고효율 LED를 만드는 고분자 기질 내 페로브스카이트 나노결정

전문가 제언

○ 유기금속 할라이드 페로브스카이트 MAPbX3(MA=메틸암모늄, X=할라이드) 재료는 용액가공이 가능하고 저렴한 전구체를 사용하므로 디스플레이나 태양전지 등의 광전재료에서 연구 열기가 높다. 태양전지에서와 달리 전기발광(EL)은 전기에너지에서 빛을 얻는 LED의 기본 원리인데 발광층 내에서 전자와 정공이 만나는 발광재결합에 의존한다.

 

○ 현재 페로브스카이트 LED(PeLED)에서 MAPbBr3 발광층의 막 형성 시 기판 위 덮임율 부족은 전기분로(미세기공)를 만들어 EL수율을 낮추는 도전이 되어왔다. 이 글의 저자들은 페로브스카이트와 절연성 폴리이미드전구체(PIP)와의 블렌드(복합체)를 광 방출층으로 사용하는 대책을 소개하고 있다. 의외의 큰 성과를 보이는 기술혁신이다.

 

○ 발광성 복합체가 기판 위에 증착되면 작용기가 많은 박막 PIP기질 내에서 페로브스카이트 나노결정이 형성되고 어닐링처리 후 PIP 고분자는 미세기공을 메워 흠 없는 발광층을 만든다. PIP:페로브스카이트 중량비의 최적화는 나노결정 크기를 250nm에서 60nm로 줄이고 휘도를 전압 3.5V 수준에서 105cdm-2 이상으로 증가시킨다. 이 구조는 비발광성 전류손실을 줄이고 외부양자효율(EQE)을 1.2%로 두 자릿수 넘게 향상한다. 기공으로 고생하는 태양전지에 적용이 검토되기 바란다.

 

○ MAPbBr3계 PeLED는 EQE 및 전류효율 향상을 위한 광 방출층에서의 전하불균형 해소, 여기자 결합에너지 증대, 안정성 그리고 생산규모 확장성 등 차세대 LED로 가는 길에는 연구과제가 많다. 그러나 같은 양자크기 효과 이용 및 할라이드 조성 변경에 의한 쉬운 색상 변화의 장점을 가진 전 무기질 페로브스카이트(CsPbX3)와의 경쟁은 관심의 대상이다.

 

○ 한국은 페로브스카이트 재료 연구에서 세계 정상이다. 태양전지용 페로브스카이트 효율에서 세계기록(20.1%)과 세계특허의 최다보유에 공헌하고 있는 한국화학연구원(석상일, 노준홍 등), 종합적 선구자이며 결정 안정성 연구 등의 성균관대(박남규, 김희순 등), 태양전지와 MAPb Br3계 PeLED 개척 연구의 경희대(임상혁, 허진혁 등), PeLED의 세계 톱 EQE 8.53%를 실현한 포항공대(이태우, 조힘찬 등) 등이 자랑스럽다.

저자

G. Li, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2015

권(호)

15()

잡지명

Nano Letters

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

2640~2644

분석자

변*호

분석물

• 고효율 LED를 만드는 고분자 기질 내 페로브스카이트 나노결정.pdf [509,429 byte]

이미지변환중입니다.