콜로이드 금속할로겐화물 페로브스카이트 나노결정의 합성 및 특성 그리고 응용

by 관리자 posted Dec 02, 2016
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○ 금속할로겐화물 페로브스카이트의 나노결정(NC)은 벌크 다결정 유기-무기 하이브리드 할로겐화물 페로브스카이트(태양전지용)에 비해 늦게 등장했다. 본격적 연구는 약 2년에 불과하지만 우수한 광발광(PL) 특성 및 저렴한 용액가공 가능성 등은 조명/디스플레이 응용에 상당한 장점을 제공하고 레이저 등 광전자디바이스에 유망한 재료가 되고 있다. ○ 이 글에서 저자들은 유기-무기 하이브리드 및 전 무기 페로브스카이트 NC의 설계 및 합성 그리고 응용에서의 최근의 발전을 소개하고 페로브스카이트 NC 응용에서의 당면한 도전도 검토하였다. 이 글은 2015년 말에 투고되어 그 이후의 놀라운 발전을 분석자가 두 합성법에 추가했다.   독립형 하이브리드 메틸암모늄(MA) 유기 양이온 함유 MAPbBr3 NC 1단계 습식 콜로이드 합성법은 L.C. Schmidt/J.P. Prieto 등이 최초로 2014 1 보고했다. 짧은 메틸사슬과 옥틸 등의 사슬을 가진 암모늄 브롬화물의 혼합물을 올레산과 용매 옥타데센 존재 하에 PbBr2 반응시켰다. 알킬암모늄 양이온은 결정 밖에서 NC성장을 끝내고 NC 캡핑 리간드로 유기산에서 NC 분산 안정화시켰다. 외부 양자효율 (EQE) 각각 1.1, 1.06% 우수한 에멀션법, 딥코팅법도 개발되었다.   높은 안정성이 기대되는 무기계 CsPbX3(X 할로겐) 단분산 콜로이드 나노큐브(4~15nm) 성공적 합성은 2015. 1 140~200 고온주입법에 따라 L. Protesescu/M.V. Kovalenko 등이 보고하였다. s 반응이 끝나 반응온도 조절이 페로브스카이트 NC 크기조정에 핵심이었다. 2016 4 실온합성법이 보고되어 고온주입법 CsPbX3 기존 CdSe@ZnS 대등한 70~95% PLQY(양자수율), 15~35nm FWHM(반치전폭), 150% 초과 백색 LED 재현범위 그리고 용액 수개월 이상의 저장안정성을 보였고 발광층 가교가 5.7% EQE 보였다.   레이저 다른 응용 가능성도 페로브스카이트 NC 조명 LED 디스플레이에서 휘도 전류효율 그리고 EQE 등의 성능이 아직 낮지만 방대한 연구 축적량을 감안할 금후 기술의 미래는 밝다. 한국에선 이들 연구가 보여 정부지원에 의한 본격적 연구개시가 요망된다.





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