구조가 맞춤 조정된 층상 2차원 하이브리드 페로브스카이트 나노결정

전문가 제언

○ 오늘날 우리 일상생활에서 없어서는 안 될 필수품이 된 디스플레이용 발광다이오드(LED) 기술은 유기발광다이오드(OLED), 양자점 LED(QLED) 로 진화하여 한국이 앞서고 있는데 이 위치 유지가 우리 관심의 대상이다. 태양전지에서 인정받은 페로브스카이트 재료는 광전자 특성과 용액 가공의 경제성이 탁월하여 중소기업 미래 먹거리 사업으로 안성맞춤이다. 차세대 페로브스카이트 LED(PeLED) 연구가 뜨거운 이유이다.

 

○ PeLED를 위한 페로브스카이트 재료에는 하이브리드 MA(=CH3NH3) PbX3(X는 할로겐)계와 전 무기질 할로겐화물 CsPbX3계가 있다. 하이브리드 계 재료에는 벌크 계와 나노결정(NC)(양자점, QD 포함) 계의 두 종류가 있고 CsPbX3 계는 주로 NC(QD 포함)계로 총 3종류가 있다.

 

○ 태양전지 재료인 벌크 계 MA(=CH3NH3)PbX3는 한국의 포항공대 이태우 교수팀(경희대 임상혁 교수 등)이 구랍 전류효율(CE) 42.9㏅ A-1, EQE(외부양자효율) 8.53%를 달성하여 세계 정상 실적을 보였다. 상용화에는 대기 안정성과 PLQY의 향상 등이 남아 있다. 한편 중국 등 해외에서는 페로브스카이트 NC(PeNC)연구가 한창인데 한국에선 이들 연구는 잘 안 보인다. 무기계 QLED 연구를 세계 정상으로 지원한 것처럼 정부가 자원의 공급 등으로 미래를 위한 투자에 적극 나설 시점이다.

 

○ 이 글은 무기층과 유기층이 교대 배열되어 우수한 특성이 기대되는 콜로이드 상으로 안정된 2차원 층상 구조 R2(CH3NH3)n-1PbnX3n+1(n=1,2,3) (R은 옥틸아민 등의 긴 사슬 아민, n은 층수)의 PeNC 제법과 특성을 소개하고 있다. 리간드 선정과 비율에 따라 다른 층을 가진다. X가 요오드인 경우 제법의 일례는 톨루엔에 현탁된 미리 합성된 PbI2의 고결정성 NC를 클로로포름으로 희석하여 긴 리간드(알킬암모늄 할로겐화물 함유)를 포함한 MAI 혼합물을 가한다. 이 때 무기 임자 재료 PbI2 층 사이에 유기 MAI 부분의 삽입에 의해 2차원 층상 구조가 형성된다.

 

○ 금년 중국 Peking대의 PeLED 연구는 콜로이드 층상 기술로 EQE는 0.53%이지만 양자효율 67.3%, CE 1.43㏅ A-1, 그리고 3D 하이브리드 페로브스카이트보다 우수한 안정성을 보고하여 관심을 끌고 있다.

저자

Y. Hassan et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

28()

잡지명

Advanced Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

566~573

분석자

변*호

분석물

• 구조가 맞춤 조정된 층상 2차원 하이브리드 페로브스카이트 나노결정.pdf [534,962 byte]

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