양자점 잉크 및 이를 이용한 광전소자
Quantum dot ink and optoelectronic device using the same
특허 요약
본 발명은 표면에 극성을 갖는 (111)면과 무극성을 갖는 (100)면을 포함하는 양자점 코어부; 및 상기 양자점 코어부의 (111)면 및 (100)면에 각각 결합된 무기 리간드;를 포함하고, 상기 양자점 코어부에 결합된 무기 리간드는 용매 중에서 제1 물질과 제2 물질을 첨가하여 리간드를 교환하여 구비되는 것인 양자점 잉크에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
1

표면에 극성을 갖는 (111)면과 무극성을 갖는 (100)면을 포함하는 양자점 코어부; 및상기 양자점 코어부의 (111)면 및 (100)면에 각각 결합된 무기 리간드;를 포함하고,상기 양자점 코어부에 결합된 무기 리간드는 용매 중에서 제1 물질과 제2 물질을 첨가하여 리간드를 교환하여 구비되는 것인 양자점 잉크.

2

제1항에 있어서,상기 무기 리간드는 AgX2- (X = F, Cl, Br, I)를 포함하고, 상기 AgX2- 형태로 상기 양자점 코어부 표면에 부착되는 것인 양자점 잉크.

3

제1항에 있어서,상기 제1 물질은 할로겐화은 (AgX, X = F, Cl, Br, I)을 포함하고,상기 제2 물질은 할로겐화나트륨 (NaX, X = F, Cl, Br, I)을 포함하는 것인 양자점 잉크.

4

제3항에 있어서,상기 제1 물질은 AgI을 포함하고,상기 제2 물질은 NaI을 포함하는 양자점 잉크.

5

제1항에 있어서,상기 용매는 극성 비양자성 (polar aprotic)인 것인 양자점 잉크.

6

제1항에 있어서,상기 용매는 디메틸포름아미드 (dimethylformamide, DMF), 감마-부티로락톤 (gammabutyrolactone, GHB), 디메틸술폭시드 (dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸피롤리돈 (N-methylpyrrolidinone, NMP) 및 디메틸아세트아미드 (dimethylacetamid, DMA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 양자점 잉크.

7

제1항에 있어서,상기 양자점 코어부는 삼성분계 양자점 또는 사성분계 양자점을 포함하고,상기 삼성분계 양자점은 I-III-V-VI계 AgBiS2, AgBiSe2, AgBiTe2, AgSbS2, AgSbSe2, 및 AgSbTe2중 어느 하나 이상을 포함하고,상기 사성분계 양자점은 X-In-Ga-S 또는 Zn-X-Ga-S (X=Cu, Ag)를 포함하는 양자점 잉크.

8

제1항에 있어서,X-선 광전자 분광법 (XPS)에서, 1072 eV에서 스펙트럼에서 피크를 나타내는 것인 양자점 잉크.

9

제1항에 있어서,광전소자의 광활성층으로 이용되는 것인 양자점 잉크.

10

양자점 원료를 포함하는 양자점 프린스틴 (pristine) 용액을 준비하는 단계;용매 중에 제1 물질 및 제2 물질을 첨가하여 리간드 프린스틴 용액을 준비하는 단계; 및상기 양자점 프린스틴 용액와 상기 리간드 전구체 용액을 혼합하여 리간드 용액 교환하는 단계;를 포함하고,상기 양자점 원료는 C10 ~ C30의 유기 리간드로 캡핑되어 구비되는 것인 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 양자점 잉크의 제조방법.

11

제10항에 있어서,상기 양자점 잉크는,표면에 극성을 갖는 (111)면과 무극성을 갖는 (100)면을 포함하는 양자점 코어부; 및 상기 양자점 코어부의 (111)면 및 (100)면에 각각 결합된 무기 리간드;를 포함하고,상기 무기 리간드는 상기 양자점 원료의 상기 유기 리간드와 리간드 교환되어 구비되는 것인 양자점 잉크의 제조방법.

12

제10항에 있어서,상기 양자점 프린스틴 용액을 준비하는 단계에서,상기 유기 리간드는 올레산 (oleic acid), 올레일아민 (oleylamine), 도데칸티올 (dodecanethiol), 옥탄티올 (octanethiol), 트리옥틸포스핀 (trioctylphosphine) 및 트리옥틸포스핀 옥사이드 (trioctylphosphine oxide) 중 하나 이상 포함하고,상기 양자점 원료는 삼성분계 양자점 또는 사성분계 양자점을 포함하고,상기 삼성분계 양자점은 I-III-V-VI계 AgBiS2, AgBiSe2, AgBiTe2, AgSbS2, AgSbSe2, 및 AgSbTe2중 어느 하나 이상을 포함하고,상기 사성분계 양자점은 X-In-Ga-S 또는 Zn-X-Ga-S(X=Cu, Ag)를 포함하는 양자점 잉크의 제조방법.

13

제10항에 있어서,상기 제1 물질은 할로겐화은 (AgX, X = F, Cl, Br, I)을 포함하고,상기 제2 물질은 할로겐화나트륨 (NaX, X = F, Cl, Br, I)을 포함하는 것인 양자점 잉크의 제조방법.

14

제10항에 있어서,상기 용매는 디메틸포름아미드 (dimethylformamide, DMF), 감마-부티로락톤 (gammabutyrolactone, GHB), 디메틸술폭시드 (dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸피롤리돈 (N-methylpyrrolidinone, NMP) 및 디메틸아세트아미드 (dimethylacetamid, DMA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 양자점 잉크의 제조방법.

15

제10항에 있어서,상기 용매 중 상기 제1 물질의 농도는 0.05 M 내지 0.1 M이고, 상기 제2 물질의 농도는 0.05 M 내지 0.1 M인 것인 양자점 잉크의 제조방법.

16

제10항에 있어서,상기 용매 중 상기 제1 물질과 제2 물질의 중량비는 5:2 내지 10:1인 것인 양자점 잉크의 제조방법.

17

제10항에 있어서,상기 리간드 용액 교환하는 단계에서,상기 양자점 프린스틴 용액 중 포함된 양자점 원료 100 중량부에 대해서, 상기 리간드 전구체 용액는 200 중량부 내지 800 중량부로 포함되는 것인 양자점 잉크의 제조방법.

18

투명전극;상기 투명전극 상에 구비되는 전하이송층; 상기 전하이송층 상이 구비되는 광활성층;상기 광활성층 상에 구비되는 전공이송층; 및상기 전공이송층 상에 구비되는 전극층을 포함하고,상기 광활성층은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 양자점 잉크를 포함하는 양자점 태양전지.