341)은 화학적 기상증착공정, 물리적 기상증착 공정을 통하여 제3 예비 유전체 박막을 형성한 후, 상기 제3 예비 유전체 박막을 평탄화하는 화학 기계적 연마 공정을 통하여 제3 유전체 박막(341)이 형성될 수 있다.
이로써, 상기 전사 공정들을 이용하여 상기 제1 및 제2 도전성 나노 패턴들(330, 350)이 적층된 상태로 상기 금속 플레이트(310) 상에 형성될 수 있다.
<태양 복사에너지 흡수체에 대한 평가>
도 29는 도 1에 도시된 태양 복사에너지 흡수체에 대한 태양광의 파장별 흡수율을 설명하기 위한 그래프이다.
도 29를 참조하면, 상기 태양 복사에너지 흡수체는 300 내지 2,500nm의 파장을 갖는 태양광에 대하여 우수한 흡수율을 가짐을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 태양 복사에너지 흡수체가 상대적으로 넓은 복사 스펙트럼 영역에서 매우 높은 흡수율을 가질 수 있음을 알 수 있다.
도 30은 도 1에 도시된 태양 복사에너지 흡수체에 대한 태양광 입사각도에 따른 흡수율을 설명하기 위한 그래프이다.
도 30을 참조하면, 상기 태양 복사에너지 흡수체를 이용하여 500nm, 1000nm 파장을 갖는 태양 복사에너지의 입사각도별 흡수도를 확인해 본 결과로 빛의 입사각도에 무관하게 높은 흡수율을 가질 수 있음을 예측할 수 있다. 따라서, 태양 복사에너지의 입사 각도의 변화에 따른 손실없이 상기 태양 복사에너지 흡수체가 상기 태양 복사에너지를 흡수할 수 있다.
상술한 태양 복사에너지 흡수체 및 이의 제조방법에 따르면, 금속 플레이트 상에 상호 이격된 도전성 나노 패턴들 및 그 사이에 개재된 유전체 박막이 구비됨에 따라 금속 플레이트 및 상기 도전성 나노 패턴들 간의 용량성 결합 및 유도성 결합이 형성됨으로써 공진 주파수가 설정된다. 상기 도전성 나노 패턴들의 모양, 크기, 물질, 간격 등을 변경시켜 상기 공진 주파수가 조절가능하게 됨으로써, 상대적으로 낮은 흡수율을 갖는 파장에 상기 공진 주파수를 일치시켜 흡수율이 개선될 수 있다. 결과적으로 태양 복사에너지의 전체 파장대에 걸쳐 상기 태양 복사 에너지 흡수체가 우수한 흡수율을 가질 수 있다.
또한, 리프트 오프 공정, 직접 임프린팅 공정 또는 전사 공정을 이용하여 여러 가지 다양한 형상의 도전 나노 패턴들이 구현 가능한다.
상기 태양 복사에너지 흡수체 및 이의 제조방법은 열을 흡수하여 추적을 피할 수 있는 군수 기술, 태양 전지 기술, 열전소자 기술 등에 응용될 수 있을 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 금속 플레이트;
    상기 금속 플레이트 상부에 배치되며, 상호 이격된 복수의 도전성 나노 패턴들; 및
    상기 금속 플레이트 및 상기 도전성 나노 패턴들을 사이에 개재되며, 유전 물질로 이루어진 적어도 하나의 유전체 박막을 포함하는 태양 복사에너지 흡수체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들은 복수의 유전제 박막 상에 각각 적층된 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들은 상기 금속 플레이트로부터 제1 거리로 이격된 제1 도전성 나노 패턴; 및
    상기 금속 플레이트로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리로 이격된 제2 도전성 나노 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체.
  4. 제1항에 있어서, 태양광이 인가될 경우, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 금속 플레이트는 용량성 결합 및 유도성 결합을 이루는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 각각은 길이, 면적 또는 형상을 조절함으로써 상기 용량성 결합 및 상기 유도성 결합에 따른 공진 주파수를 변경시키는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들은 서로 다른 유전체 박막들 상에 배치되며, 상호 평행하게 연장된 바(bar) 형상, 상호 교차하도록 연장된 크로스바(cross bar) 형상, 상호 교차하도록 C자 형상 또는 상호 교차하도록 S자 형상을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체.
  7. 금속 플레이트를 준비하는 단계;
    상기 금속 플레이트 상부에 상호 이격된 복수의 도전성 나노 패턴들을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 플레이트 및 상기 도전성 나노 패턴들을 사이에, 유전 물질로 이루어지며 적어도 하나의 유전체 박막을 형성하는 단계를 포함하는 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들을 형성하는 단계는, 상기 도전성 나노 패턴들은 상기 금속 플레이트로부터 제1 거리로 이격된 제1 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 플레이트로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리로 이격된 제2 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막을 형성하는 단계는 증착 공정 및 리프트 공정을 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막을 형성하는 단계는,
    상기 금속 플레이트 상에 제1 유전체 박막을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전성 나노 패턴을 형성하기 위한 제1 형성 영역을 제외한 상기 제1 유전체 박막 상에 제1 폴리머 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 형성 영역에 해당하는 상기 제1 유전체 박막 및 상기 제1 폴리머 패턴 상에 제1 예비 도전성 나노 박막을 형성하는 단계;
    상기 제1 폴리머 패턴을 리프트 오프시켜 상기 제1 형성 영역에 제1 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 형성 영역을 제외한 상기 제1 유전체 박막 상에 제2 유전체 박막을 형성하는 단계;
    상기 제2 도전성 나노 패턴을 형성하기 위한 제2 형성 영역을 제외한 상기 제2 유전체 박막 상에 제2 폴리머 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제2 형성 영역에 해당하는 상기 제2 유전체 박막 및 상기 제2 폴리머 패턴 상에 제2 예비 도전성 나노 박막을 형성하는 단계;
    상기 제2 폴리머 패턴을 리프트 오프시켜 상기 제2 형성 영역에 제2 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 형성 영역을 제외한 상기 제2 유전체 박막 상에 제3 유전체 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막을 형성하는 단계는 직접 임프린팅 공정들을 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막을 형성하는 단계는,
    상기 금속 플레이트 상에 제1 유전체 박막을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제1 형성 영역에 형성된 오목부를 갖는 제1 몰드를 이용하여 상기 오목부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제1 예비 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 예비 도전성 나노 패턴을 상기 제1 유전체 박막에 임프린팅하여 상기 제1 유전체 박막 상에 상기 제1 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전성 나노 패턴을 제외한 상기 제1 유전체 박막 상에 제2 유전체 박막을 형성하는 단계;
    상기 제2 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제2 형성 영역에 형성된 오목부를 갖는 제2 몰드를 이용하여 상기 오목부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제2 예비 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제2 예비 도전성 나노 패턴을 상기 제2 유전체 박막에 임프린팅하여 상기 제2 유전체 박막 상에 상기 제2 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 형성 영역을 제외한 상기 제2 유전체 박막 상에 제3 유전체 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법.
  13. 제7항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들은 복수의 전사 공정들을 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법.
  14. 제7항에 있어서, 상기 도전성 나노 패턴들 및 상기 유전체 박막을 형성하는 단계는,
    상기 금속 플레이트 상에 제1 유전체 박막을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제1 형성 영역에 형성된 돌출부를 갖는 제1 스탬프를 이용하여 상기 돌출부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제1 예비 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 예비 도전성 나노 패턴을 상기 제1 유전체 박막에 전사하여 상기 제1 유전체 박막 상에 상기 제1 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전성 나노 패턴을 제외한 상기 제1 유전체 박막 상에 제2 유전체 박막을 형성하는 단계;
    상기 제2 도전성 나노 패턴의 형성 영역인 제2 형성 영역에 형성된 돌출부를 갖는 제2 스탬프를 이용하여 상기 돌출부에 도전성 나노 입자를 포함하는 제2 예비 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제2 예비 도전성 나노 패턴을 상기 제2 유전체 박막에 전사하여 상기 제2 유전체 박막 상에 상기 제2 도전성 나노 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 형성 영역을 제외한 상기 제2 유전체 박막 상에 제3 유전체 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 복사에너지 흡수체의 제조 방법.
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