| 초록 |
세계적인 환경규제로 미세먼지, CO2 배출 및 에너지 절감 등을 목적으로 다양한 연구가 진행되고 있으며, 그 중 VO2를 활용한 열변색 스마트윈도우는 가시광선 투과율은 유지하고 열선인 적외선 투과율 제어를 통해 실내온도 유지에 소비되는 에너지를 절감할 수 있는 특징이 있다. 기존 VO2 박막은 주로 건식공정인 sputtering이나 CVD 등으로 제조하였으나, 공정비용이 높고 균일하게 증착가능한 면적의 한계가 있으며, 습식공정으로 주로 사용되는 스핀코팅 또한 대면적 구현이 어렵다. 이러한 문제 해결을 위해, 본 연구에서는 VO2 분말이 포함된 용액에 분산제와 바인더를 첨가하여 제조한 나노잉크를 유리기판에 초음파 스프레이코팅하여 균일하고 광학성 특성이 향상된 열변색 스마트윈도우 박막을 저렴하게 제조하고자 하였다. VO2 분말을 물과 에탄올로 구성된 용매에 polyvinylpyrrolidone (PVP) 및 ethyl cellulose와 혼합하여 제조한 나노잉크를 유리 표면에 초음파 스프레이코팅한 후 IPL sintering 공정을 통해 박막을 제조하였으며, 미세조직은 FE-SEM과 HRTEM, 투과율은 UV-Vis spectrometer, 구성원소는 XPS를 활용하여 분석하였다. 실험결과, 용액분사량 0.5ml/min으로 1회 코팅한 경우에 가장 균일한 박막이 형성되었으며, 분사량이 줄어들수록 기판 표면에 코팅되는 비율이 줄어들었다. 용액분사량 0.05ml/min으로 10회 코팅한 박막 표면에 다수의 기공들이 밀집되어 있는 현상이 관찰되었다. IPL sintering 후에는 대부분의 박막에서 기공률이 증가하고 두께가 감소하였는데, 이는 나노잉크를 구성하고 있던 용매와 폴리머가 제거되는 것이 주 원인이라고 판단된다. 용액 분사량 0.5ml/min으로 1회 코팅된 박막의 △IR은 41.1%, 0.05ml/min으로 10회 코팅된 박막은 48.6%이다. 박막 표면에 기공이 다수의 기공이 존재함에도 불구하고 △IR 수치가 높은 것은 용액 분사량이 적어질수록 박막에 존재하는 용매 및 폴리머의 양이 적어 VO2 입자간 원활한 소결이 가능하였기 때문이라고 판단된다. |
