KR101616512B1 - Hybrid materials of plate-type inorganic chalcogenide and inorganic oxide and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 판상형 무기칼코게나이드로 박리함과 동시에 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화시켜 판상형 무기칼코게나이드 자체에 해당 무기칼코게나이드로부터 산화되어 생성된 무기산화물 입자가 형성되도록 한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 및 그 제조 방법이 개시된다. The bulk chalcogenide laminated in a three-dimensional structure is peeled off by the plate-shaped inorganic chalcogenide and the inorganic chalcogenide is partially oxidized to form a plate-like inorganic chalcogenide, which is oxidized from the inorganic chalcogenide by itself, Disclosed is a composite material of a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide in which inorganic oxide particles are formed, and a manufacturing method thereof.
Description
본 명세서는 3차원 적층 구조의 무기칼코게나이드를 판상형 무기칼코게나이드로 박리함과 동시에 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화시켜 판상형 무기칼코게나이드 자체에 해당 무기칼코게나이드로부터 산화되어 생성된 무기산화물이 형성되도록 한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present specification discloses a method of separating an inorganic chalcogenide having a three-dimensional laminated structure with a plate-shaped inorganic chalcogenide and partially oxidizing the inorganic chalcogenide to form a inorganic substance, which is produced by oxidation of the inorganic chalcogenide from the inorganic chalcogenide, The present invention relates to a composite material of a plate-shaped inorganic chalcogenide and an inorganic oxide which are formed to form an oxide, and a method for producing the composite material.
이차원 구조의 그래핀의 발견과 지속적인 연구개발을 통해 그 활용가치가 높아지고 있는 가운데, 이와 유사한 구조를 갖는 다양한 2차원 구조 (예컨대 MoS2, h-BN, silicene, germanene 등)를 갖는 물질에 대한 연구가 진행되고 있다. Studies on materials with various two-dimensional structures (eg, MoS 2 , h-BN, silicene, germanene, etc.) with similar structures, while finding value and utilization of graphene in two- .
예를 들어, 황 (S) 또는 셀레늄 (Se) 등과 같은 칼코게나이드와 몰리브덴 (Mo) 또는 텅스텐 (W) 등과 같은 전이금속을 결합시킴으로써 형성된 전이금속 다이칼코게나이드 (transition metal dichalcogenides, TMD)는 독특한 전기적 및 광학적 특성으로 인해 차세대 2차원 재료로서 최근에 큰 관심을 끌고 있으며, 태양전지, 광검출기, 플렉서블 논리회로, 센서 등과 같은 광전자 장치 등의 전자 소자에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것으로 예상된다. For example, transition metal dichalcogenides (TMD) formed by combining a chalcogenide such as sulfur (S) or selenium (Se) with a transition metal such as molybdenum (Mo) or tungsten Due to its unique electrical and optical properties, it has attracted great interest as a next-generation two-dimensional material and is expected to be very useful for electronic devices such as photovoltaic devices such as solar cells, photodetectors, flexible logic circuits, and sensors.
이러한 전이금속 다이칼코게나이드과 같은 무기 칼코게나이드는 기본적으로 두 층의 칼코겐 층 사이에 육각형 배열의 금속 원자층이 위치한 샌드위치 구조를 갖는다. 칼코겐(S, Se, Te 등)과 전이금속 등의 금속(Mo, W, Nb, Re, Ni, V 등) 조합은 기본적으로 해당 금속(M) 한 원자에 칼코겐(X) 두 개의 원자가 결합한 MX2의 조성비를 갖는다. An inorganic chalcogenide such as a transition metal decalcogenide has a sandwich structure in which a hexagonal array of metal atomic layers is basically located between two layers of chalcogenide layers. The combination of chalcogen (S, Se, Te etc.) and metal (Mo, W, Nb, Re, Ni, V etc.) And has a composition ratio of MX 2 combined.
상기 무기칼코게나이드 물질은 층상 재료로서 벌크 상태에서는 3차원 결정의 적층 구조를 이루고 있다. 해당 적층 구조를 이루는 각 시트(단일층) 내부에는 강한 공유결합을 하고 있으며, 층과 층 사이에는 약한 반데르발스 상호작용으로 결합하고 있다. The inorganic chalcogenide material is a layered material and has a laminated structure of three-dimensional crystals in a bulk state. There is a strong covalent bond in each sheet (single layer) constituting the laminated structure, and a weak van der Waals interaction is formed between the layer and the layer.
판상형 무기칼코게나이드 또는 무기칼코게나이드 시트는 직접 전이 밴드갭을 가진 반도체로서 전자회로와 발광다이오드 등에 응용이 가능할 것으로 예상되고 있다. 판상형 무기칼코게나이드 물질은 그래핀과 유사한 방법으로 제조가 가능하다. 예컨대, 탑-다운(top-down) 방법으로 3차원 구조의 무기칼코게나이드에 리튬 이온을 삽입하여 층간 간격을 넓혀, 원자층 두께를 갖는 무기칼코게나이드 물질을 제조할 수 있다(비특허문헌 1: Advanced Energy Materials, Gu et al., 3 (2013) 1262-1268). The sheet-like inorganic chalcogenide or inorganic chalcogenide sheet is expected to be applicable to electronic circuits, light-emitting diodes, and the like as semiconductors having a direct transition bandgap. Plate-shaped inorganic chalcogenide materials can be prepared by a method similar to graphene. For example, an inorganic chalcogenide material having an atomic layer thickness can be produced by inserting lithium ions into a three-dimensional inorganic chalcogenide by a top-down method to increase interlayer spacing (see Non-Patent Document 1: Advanced Energy Materials, Gu et al., 3 (2013) 1262-1268).
상술하면, 벌크한 무기칼코게나이드를 부틸리튬에 담군 후, 리튬을 층 사이에 삽입하고 이 혼합물을 물과 격렬하게 반응시켜 리튬 수화물과 수소를 발생시키고, 판상형 무기칼코게나이드를 제조할 수 있다. In detail, the bulk inorganic chalcogenide is immersed in butyllithium, lithium is intercalated between the layers, and the mixture is vigorously reacted with water to generate lithium hydrate and hydrogen, whereby a plate-like inorganic chalcogenide can be produced .
바텀-업(bottom-up) 방법은 주로 액상에서 합성하는데, 합성하고자 하는 무기물과 칼코게나이드를 함유한 전구체를 용매에 각각 주입하여 혼합한 후, 수열 반응시켜 제조할 수 있다(특허문헌 2). The bottom-up method is mainly synthesized in a liquid phase. It can be prepared by injecting a precursor containing an inorganic substance to be synthesized and a chalcogenide into a solvent, mixing the mixture, and hydrothermally reacting the mixture (Patent Document 2) .
무기칼코게나이드는 일반적으로 낮은 온도에서 산화되는 특성을 갖고 있기 때문에, 일반적인 화학기상증착법으로 제조할 수 없다. 카르보닐계 무기전구체를 저온에서 증착한 후, H2S가 함유된 기체에 노출시켜 황화반응을 유도하여 판상형 무기칼코게나이드를 제조할 수 있다는 연구가 보고된바 있다(비특허문헌 4, 5). 한편, 이차원 구조 또는 입자 형태의 무기산화물 (무기 산화물 입자)은 수소원자와의 반응을 통해 반도체에서 금속성 도체로의 변환이 가능한 것으로 알려져 있다. Since inorganic chalcogenides are generally oxidized at low temperatures, they can not be produced by conventional chemical vapor deposition processes. It has been reported that a plate-shaped inorganic chalcogenide can be produced by exposing a carbonyl-based inorganic precursor to a gas containing H 2 S at a low temperature and inducing a sulfation reaction (see Non-Patent
대표적인 몰리브데늄 삼산화물의 결정구조는 열역학적으로 안정한 알파상과 준안정상인 베타상으로 나눌 수 있다. 베타상은 350 ℃이상의 온도에서 열처리를 통해 구조적으로 안정한 알파상으로 상 전이가 일어난다. 무기산화물은 무기칼코게나이드와 달리 상대적으로 높은 온도에서 안정적인 구조를 형성하기 때문에, 화학기상증착법으로 합성이 가능하다. 또한 무기전구체를 용액에 용해시킨 후, 전기 증착, 수열 반응, 졸겔법 등으로 판상형 또는 입자형 무기물을 제조한 후 산화시켜 무기산화물을 제조할 수 있다. 종래에 무기무산화물은 주로 고진공하에서 제조하였으며, 결정성을 높이기 위해 250℃ 이상의 온도에서 열처리하여 제조하였다.The crystal structure of a typical molybdenum trioxide can be divided into a thermodynamically stable alpha phase and a metastable beta phase. The beta phase is phase-transformed into a structurally stable alpha phase through heat treatment at temperatures above 350 ° C. Unlike inorganic chalcogenides, inorganic oxides form a stable structure at relatively high temperatures, and thus can be synthesized by chemical vapor deposition. The inorganic precursor may be dissolved in a solution, and then the inorganic oxide may be prepared by preparing a plate-shaped or particle-shaped inorganic material by electrodeposition, hydrothermal reaction, sol-gel method or the like and oxidizing it. Conventionally, inorganic oxides have been produced mainly under high vacuum, and were prepared by heat treatment at a temperature of 250 ° C or more to improve the crystallinity.
그러나, 본 발명자들의 연구 결과에 따르면, 종래 기술들에서는 무기칼코게나이드 또는 무기산화물을 단독 물질로 각각 합성할 뿐, 두 물질이 복합화된 소재를 합성하지 못하였다. 또한, 각각의 재료를 합성한 후, 두 재료를 혼합하더라도 물리적인 혼합으로는 두 재료가 갖는 전기 및 구조적 특성을 복합화하여 새로운 소재로서의 특성을 구현하는 것은 어려운 단점이 있다.
However, according to the research results of the present inventors, in the prior art, only the inorganic chalcogenide or the inorganic oxide was synthesized as a single substance, and a composite material of two substances could not be synthesized. Also, even if two materials are mixed after synthesizing the respective materials, it is difficult to realize the characteristics as a new material by combining the electrical and structural characteristics of the two materials by physical mixing.
본 발명의 구현예들에서는, 일측면에서, 기존에 판상형 무기칼코게나이드 또는 무기 산화물이 각각 독립된 물질로 제조되어 왔던 것과 달리, 판상형 무기칼코게나이드 표면 상에 해당 무기칼코게나이드 자체로부터 산화되어 생성된 무기산화물을 형성한 신규한 복합 물질 제조 방법 및 그에 따른 신규한 복합 물질을 제공하고자 한다.In embodiments of the present invention, in one aspect, unlike conventional plate-shaped inorganic chalcogenides or inorganic oxides, which are each made of a separate material, they are oxidized from the inorganic chalcogenide itself on the surface of the plate- And to provide a novel composite material having the inorganic oxide formed thereon.
본 발명의 구현예들에서는, 다른 일측면에서, 판상형 무기칼코게나이드를 제조한 후 추가적으로 무기산화물을 증착하는 공정 등이 없이 단일 반응(one reaction) 또는 단일 과정(one pot)으로 제조하므로 제조 공정이 간단하고 제조 비용을 절감할 수 있는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.In embodiments of the present invention, in another aspect, since a single reaction or a single pot is manufactured without preparing a plate-shaped inorganic chalcogenide and then additionally depositing an inorganic oxide, The present invention is to provide a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide composite material which are simple and capable of reducing the manufacturing cost, and a method for producing the same.
본 발명의 구현예들에서는, 또 다른 일측면에서, 판상형 무기칼코게나이드와 무기산화물 간에 강한 상호작용을 할 수 있고, 균일한 크기와 분포를 가지는 무기산화물을 형성할 수 있으며, 무기산화물의 크기 생성량 등에 따라 복합 물질의 전기적/구조적 특성 등을 제어할 수 있는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.In an embodiment of the present invention, in another aspect, it is possible to form an inorganic oxide having a uniform size and distribution, capable of performing strong interaction between the inorganic oxide and the plate-like inorganic chalcogenide, Type inorganic chalcogenide and an inorganic oxide composite material capable of controlling the electrical / structural characteristics of the composite material according to the production amount and the like, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 구현예들에서는, 또 다른 일측면에서, 응용 분야에 따라 판상형 무기칼코게나이드의 두께, 판상의 크기, 무기산화물 입자의 크기, 형태, 분산도 등 특성의 제어가 용이한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a plate-shaped inorganic knife for facilitating control of characteristics such as the thickness of the plate-shaped inorganic chalcogenide, the size of the plate, the size, shape and dispersion of the inorganic oxide particles, And an inorganic oxide composite material and a method of manufacturing the same.
본 발명의 구현예들에서는, 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드로부터 판상형 무기칼코게나이드를 얻는 것이되, 상기 판상형 무기칼코게나이드 표면에 상기 판상형 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화시켜 무기산화물을 형성하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법을 제공한다.In embodiments of the present invention, a plate-like inorganic chalcogenide is obtained from a bulk inorganic chalcogenide laminated in a three-dimensional structure, and the plate-like inorganic chalcogenide is partially oxidized To form an inorganic oxide, and a method for producing a composite material of a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제와 혼합하는 것이고, 상기 산화제는 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드의 층 간에 침투하는 것이고 또한 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법을 제공한다.In an exemplary embodiment, the method comprises admixing an inorganic chalcogenide stacked in a three-dimensional structure with an oxidant, the oxidant penetrating between the layers of the inorganic chalcogenide stacked in a three-dimensional structure, The present invention also provides a method for producing a composite material of a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide, characterized by partially oxidizing cogenconide.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제를 포함하는 산화 용액에 혼합하는 것이 바람직하다.In an exemplary embodiment, the manufacturing method preferably mixes the inorganic chalcogenide deposited in a three-dimensional structure into an oxidizing solution containing an oxidizing agent.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제가 포함된 산화 용액에 혼합하고 무기칼코게나이드 가장자리부터 산화하여 무기산화물을 형성하고 또한 적층된 무기칼코게나이드 층 간을 넓히도록 하는 제 1 단계를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the method comprises mixing an inorganic chalcogenide layered in a three-dimensional structure into an oxidizing solution containing an oxidizing agent, oxidizing the inorganic chalcogenide edge to form an inorganic oxide, And a first step of widening the interlayer of the nitride layer.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 형성된 무기 산화물 등으로 인해 넓어진 층간 사이를 산화 용액이 침투하여 적층된 무기칼코게나이드의 층간을 더 확대시키면서 적어도 하나 이상의 층의 무기칼코게나이드 표면을 부분적으로 산화시켜 무기물 산화물을 더 형성시키는 제 2 단계를 더 포함할 수 있다. In an exemplary embodiment, the above-mentioned manufacturing method is characterized in that the inorganic chalcogenide surface of the at least one layer is partially or wholly expanded while expanding the space between the laminated inorganic chalcogenides by penetrating the oxide solution between the widened layers due to the formed inorganic oxide or the like To form an oxide of an inorganic oxide.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 외부 힘을 가하여 층간이 넓어진 무기칼코게나이드를 박리하는 제 3 단계를 더 포함할 수 있다. 제 3 단계에서도 무기칼코게나이드 표면이 부분적으로 산화되어 무기산화물을 형성하는 반응이 수행될 수 있다.In an exemplary embodiment, the manufacturing method may further include a third step of peeling off the inorganic chalcogenide widened between the layers by applying an external force. In the third step, a reaction can be performed in which the inorganic chalcogenide surface is partially oxidized to form an inorganic oxide.
본 발명의 구현예들에서는, 다른 일측면에서, 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 입자 복합 물질로서, 판상형 무기칼코게이나이드 및 상기 판상형 무기칼코게나이드 표면에 해당 무기칼코게나이드로부터 산화되어 생성된 무기산화물이 형성된 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 입자 복합 물질을 제공한다.In an embodiment of the present invention, in another aspect, there is provided a plate-like inorganic chalcogenide and inorganic oxide particle composite material, which comprises a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic chalcogenide A plate-like inorganic chalcogenide in which an inorganic oxide is formed, and an inorganic oxide particle composite material.
예시적인 구현예에서, 상기 판상형 무기칼코게나이드의 두께는 300nm 이하이고, 특히 바람직하게는 100nm 이하이며, 무기칼코게나이드 원자 층 두께 (예컨대 0.5nm)일 수 있다. 판상형 무기칼코게나이드의 가로와 세로의 길이는 각각 1 nm 내지 1 m일 수 있다. In an exemplary embodiment, the thickness of the sheet-like inorganic chalcogenide is 300 nm or less, particularly preferably 100 nm or less, and may be an inorganic chalcogenide atomic layer thickness (e.g., 0.5 nm). The width and length of the sheet-like inorganic chalcogenide may be 1 nm to 1 m, respectively.
예시적인 구현예에서, 상기 무기산화물은 입자 형태를 포함하고, 선 형태 또는 시트 형태를 더 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the inorganic oxide comprises a particulate form, and may further comprise a linear form or a sheet form.
예시적인 구현예에서, 상기 무기산화물의 입자 크기가 0.5 nm 내지 300 nm일 수 있다.In an exemplary embodiment, the particle size of the inorganic oxide may be between 0.5 nm and 300 nm.
본 발명의 구현예들에서는, 또 다른 일측면에서, 상기 무기 산화물이 표면에 존재하는 판상형 무기칼코게나이드를 적층한 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 제공한다. In another embodiment of the present invention, there is provided an inorganic chalcogenide laminated with a three-dimensional structure in which a plate-like inorganic chalcogenide in which the inorganic oxide exists on the surface is laminated.
본 발명의 구현예들에서는, 또 다른 일측면에서, 상기 복합 소재를 포함하는 전자 소자를 제공한다. Embodiments of the present invention, in another aspect, provide an electronic device comprising the composite material.
예시적인 구현예에서, 상기 전자 소자는 투명 전극; 상기 투명 전극 상에 코팅된 복합 소재;를 포함할 수 있다. 또한, 예컨대 상기 전자 소자는 유기 태양 전지일 수 있고 해당 복합 소재는 정공 수송층 물질일 수 있다.
In an exemplary embodiment, the electronic device comprises a transparent electrode; And a composite material coated on the transparent electrode. Also, for example, the electronic device may be an organic solar cell and the composite material may be a hole transporting layer material.
본 발명의 구현예들에 따르면, 기존과 달리 판상형 무기칼코게나이드 표면 상에 해당 무기칼코게나이드 자체로부터 산화되어 생성된 무기산화물을 형성한 신규한 복합 물질을 제공할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to provide a novel composite material in which an inorganic oxide generated by oxidation from the inorganic chalcogenide itself on the surface of the plate-like inorganic chalcogenide is formed.
또한, 본 발명의 구현예들에 따르면, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 쉽고 효율적으로 박리하여 판상형 무기칼코게나이드를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 판상형 무기칼코게나이드 표면 위에 무기칼코게나이드가 산화되어 생성된 무기산화물(특히 무기산화물 입자)을 형성시킴에 따라, 판상형 무기칼코게나이드를 제조한 후 추가적으로 무기산화물을 증착하거나 추가적인 어닐링 과정 등의 복잡한 공정 없이도 단일 반응(one reaction) 또는 단일 과정(one pot)으로 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 소재를 제조할 수 있다. 이에 따라 제조 공정이 매우 간단해지며 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있다.In addition, according to the embodiments of the present invention, it is possible to easily and efficiently peel the inorganic chalcogenide laminated in a three-dimensional structure to obtain a plate-like inorganic chalcogenide, and at the same time, (Inorganic oxide particles) formed by oxidizing the inorganic oxide particles to form inorganic oxide particles, in particular inorganic oxide particles, after a plate-shaped inorganic chalcogenide is formed, or by a single reaction or without a complicated process such as an additional annealing process A composite material of a plate-shaped inorganic chalcogenide and an inorganic oxide can be produced in a single pot. As a result, the manufacturing process is greatly simplified and the manufacturing cost can be remarkably reduced.
또한, 본 발명의 구현예들에 따르면 복합 물질에서 무기산화물은 무기칼코게나이드가 산화되어 생성되는 것이기 때문에, 무기 산화물과 무기칼코게나이드 두 물질 간 강한 상호작용을 하게 되고, 균일한 크기와 분포의 무기산화물을 형성할 수 있으며, 무기산화물의 크기, 생성량 등에 따라 복합 소재의 전기적 및/또는 구조적 특성 등을 제어할 수 있다. In addition, according to embodiments of the present invention, since the inorganic oxide is produced by oxidizing the inorganic chalcogenide in the composite material, strong interaction between the inorganic oxide and the inorganic chalcogenide becomes strong, and uniform size and distribution And the electrical and / or structural characteristics of the composite material can be controlled according to the size, production amount, and the like of the inorganic oxide.
또한, 본 발명의 구현예들에 따른 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질은 응용 분야에 따라서 판상형 무기칼코게나이드의 두께, 판상의 크기, 무기산화물의 크기, 형태 및 분산도 등의 제어가 용이하다는 장점이 있다. In addition, the composite material of the plate-like inorganic chalcogenide and the inorganic oxide according to the embodiments of the present invention may be used for controlling the thickness of the plate-shaped inorganic chalcogenide, the size of the plate, the size, Is advantageous.
이러한 복합 물질은 기존 실리콘 기반의 전자 소자를 대체하여 탄소 기반의 전자 소자(예컨대 유연하고 투명한 전자 소자 등)에 폭넓게 사용될 수 있는 것으로서 그 유용성이 대단히 크다.
Such a composite material can be widely used for a carbon-based electronic device (for example, a flexible and transparent electronic device) in place of a conventional silicon-based electronic device, and thus has a great utility.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질을 제조하는 반응 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명 실시예에서 제조된 복합 소재의 표면을 관찰하기 위해 원자힘 현미경 (Atomic Force Microscope, AFM)을 이용하여 표면을 관찰한 결과를 나타내는 AFM 이미지이다.
도 3은 도 2에서 관찰된 무기물 입자 크기 분포를 나타내는 결과이다. X축은 입자 사이즈(nm)이고, Y축은 주파수(%)이다.
도 4는 본 발명 실시예에서 판상형 몰리브덴이황화물의 크기 분포를 원자힘현미경으로 분석한 결과이다. X축은 판상 시트의 사이즈(nm)이고, Y축은 주파수(%)이다.
도 5는 본 발명 실시예에서 제조된 복합 물질을 ITO 기판에 코팅하여 투과도(투명도)를 분석한 결과이다. X축은 파장(nm)이고, Y축은 투과도(%)이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명 실시예(도 6a), 비교예 1(도 6b), 비교예 2(도 6c)로 제조된 재료를 ITO 기판에 코팅하여 그 형상을 원자힘현미경으로 관찰한 AFM 이미지이다.
도 7은 광전변환효율이 높은 본 발명 실시예[(MoO3/ MoS2) /ITO]와, 비교예 1[(c-MoO3) /ITO], 상용 PEDOT:PSS/ITO의 장기 성능을 평가한 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a reaction flow for preparing a sheet-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide composite material according to an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is an AFM image showing the result of observation of the surface using an atomic force microscope (AFM) in order to observe the surface of the composite material manufactured in the embodiment of the present invention.
Fig. 3 shows the results of the mineral particle size distribution observed in Fig. The X axis is the particle size (nm) and the Y axis is the frequency (%).
FIG. 4 shows the results of analysis of the size distribution of the sulfide of molybdenum in a plate-like form by the atomic force microscope of the present invention. The X axis is the size (nm) of the plate-like sheet, and the Y axis is the frequency (%).
FIG. 5 is a result of analyzing the transmittance (transparency) by coating the composite material prepared in the embodiment of the present invention on an ITO substrate. The X-axis is the wavelength (nm), and the Y-axis is the transmittance (%).
FIGS. 6A to 6C show AFM images obtained by coating the ITO substrate with the materials prepared in Examples (FIG. 6A), Comparative Example 1 (FIG. 6B) and Comparative Example 2 (FIG. 6C) to be.
FIG. 7 shows the evaluation of the long-term performance of the present invention (MoO 3 / MoS 2 ) / ITO having high photoelectric conversion efficiency, Comparative Example 1 [(c-MoO 3 ) / ITO] and commercial PEDOT: PSS / It is.
이하 본 발명의 예시적인 구현예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail.
본 명세서에서 3차원 구조의 무기칼코게나이드 또는 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드란 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 의미하는 것으로서, 3차원 결정 적층 구조를 이루는 것을 말한다.In the present specification, an inorganic chalcogenide having a three-dimensional structure or an inorganic chalcogenide laminated with a three-dimensional structure means an inorganic chalcogenide in a bulk state, which means a three-dimensional crystal laminated structure.
본 명세서에서 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질(또는 복합 소재)이란 판상형 무기칼고겐나이드의 표면 상에 상기 무기칼고겐나이드가 산화되어 생성된 무기 산화물이 존재하는 복합체를 의미한다.In the present specification, the composite material (or composite material) of plate-like inorganic chalcogenide and inorganic oxide means a composite in which an inorganic oxide produced by oxidation of the inorganic chalcogenide on the surface of the plate-like inorganic chalcogenide exists.
본 명세서에서 나노 크기란 100nm 이하의 크기를 의미한다.In this specification, nano-size means a size of 100 nm or less.
본 명세서에서 판상형 무기칼코게나이드란 3차원 구조로부터 박리된 시트 상의 무기칼코게나이드를 의미한다. 해당 판상형 무기칼코게나이드는 3차원 벌크 상태의 무기칼코게나이드로부터 박리된 단일 층일 수 있지만, 복수의 층인 것도 포함할 수 있다. In this specification, sheet-like inorganic chalcogenide means an inorganic chalcogenide on a sheet peeled from a three-dimensional structure. The plate-like inorganic chalcogenide may be a single layer separated from an inorganic chalcogenide in a three-dimensional bulk state, but may also include a plurality of layers.
본 명세서에서 층간 삽입 또는 층간 침투 또는 층간을 넓힌다고 할 때 층간이란 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드의 단일층과 단일층 사이뿐만 아니라, 복수의 층들과 복수의 층들의 사이도 포함할 수 있다. As used herein, interlayer intercalation or intercalation, or interlayer penetration, or interlayer spacing, may include not only between a single layer and a single layer of an inorganic chalcogenide stacked in a three-dimensional structure, but also between a plurality of layers and a plurality of layers have.
본 명세서에서 판상형 무기칼코게나이드 표면은 가장자리 표면 부분을 포함하는 의미일 수 있다. 예컨대 판상형 무기칼코게나이드 표면에 무기산화물이 형성되어 있다는 것은 판상형 무기칼코게나이드의 가장자리 표면 부분에 무기산화물이 형성되어 있을 수 있음을 포함한다.In this specification, the sheet-like inorganic chalcogenide surface may be inclusive of the edge surface portion. For example, the fact that the inorganic oxide is formed on the surface of the plate-like inorganic chalcogenide includes that the inorganic oxide may be formed on the edge surface portion of the plate-like inorganic chalcogenide.
본 발명의 구현예들에서는, 산화제의 산화 특성과 층간 삽입(3차원 구조의 적층된 무기칼코게나이드의 층간 삽입)을 이용하여 종래에 없었던 신규한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 (특히 무기산화물 입자)의 복합 소재를 제공할 수 있다. In the embodiments of the present invention, the oxidation characteristics of the oxidizing agent and the interplanar intercalation (intercalation of laminated inorganic chalcogenides of a three-dimensional structure) are used to form a novel plate-shaped inorganic chalcogenide and inorganic oxide Particles) can be provided.
예컨대, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제를 포함하는 산화 용액에 혼합하되, 상기 산화 용액으로 3차원 구조의 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화하고 또한 적층된 무기칼코게나이드의 층 간을 넓히도록 하여 판상형 무기칼코게나이드의 표면 상에 상기 무기칼코게나이드가 산화되어 생성된 무기 산화물이 존재하는 복합체를 합성할 수 있다. 해당 복합체는 판상형 무기칼코게나이드와 무기 산화물을 각각 제조한 후 이를 물리적으로 혼합한 것과는 구별되는 것으로서, 두 재료가 갖는 전기 및/또는 구조적 특성이 유기적으로 복합화된 새로운 소재이다.For example, an inorganic chalcogenide layered in a three-dimensional structure is mixed with an oxidizing solution containing an oxidizing agent, the inorganic chalcogenide having a three-dimensional structure is partially oxidized with the oxidizing solution, and the inorganic chalcogenide layer So that a composite in which the inorganic oxide produced by oxidizing the inorganic chalcogenide is present on the surface of the plate-like inorganic chalcogenide can be synthesized. The composite is distinguished from a physical mixture of a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide, respectively, and is a new material in which electrical and / or structural characteristics of both materials are organically combined.
예시적인 구현예에서, 상기 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법은 예컨대 다음의 단계를 포함할 수 있다. 참고로, 이하에서 3 단계로 기재하고 있지만 이와 같은 3 단계의 기재는 시간 순서로 반드시 3 단계가 구분되어야 한다는 의미가 아니다. 또한, 아래에서 단계로 구분하는 이유는 단지 제조 과정에 대한 이해를 돕고자 하기 위함이지 본 발명이 아래 3 단계의 과정으로 반드시 제한된다는 의미도 아니다. In an exemplary embodiment, the method for producing a composite material of the sheet-like inorganic chalcogenide and inorganic oxide may include, for example, the following steps. For reference, the following three steps are described, but the description of the above three steps does not mean that the three steps must be separated in time sequence. In addition, the reason for dividing the steps into the below is merely to help understand the manufacturing process, and does not mean that the present invention is necessarily limited to the three steps below.
먼저, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제가 포함된 산화 용액에 혼합하여 무기칼코게나이드 가장자리부터 산화되어 무기산화물(특히 무기산화물 입자)이 생성됨과 동시에 무기칼코게나이드 층간을 넓히도록 한다(제 1단계).First, an inorganic chalcogenide layered in a three-dimensional structure is mixed with an oxidizing solution containing an oxidizing agent to oxidize from the edge of the inorganic chalcogenide to form an inorganic oxide (particularly, inorganic oxide particles) and to widen the space between the inorganic chalcogenide layers (Step 1).
상기 무기칼코게나이드는 일반적으로 금속과 칼코겐 원소로 구성되는 것이다. 비제한적인 예시에서, 금속으로는 예컨대 Sc, Ti, V, Cr, Mo, Fe, W 등과 같은 전이금속이나 Ga, Ge, In 등과 같은 전이후 금속을 단독 또는 하나 이상 사용할 수 있다. 칼코겐 원소는 산소족 원소로 O, S, Se, Te, Po 등의 원소를 단독 또는 하나 이상 사용할 수 있다. The inorganic chalcogenide is generally composed of a metal and a chalcogen element. In a non-limiting example, transition metals such as Sc, Ti, V, Cr, Mo, Fe, W and the like, or transition metals such as Ga, Ge and In may be used singly or in combination. The chalcogen element is an oxygen element, and one or more elements such as O, S, Se, Te, and Po can be used.
상기 산화 용액은 산화제가 용매에 포함된 용액 상의 것이다. 상기 산화 용액은 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드의 층 간에 삽입 및 침투되는 것이고, 또한 각 층의 무기칼코게나이드를 부분적으로(가장자리 부분 및 표면 일부분) 산화하여 무기 산화물 예컨대 무기산화물 나노 입자를 형성시킨다. 산화제는 무기칼코게나이드의 부분적 산화뿐만 아니라 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드의 층 간에 침투되어야 한다. 따라서 산화 용액과 같이 용액 상으로 사용하는 것이 무기칼코게나이드의 층 간에 침투하기가 유리하므로 바람직하다.The oxidizing solution is a solution in which an oxidizing agent is contained in a solvent. The oxidation solution is to be inserted and penetrated between the layers of the inorganic chalcogenide layers stacked in a three-dimensional structure, and the inorganic chalcogenide of each layer is partially oxidized (edge portions and surface portions) to form inorganic oxides such as inorganic oxide nanoparticles . The oxidizing agent must penetrate not only the partial oxidation of the inorganic chalcogenide, but also the layers of the inorganic chalcogenide deposited in a three-dimensional structure. Therefore, it is preferable to use it in a solution form such as an oxidizing solution because it is advantageous to penetrate between layers of the inorganic chalcogenide.
비제한적인 예시로서, 산화 용액은 H2O2, (NH4)2S2O8, NaBrO3, H2SO4, HNO3, HClO4, H2CrO4 등의 산화제를 용매에 녹여 사용할 수 있다. 상기 용매로는 극성인 산화제를 녹일 수 있는 물, DMSO, DMF같은 amide 계열의 용매, alcohol계열 용매, acetonitrile과 같은 나이트릴 계열 용매 등을 사용할 수 있으며, 이들 용매를 둘 이상 혼합한 혼합 용매도 사용할 수 있다. As an example, the oxidizing solution may be prepared by dissolving an oxidizing agent such as H 2 O 2 , (NH 4 ) 2 S 2 O 8 , NaBrO 3 , H 2 SO 4 , HNO 3 , HClO 4 or H 2 CrO 4 in a solvent . Examples of the solvent include water for dissolving a polar oxidizing agent, amide solvents such as DMSO and DMF, alcohol solvents, and nitrile solvents such as acetonitrile. Mixtures of two or more of these solvents may also be used .
비제한적인 예시에서, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드와 산화 용액의 혼합물에 열, 플라즈마, 이온빔, 방사선, 자외선, 마이크로 웨이브 등을 단독 또는 하나 이상 적용하여 판상형 무기칼코게나이드와 무기산화물의 특성을 각각 조절할 수 있다. 즉, 판상형 무기칼코게나이드와 무기산화물의 상대적인 양과 각각의 크기 및 무기산화물의 형태(구형, 시트형, 선형 등) 등을 조절할 수 있다. In a non-limiting example, heat, plasma, ion beam, radiation, ultraviolet light, microwave, etc. are applied to a mixture of an inorganic chalcogenide and an oxidizing solution stacked in a three-dimensional structure, Respectively . That is, the relative amounts of the plate-like inorganic chalcogenide and the inorganic oxide, the size of each of them, and the shape of the inorganic oxide (spherical, sheet, linear, etc.) can be controlled.
다음으로, 제 1 단계에서 상기 층간이 넓어진 무기칼코게나이드 층 사이에 산화 용액이 지속적으로 침투하여 층간을 더욱 확대시킴과 동시에 각 층을 형성하는 무기칼코게나이드 표면을 부분적으로 산화시켜 무기산화물 입자 특히 나노 입자를 형성할 수 있다(제 2단계).Next, in the first step, the oxidizing solution continuously penetrates between the inorganic chalcogenide layers having the extended interlaminar spacing to enlarge the interlayer spaces, and at the same time, the surface of the inorganic chalcogenide forming each layer is partially oxidized to form inorganic oxide particles Particularly, nanoparticles can be formed (the second step).
3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드 가장자리에 형성된 무기산화물로 인해 무기칼코게나이드 층간의 간격이 넓어지고, 이 간격을 통해 산화용액이 무기칼코게나이드 층 안쪽으로 침투해감과 동시에 무기칼코게나이드에 부분적으로 무기산화물(특히 무기산화물 입자)가 형성된다. The inorganic oxide formed on the edge of the inorganic chalcogenide laminated with the three-dimensional structure widens the gap between the inorganic chalcogenide layers, and the oxidation solution penetrates into the inorganic chalcogenide layer through the gap, An inorganic oxide (particularly inorganic oxide particles) is partially formed.
비제한적인 예시에서, 무기칼코게나이드 층간 간격이 넓어지면, 판상형 무기칼코게나이드를 형성시키기 위해 열, 플라즈마, 이온빔, 방사선, 자외선, 마이크로 웨이브 등을 단독 또는 하나 이상을 사용하여 층간 간격을 넓히는 과정 및 무기산화물 형성을 촉진할 수 있다.In a non-limiting example, when the spacing between the inorganic chalcogenide layers is widened, it is possible to use inorganic materials such as heat, plasma, ion beam, radiation, ultraviolet ray, microwave, etc., Process and inorganic oxide formation.
다음으로, 상기 제 2단계에서 제조된 용액에 외부 힘을 가하여 층간이 넓어진 무기칼코게나이드를 원자층 두께(단일층)[물론, 복수 층으로 박리할 수도 있다], 판상형 무기칼코게나이드 표면에 무기산화물 특히 나노 사이즈의 나노 입자를 형성한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질을 얻을 수 있다(제 3단계). 제 3 단계에서도 무기칼코게나이드 표면이 부분적으로 산화되어 무기물 산화물을 형성하는 반응이 수행될 수 있다. Next, the inorganic chalcogenide having a wider interlayer is subjected to an atomic layer thickness (single layer) (of course, it may be separated into a plurality of layers) by applying an external force to the solution prepared in the second step, It is possible to obtain a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide composite material in which inorganic oxides, particularly nano-sized nanoparticles, are formed (third step). Also in the third step, a reaction can be performed in which the inorganic chalcogenide surface is partially oxidized to form an inorganic oxide.
비제한적인 예시에서, 예컨대 초음파 처리(sonication), 볼밀(ball mill), 호모게나이저(homogenizer) 사용 등을 통해 박리를 수행할 수 있다. In a non-limiting example, peeling can be accomplished through, for example, sonication, ball milling, homogenizer use, and the like.
비제한적인 예시에서, 제 3 단계에 있어서도 반응 (즉, 판상형 무기칼코게나이드 박리 및 무기산화물 형성)을 촉진하기 위해, 열, 플라즈마, 이온빔, 방사선, 자외선, 마이크로 웨이브 등을 단독 또는 하나 이상을 사용할 수 있다. Plasma, ion beam, radiation, ultraviolet rays, microwaves, etc., may be used alone or in combination with one or more of them in order to promote the reaction (i.e., plate-shaped inorganic chalcogenide separation and inorganic oxide formation) Can be used.
이러한 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 방법은 어닐링 등의 과정이 없이도(annealing-free) 판상형 무기칼코게나이드 상에 균일하게 무기산화물이 분포되는 복합 소재(uniform and full-covered composite)를 제공할 수 있는 것이다. The method according to exemplary embodiments of the present invention provides a uniform and full-covered composite in which inorganic oxides are uniformly distributed on a sheet-like inorganic chalcogenide without annealing or the like. You can do it.
도 1은 본 발명의 비제한적 실시예에 따른 판상형 무기칼코게나이드 및 입자형 무기산화물 복합 물질을 제조하는 반응 흐름을 나타내는 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic diagram showing a reaction flow for preparing a sheet-like inorganic chalcogenide and a particulate inorganic oxide composite material according to a non-limiting embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드[예컨대, 몰리브덴이황화물 (MoS2) 등]는 산화제가 함유된 산화 용액(예컨대, 과산화수소)에 의해 조금씩 산화되며 가장자리부터 무기 산화물 입자[예컨대, 몰리브덴삼산화물 나노 입자(MoO3 Nanoparticles)]로 바뀌고(Edge oxidation) 층간 간격이 넓어지게 된다(expanded interlayer distance). 1, an inorganic chalcogenide (for example, molybdenum sulfide (MoS 2 ) or the like) laminated in a three-dimensional structure is gradually oxidized by an oxidizing solution containing an oxidizing agent (for example, hydrogen peroxide) [for example, molybdenum trioxide nanoparticles (MoO 3 nanoparticles)] is switched to the (oxidation Edge) the interlayer spacing becomes wider (expanded interlayer distance).
지속적으로 산화 용액을 침투하게 되면(H2O2 penetration) 무기칼코게나이드 표면에도 부분적으로 산회되어(In-plane oxidation) 무기산화물 입자가 형성된다[MoO3 Nanoparticles(NPs) formation]. Continuous penetration of the oxidation solution (H 2 O 2 penetration) leads to partial oxidation of the inorganic chalcogenide surface (In-plane oxidation) to form inorganic oxide particles [MoO 3 Nanoparticles (NPs) formation].
이 후 외부 힘을 가하여[예컨대, 초음파 처리(sonification)] 박리(exfoliation)를 수행하고 최종적으로 표면에 무기산화물 입자가 형성된 판상형 무기칼코게나이드(즉, 판상형 무기칼코게나이드 및 입자형 무기산화물 복합체; granule-type MoO3/ MoS2 sheets)가 얻어지게 된다. Thereafter, an external force is exerted (e.g., sonification) to perform exfoliation, and finally a plate-like inorganic chalcogenide having inorganic oxide particles formed on its surface (i.e., a plate-like inorganic chalcogenide and a particulate inorganic oxide composite ; granule-type MoO 3 / MoS 2 sheets are obtained.
비제한적인 예시에서, 얻어진 판상형 무기칼코게나이드의 두께는 300nm 이하이고, 특히 바람직하게는 100nm 이하의 나노 사이즈이며(예컨대, 수 나노 미터일 수 있다), 원자 층 정도의 두께(무기칼코게나이드 원자층 한 층 두께, 예컨대 0.5nm)로 될 수 있다. 또한, 판상형 무기칼코게나이드의 가로와 세로의 길이는 각각 1 nm ~ 1 m 일 수 있다. In a non-limiting example, the thickness of the obtained plate-like inorganic chalcogenide is not more than 300 nm, particularly preferably not more than 100 nm (for example, it may be several nanometers), the thickness of the atomic layer (inorganic chalcogenide One layer thickness of an atom layer, for example, 0.5 nm). The length of the plate-like inorganic chalcogenide may be 1 nm to 1 m, respectively.
한편, 비제한적인 예시에서, 무기산화물은 주로 입자 형태(granule-type)를 포함하며, 그 외 선 형태나 시트 형태를 더 포함할 수 있다. 즉, 원료 물질인 3차원 구조의 무기칼코게나이드로부터 입자 형태(이를 0차원이라고 표현할 수 있다), 선 형태(이를 1차원이라고 표현할 수 있다), 시트 형태(이를 2차원이라고 표현할 수 있다)의 무기산화물이 생성될 수 있다. On the other hand, in a non-limiting example, the inorganic oxide mainly comprises a granule-type, and may further include other linear forms or sheet forms. In other words, it is possible to obtain a particle shape (which can be expressed as a zero dimension), a line shape (which can be expressed as one dimension), a sheet shape (which can be expressed as a two-dimensional shape) from an inorganic chalcogenide having a three- Inorganic oxides can be produced.
비제한적인 예시에서, 무기산화물은 입자 형태이고, 입자의 크기는 0.5 nm∼300 nm 또는 0.5nm~100nm일 수 있다. In a non-limiting example, the inorganic oxide is in the form of particles and the size of the particles may be from 0.5 nm to 300 nm or from 0.5 nm to 100 nm.
이상과 같이 본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 박리시킴과 동시에 표면에 균일한 크기의 무기산화물 특히 나노 크기의 입자가 균일하게 분포된 판싱형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질을 합성할 수 있다. 이 방법은 추가적인 무기물 전구체의 사용이나 추가적인 어닐링 등의 열처리 등이 없이 예컨대 액상 반응의 단일 반응(one reaction) 또는 과정(one pot)으로 간단하고 절감된 제조 비용으로 판싱형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 소재를 합성할 수 있는 것이다. 또한, 3차원 구조의 무기칼코게나이드를 부분적으로 무기산화물로 산화시키는 것이고 무기산화물을 물리적으로 결합시키는 것이 아니므로 판상형 무기칼코게나이드와 무기산화물 간의 강한 상호작용을 유도하게 된다. 이에 따라, 무기산화물의 입자 크기가 커지는 것을 방지할 수 있고 입자 크기의 제어가 용이하다. 또한 균일한 입자를 형성하기가 유리하며 생성량 조절도 용이하다(판상형 무기칼코게나이드는 무기산화물의 균일한 분포를 위한 스캐폴드(scaffold) 역할을 할 수 있다). 또한, 이에 따라 복합소재의 전기적/구조적 특성 등을 제어하기가 쉽다. 또한, 무기산화물이나 판상형 무기칼코게나이드를 각각 제조하는 것이 아니라, 단일 반응(one reaction) 또는 과정(one pot)으로 제조되는 것이므로, 해당 복합 소재가 적용될 응용 분야에 따라서 복합 소재를 이루는 판상형 무기칼코게나이드의 두께, 판상의 크기, 무기산화물 크기, 형태 및 분산도 등의 일괄 제어가 용이하여 우수한 특성의 복합 소재를 제조하는데 매우 유용하다. As described above, in the exemplary embodiments of the present invention, the inorganic chalcogenide layered in a three-dimensional structure is peeled off and inorganic oxide particles of uniform size, particularly, nano-sized particles are uniformly distributed on the surface, Cogenide and inorganic oxide composite materials can be synthesized. This method is advantageous in that it does not require the use of additional inorganic precursors or heat treatments such as additional annealing, and the like, in a single reaction or one pot of liquid phase reaction, Composite material can be synthesized. In addition, since the inorganic chalcogenide having a three-dimensional structure is partially oxidized to an inorganic oxide and is not physically bonded to the inorganic oxide, strong interaction between the inorganic chalcogenide and the inorganic oxide is induced. This makes it possible to prevent the particle size of the inorganic oxide from becoming large and control the particle size easily. It is also advantageous to form uniform particles and to control the amount of production (the plate-like inorganic chalcogenide can serve as a scaffold for the uniform distribution of inorganic oxides). In addition, it is easy to control the electrical / structural characteristics of the composite material. In addition, since inorganic oxides and plate-shaped inorganic chalcogenides are not produced respectively but are produced in a single reaction or a single process, a plate-shaped inorganic knife It is easy to control the thickness of the cogenide, the size of the plate, the size of the inorganic oxide, the shape and the degree of dispersion, etc., and thus it is very useful for producing composite materials having excellent properties.
이러한 복합 소재는 전자 소자 등 다양한 응용 분야에 적용될 수 있고, 예컨대 투명전자소자용 예컨대 유기 태양전지 등에 유용하게 사용될 수 있다.
Such a composite material can be applied to various applications such as electronic devices, and can be used for transparent electronic devices such as organic solar cells.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 상세히 설명하지만, 이하에 기재된 내용에 본 발명이 한정되지 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following description.
[실시예: 판상형 무기칼코게나이드 및 입자형 무기산화물 복합 물질(MoO3/ MoS2)][Example: Plate-like inorganic chalcogenide and particulate inorganic oxide composite material (MoO 3 / MoS 2 )]
사용된 모든 재료는 시그마 알드리치사로부터 입수하였다. 제조 과정은 다음과 같다. 배스 소니케이터(bath sonicator)를 사용하여 3차원 구조의 몰리브덴이황화물(0.5g)을 이소프로필알코올에 첨가하여 분산시킨다. 이후, 이 혼합용액을 교반하면서 과산화수소 (H2O2; 34.5wt%, 4ml)를 조금씩 주입하여 상온에서 연속적으로 스터링하면서 반응시킨다. 반응으로 인해 층간 간격이 넓어지고 몰리브덴삼산화물이 표면에 생성된 3차원 구조의 몰리브덴이황화물은 초음파 분산기를 이용하여 원자층 두께의 몰리브덴이황화물로 박리한다. 혼합물을 원심분리하여 미반응 산화용액과 박리되지 않은 3차원 구조의 몰리브덴이황화물을 제거한다. 제조된 판상형 몰리브덴이황화물/입자형 몰리브덴삼산화물에 증류수(탈이온수)를 넣어 약 ~1 mg/ml의 농도의 용액을 제조한다.All materials used were obtained from Sigma-Aldrich. The manufacturing process is as follows. The molybdenum disulfide (0.5 g) in a three-dimensional structure is added to isopropyl alcohol and dispersed using a bath sonicator. Thereafter, hydrogen peroxide (H 2 O 2 , 34.5 wt%, 4 ml) was added little by little while stirring the mixed solution, and the mixture was continuously reacted at room temperature. Molybdenum, which is formed on the surface by molybdenum trioxide, is separated from the molybdenum sulfide by atomic layer thickness using ultrasonic dispersing machine. The mixture is centrifuged to remove unreacted oxidizing solution and molybdenum in the three-dimensional structure that has not been peeled off. The prepared plate-shaped molybdenum is added to distilled water (deionized water) in the sulfide / particle type molybdenum trioxide to prepare a solution having a concentration of about 1 mg / ml.
도 2는 본 발명 실시예에서 제조된 복합 소재의 표면을 관찰하기 위해 원자힘 현미경 (Atomic Force Microscope, AFM)을 이용하여 표면을 관찰한 결과를 나타내는 사진이다.2 is a photograph showing the result of observing the surface of the composite material produced by the embodiment of the present invention using an atomic force microscope (AFM) to observe the surface thereof.
도 2에 도시된 바와 같이, 제조된 복합소재의 표면에서는 판상형 몰리브덴이황화물에 작은 입자가 고르게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이를 바탕으로 몰리브덴삼산화물 입자의 크기를 측정하였다.As shown in FIG. 2, it can be seen that on the surface of the composite material produced, small particles are uniformly dispersed in the sulfide of the plate-like molybdenum. Based on this, the size of the molybdenum trioxide particles was measured.
도 3은 도 2에서 관찰된 무기물 입자 크기 분포를 나타내는 결과이다. X축은 입자 사이즈(nm)이고, Y축은 주파수(%)이다. 몰리브덴삼산화물의 평균입자 크기는 약 15 nm임을 확인하였다. Fig. 3 shows the results of the mineral particle size distribution observed in Fig. The X axis is the particle size (nm) and the Y axis is the frequency (%). The average particle size of the molybdenum trioxide was about 15 nm.
한편, 도 4는 본 발명 실시예에서 판상형 몰리브덴이황화물의 크기 분포를 원자힘현미경으로 분석한 결과이다. X축은 판상 시트의 사이즈(nm)이고, Y축은 주파수(%)이다.Meanwhile, FIG. 4 shows the result of analyzing the size distribution of sulfide in molybdenum plate by atomic force microscope in the present invention. The X axis is the size (nm) of the plate-like sheet, and the Y axis is the frequency (%).
도 4에 나타난 바와 같이, 판상형 몰리브덴이황화물의 크기 분포를 원자힘현미경으로 분석한 결과 판상형 몰리브덴이황화물의 평균 크기는 약 230 nm인 것을 확인하였다. As shown in FIG. 4, the size distribution of the sulfide of the plate-shaped molybdenum was analyzed by an atomic force microscope, and it was confirmed that the average size of the sulfide molybdenum sulfide was about 230 nm.
도 5는 본 발명 실시예에서 제조된 복합 물질을 ITO 기판에 코팅하여 투과도(투명도)를 분석한 결과이다. X축은 파장(nm)이고, Y축은 투과도(%)이다.FIG. 5 is a result of analyzing the transmittance (transparency) by coating the composite material prepared in the embodiment of the present invention on an ITO substrate. The X-axis is the wavelength (nm), and the Y-axis is the transmittance (%).
도 5로부터 알 수 있듯이, 가시광선 영역인 약 550 nm에서 약 87%의 투과도를 나타내었으며, 이는 투명전극으로 주로 사용되는 ITO 기판이나 PEDOT:PSS가 코팅된 ITO 기판의 투과도와 유사함을 알 수 있다. 따라서, 판상형 몰리브덴이황화물 및 입자형 몰리브덴삼산화물이 코팅된 상기 필름이 투명도를 가지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 구현예들에 따른 복합 소재는 투명전자소자용 재료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
As can be seen from FIG. 5, the transmittance was about 87% at about 550 nm in the visible light region, which is similar to the transmittance of the ITO substrate or ITO substrate coated with PEDOT: PSS, which is mainly used as a transparent electrode have. Therefore, it can be confirmed that the film coated with the sulfide and the particulate molybdenum trioxide has a transparency. Therefore, the composite material according to the embodiments of the present invention can be utilized as a material for a transparent electronic device.
[비교예 1: 무기산화물 단독(c-MoO3))][Comparative Example 1: inorganic oxide alone (c-MoO 3 )]]
상기 실시예의 특성을 비교할 수 있도록 몰리브덴삼산화물 단독으로 존재하는 소재를 합성하였다. 암모늄 몰리브데이트 ((NH4)6Mo7O24)를 증류수에 녹인 후, 염산 수용액을 조금씩 첨가하여 pH가 1∼1.5가 되도록 용액을 제조하였다. 이 반응을 통해 제조된 입자는 증류수로 세척한 후 사용하였다.
In order to compare the characteristics of the above embodiments, molybdenum trioxide alone was synthesized. Ammonium molybdate ((NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 ) was dissolved in distilled water, and a hydrochloric acid aqueous solution was added little by little to prepare a solution having a pH of 1 to 1.5. Particles prepared by this reaction were used after washing with distilled water.
[비교예 2: 판상형 무기칼코게나이드 단독(c-MoS2)][Comparative Example 2: Plate-shaped inorganic chalcogenide alone (c-MoS 2 )]
상기 실시예로 제조된 복합소재의 특성을 비교하기 위해, 판상형 몰리브덴이황화물 단독으로 존재하는 재료를 리튬 삽입 및 박리시키는 방법으로 합성하였다. In order to compare the characteristics of the composite material prepared in the above examples, a material in which the plate-like molybdenum exists as a sulfide alone was synthesized by lithium insertion and exfoliation.
즉, 3차원 구조의 몰리브덴이황화물(0.3g)을 질소분위기 하에서 엔브틸리튬 (n-butyl lithium) 용액(3ml, 사이클로헥산에서 1.8M)에 약 48시간 동안 담근다. 이를 통해 제조된 리튬몰리브덴이황화물 (LixMoS2)을 필터링하고 세척한 후, 증류수에 담가 약 한 시간 동안 초음파 분쇄기를 통해 박리한다. 이후, 원심분리하여 박리되지 않은 몰리브덴이황화물과 리튬하이드록사이드를 제거하고, 박리된 판상형 몰리브덴이황화물을 얻는다. 제조된 판상형 몰리브덴이황화물을 증류수(탈이온수)를 넣어 희석하여 약 ~1 mg/ml의 농도의 용액을 제조한다.
Namely, molybdenum sulfide (0.3 g) having a three-dimensional structure is immersed in an n-butyl lithium solution (3 ml, 1.8 M in cyclohexane) under a nitrogen atmosphere for about 48 hours. The lithium molybdenum produced by this process is filtered and washed with sulfide (LixMoS 2 ), and then immersed in distilled water for about one hour through an ultrasonic disintegrator. Thereafter, centrifugal separation removes the sulfide and lithium hydroxide from the molybdenum which has not been peeled off, and the peeled plate-like molybdenum sulfide is obtained. The prepared plate-like molybdenum sulfide is diluted by adding distilled water (deionized water) to prepare a solution having a concentration of about 1 mg / ml.
도 6a 내지 6c는 본 발명 실시예(도 6a), 비교예 1(도 6b), 비교예 2(도 6c)로 제조된 재료를 기판에 코팅하여 그 형상을 원자힘현미경으로 관찰한 AFM 이미지이다.6A to 6C are AFM images obtained by coating a substrate made of the present invention (FIG. 6A), Comparative Example 1 (FIG. 6B), and Comparative Example 2 (FIG. 6C) on a substrate and observing its shape with an atomic force microscope .
도 6에 나타낸 바와 같이, 실시예로 제조된 복합 소재는 높낮이 편차가 작은 필름을 얻을 수 있었으며(도 6a), 비교예 1로 제조된 몰리브덴삼산화물은 큰 입자 덩어리가 형성되어 있는 것이 관찰되었다(도 6b). 또한 비교예 2의 방법으로 제조된 판상형 몰리브덴이황화물은 크기가 크고 필름의 균일도가 낮은 것을 확인할 수 있다(도 6c). As shown in FIG. 6, the composite material produced in the Example was able to obtain a film having a small height deviation (FIG. 6A), and the molybdenum trioxide produced in Comparative Example 1 was observed to have a large particle mass 6b). Also, it can be seen that the size of the plate-shaped molybdenum sulfide produced by the method of Comparative Example 2 is large and the uniformity of the film is low (FIG. 6C).
본 발명의 실시예, 비교예들의 소재의 일함수의 효과를 확인하고자 유기태양전지를 제작한 후 특성을 분석하였다.In order to confirm the effect of the work function of the materials of the examples and comparative examples of the present invention, an organic solar cell was fabricated and then its characteristics were analyzed.
표 1은 본 발명 실시예와 비교예들로 제조된 각 소재의 일함수를 자외선 분광기로 분석한 결과이고, 표 2는 기타 특성에 대한 분석 결과이다.Table 1 shows the results of analyzing the work function of each material manufactured by the examples of the present invention and the comparative examples with an ultraviolet ray spectrometer, and Table 2 shows the results of analysis of other characteristics.
태양전지 양전극으로 사용되는 ITO 자체(Bare ITO) 및 상기 ITO 상에 통상 정공수송층으로 사용되는 PEDOT:PSS 를 코팅한 것[(c-MoS2)/ITO]의 특성을 참고예(reference)로 기재하였다. 실시예, 비교예1, 2는 ITO 상에 각각의 물질을 코팅한 경우를 나타낸다.(Bare ITO) used as a solar cell anode, and PEDOT: PSS which is usually used as a hole transport layer on the ITO [(c-MoS 2 ) / ITO] Respectively. In Examples and Comparative Examples 1 and 2, the respective materials are coated on ITO.
(c-MoS2) /ITOComparative Example 2
(c-MoS 2 ) / ITO
(c-MoO3) /ITOComparative Example 1
(c-MoO 3 ) / ITO
(MoO3/ MoS2) /ITOExample
(MoO 3 / MoS 2 ) / ITO
Work-function
(eV)Work function
Work-function
(eV)
위 표 1로부터 알 수 있듯이, 몰리브덴삼산화물이 존재하는 실시예와 비교예 1의 일함수가 다른 소재에 비해 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. As can be seen from the above Table 1, it can be seen that the work function of the embodiment in which molybdenum trioxide is present and that in Comparative Example 1 are higher than those of other materials.
표 2는 OCV(Open Circuit Voltage; 개회로 전압), Jsc (short circuit current density; 전류밀도), FF(fill factor), PCE (power conversation efficiency: 광전변환효율)을 나타낸 것이다.Table 2 shows OCV (Open Circuit Voltage), Jsc (short circuit current density), FF (fill factor), and PCE (power conversion efficiency).
(c-MoS2) /ITOComparative Example 2
(c-MoS 2 ) / ITO
(c-MoO3) /ITOComparative Example 1
(c-MoO 3 ) / ITO
(MoO3/ MoS2) /ITOExample
(MoO 3 / MoS 2 ) / ITO
표 2에 나타난 것처럼, 실시예의 복합소재로 제조된 유기태양전지의 광전변환효율이 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 이는 기판에 코팅된 복합 소재 필름의 균일도가 높고 해당 복합 소재의 일함수가 높기 때문인 것으로 판단된다. As shown in Table 2, it can be confirmed that the photoelectric conversion efficiency of the organic solar cell made of the composite material of the embodiment is the highest. This is because the uniformity of the composite film coated on the substrate is high and the work function of the composite material is high.
도 7은 광전변환효율이 높은 본 발명 실시예[(MoO3/ MoS2) /ITO]와, 비교예 1[(c-MoO3) /ITO], 상용 PEDOT:PSS/ITO의 장기 성능을 평가한 것이다. FIG. 7 shows the evaluation of the long-term performance of the present invention (MoO 3 / MoS 2 ) / ITO having high photoelectric conversion efficiency, Comparative Example 1 [(c-MoO 3 ) / ITO] and commercial PEDOT: PSS / It is.
도 7로부터 알 수 있듯이, 실시예로 제조된 복합소재는 16일이 지나도 초기 효율 대비 약 80%의 효율을 유지하는 반면, 비교예 1과 상용소재는 4일이 지나면 광전변환 특성이 사라지는 것을 확인하였다. As can be seen from FIG. 7, the composite material produced in the Example maintains an efficiency of about 80% compared to the initial efficiency even after 16 days, whereas Comparative Example 1 and the commercial material show that the photoelectric conversion characteristic disappears after 4 days Respectively.
따라서, 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 복합 소재는 유기 태양 전지의 정공 수송 층(HEL)으로서, 높은 효율을 가질 뿐만 아니라 또한 특히 우수한 장기 안정성을 가지는 것을 알 수 있다. 해당 특성들은 온도에 거의 영향을 받지 않는다. 따라서 해당 복합 소재는 종래의 소재들과 달리 어닐링 조건 (어닐링 온도)에 영향을 받지 않고 높은 효율과 장기 안정성을 가진다는 장점이 있다.Accordingly, it can be seen that the composite material according to exemplary embodiments of the present invention has not only high efficiency but also excellent long-term stability as a hole transport layer (HEL) of an organic solar cell. These properties are hardly affected by temperature. Therefore, the composite material is advantageous in that it has high efficiency and long-term stability without being influenced by the annealing condition (annealing temperature) unlike the conventional materials.
이상에서 본 발명의 비제한적이고 예시적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상은 첨부 도면이나 상기 설명 내용에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함이 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하며, 또한, 이러한 형태의 변형은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
Claims (22)
상기 판상형 무기칼코게나이드 표면에 상기 판상형 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화시켜 무기산화물을 형성하는 것이고,
상기 무기 산화물이 형성되는 판상형 무기칼코게나이드 표면 부분은 판상형 무기칼코게나이드의 가장 자리 내측 (in-plane)의 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
A method for producing a plate-like inorganic chalcogenide from a bulk chalcogenide laminated in a three-dimensional structure,
And the inorganic oxide is formed by partially oxidizing the plate-like inorganic chalcogenide on the surface of the plate-like inorganic chalcogenide,
Wherein the surface of the plate-like inorganic chalcogenide on which the inorganic oxide is formed comprises an in-plane surface of the plate-like inorganic chalcogenide. .
3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 산화제와 혼합하는 것이고,
상기 산화제는 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드의 층 간에 침투하는 것이고, 또한 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화하여 판상형 무기칼코게나이드 표면에 무기산화물을 형성하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
A method for producing a plate-like inorganic chalcogenide from a bulk chalcogenide laminated in a three-dimensional structure,
A bulk chalcogenide laminated in a three-dimensional structure is mixed with an oxidizing agent,
Characterized in that the oxidizing agent penetrates between the layers of the inorganic chalcogenide in a bulk state stacked in a three-dimensional structure and partially oxidizes the inorganic chalcogenide to form an inorganic oxide on the surface of the plate-like inorganic chalcogenide. A method for producing a composite material of an inorganic chalcogenide and an inorganic oxide.
상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 산화제를 포함하는 산화 용액에 혼합하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The method of manufacturing a composite material of a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide, wherein the bulk chalcogenide layered in a three-dimensional structure is mixed with an oxidizing solution containing an oxidizing agent.
상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 산화제가 포함된 산화 용액에 혼합하고 무기칼코게나이드 가장자리부터 산화하여 무기산화물을 형성하고 또한 적층된 무기칼코게나이드 층간을 넓히도록 하는 제 1 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
The method of claim 3,
In this method, inorganic bulk chalcogenide layers stacked in a three-dimensional structure are mixed with an oxidizing solution containing an oxidizing agent, oxidized from the edges of the inorganic chalcogenide to form inorganic oxides, And a second step of expanding the inorganic chalcogenide and expanding the inorganic chalcogenide.
상기 제조 방법은, 제 1 단계 후 넓어진 층간 사이를 산화 용액이 침투하여 적층된 무기칼코게나이드의 층간을 더 확대시키면서 적어도 하나 이상의 층의 무기칼코게나이드 표면을 부분적으로 산화시켜 무기물 산화물을 더 형성시키는 제 2 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
5. The method of claim 4,
In the above manufacturing method, the inorganic chalcogenide surface of at least one layer is partially oxidized while expanding the space between the laminated inorganic chalcogenides by penetration of the oxidizing solution between the widened layers after the first step to further form an inorganic oxide And a second step of subjecting the inorganic oxide to an inorganic oxide and a second inorganic oxide.
상기 제조 방법은, 제 2 단계 후 외부 힘을 가하여 층간이 넓어진 무기칼코게나이드를 박리하는 제 3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The method may further include a third step of separating the inorganic chalcogenide having a wider spacing by applying an external force after the second step, wherein the inorganic chalcogenide is separated from the inorganic chalcogenide.
제 3 단계에서도 무기칼코게나이드 표면이 부분적으로 산화되어 무기물 산화물을 형성하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the inorganic chalcogenide surface is partially oxidized to form an inorganic oxide in the third step.
상기 각 단계에서는 열 처리, 플라즈마 처리, 이온빔 처리, 방사선 처리, 자외선 처리 또는 마이크로 웨이브 처리 중 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
8. The method according to any one of claims 4 to 7,
Wherein at least one of heat treatment, plasma treatment, ion beam treatment, radiation treatment, ultraviolet treatment or microwave treatment is carried out in each of the above steps.
무기칼코게나이드는 금속과 칼코겐 원소로 구성되는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic chalcogenide is composed of a metal and a chalcogen element.
상기 금속은 Sc, Ti, V, Cr, Mo, Fe, W의 전이금속; 및 Ga, Ge, In의 전이 후 금속;으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The metal may be a transition metal of Sc, Ti, V, Cr, Mo, Fe, or W; And a metal after the transition of Ga, Ge and In; and a method of producing a composite material of a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide.
상기 칼코겐 원소는 O, S, Se, Te, Po로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the chalcogen element is at least one selected from the group consisting of O, S, Se, Te, and Po, and wherein the chalcogen element is at least one selected from the group consisting of O, S, Se, Te and Po.
상기 산화제는 H2O2, (NH4)2S2O8, NaBrO3, H2SO4, HNO3, HClO4, H2CrO4 로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the oxidizing agent is at least one selected from the group consisting of H 2 O 2 , (NH 4 ) 2 S 2 O 8 , NaBrO 3 , H 2 SO 4 , HNO 3 , HClO 4 , and H 2 CrO 4 . A method for producing a composite material of chalcogenide and inorganic oxide.
상기 무기 산화물은 입자 형 무기 산화물인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic oxide is a particulate inorganic oxide. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 판상형 무기칼코게나이드 표면에 해당 무기칼코게나이드로부터 산화되어 생성된 무기산화물이 형성된 것이고,
상기 무기 산화물이 형성되는 판상형 무기칼코게나이드 표면 부분은 판상형 무기칼코게나이드의 가장 자리 내측 (in-plane)의 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질.
Plate-shaped inorganic chalcogenide; And
An inorganic oxide produced by oxidation from the inorganic chalcogenide is formed on the surface of the plate-like inorganic chalcogenide,
Wherein the surface portion of the plate-like inorganic chalcogenide in which the inorganic oxide is formed comprises an in-plane surface of the plate-like inorganic chalcogenide.
상기 판상형 무기칼코게나이드의 두께는 300nm 이하인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질.
15. The method of claim 14,
Wherein the plate-like inorganic chalcogenide has a thickness of 300 nm or less.
상기 판상형 무기칼코게나이드의 가로와 세로의 길이는 각각 1 nm 내지 1 m인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 입자 복합 물질.
15. The method of claim 14,
Wherein the length of the plate-like inorganic chalcogenide is 1 nm to 1 m, and the length of the plate-like inorganic chalcogenide is 1 nm to 1 m, respectively.
상기 무기 산화물은 입자 형, 선형 및 시트 형으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 형태인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질.
15. The method of claim 14,
Wherein the inorganic oxide is at least one type selected from the group consisting of a particle type, a linear type, and a sheet type, and a composite material of a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide.
상기 무기산화물은 입자 형태를 포함하고, 해당 입자 크기가 0.5 nm 내지 300nm인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질.
18. The method of claim 17,
Wherein the inorganic oxide includes a particle shape and has a particle size of 0.5 nm to 300 nm, and the composite material of the inorganic oxide and the plate-like inorganic chalcogenide.
18. An inorganic chalcogenide and inorganic oxide composite material having a three-dimensional structure, wherein a composite material of a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide according to any one of claims 14 to 18 is laminated.
An electronic device comprising a composite material of a plate-like inorganic chalcogenide and an inorganic oxide according to any one of claims 14 to 18.
투명 전극; 및
상기 투명 전극 상에 존재하는 상기 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.
21. The method of claim 20,
A transparent electrode; And
And a composite material of the plate-like inorganic chalcogenide and the inorganic oxide existing on the transparent electrode.
상기 전자 소자는 유기 태양 전지이고,
상기 투명 전극은 ITO 이고,
상기 투명 전극 상의 정공 수송층에 상기 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.22. The method of claim 21,
The electronic device is an organic solar cell,
The transparent electrode is ITO,
And a composite material of the plate-like inorganic chalcogenide and the inorganic oxide in the hole transporting layer on the transparent electrode.
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