초록 ▼

연구개요
□ 최종 연구 목표 : 친환경 페로브스카이트 나노 결정 합성 방법 개발 및 소자응용
1. Schlenk-free 페로브스카이트 합성법 개발 및 무납 페로브스카이트 적용
- 고순도 고수율 표준상태(상온·상압) 페로브스카이트 나노결정 합성 방법 개발
- 환경무해 무납 (Lead-free) 무기 페로브스카이트 나노 결정의 합성
2. 페로브스카이트 나노결정 기반 광전소자 응용 및 구동 안정성 평가
- 나노 결정 구조체의 우수한 흡광·발광 성능을 이용한 광전 소자 제작
- 나노결정 광활성층의 태

연구개요
□ 최종 연구 목표 : 친환경 페로브스카이트 나노 결정 합성 방법 개발 및 소자응용
1. Schlenk-free 페로브스카이트 합성법 개발 및 무납 페로브스카이트 적용
- 고순도 고수율 표준상태(상온·상압) 페로브스카이트 나노결정 합성 방법 개발
- 환경무해 무납 (Lead-free) 무기 페로브스카이트 나노 결정의 합성
2. 페로브스카이트 나노결정 기반 광전소자 응용 및 구동 안정성 평가
- 나노 결정 구조체의 우수한 흡광·발광 성능을 이용한 광전 소자 제작
- 나노결정 광활성층의 태양전지 및 발광다이오드 특성 동시 평가
- 산소·수분 노출 시 연속 구동 안정성 평가

연구 목표대비 연구결과
1. 표준상태 (상온·상압) 페로브스카이트 나노결정 합성법 개발
- 진공·질소 환경을 사용하는 기존의 Schlenk 라인 기반 합성 방법 대신, 복잡한 환경 제어가 필요하지 않는 표준상태 합성 방법으로 비용매 재결정법을 도입함.
- 비용매 재결정법의 페로브스카이트 결정화를 제어하기 위하여 2종류 이상 용매 혼합물을 도입하였으며, 기존의 합성 방법 대비 합성 수율을 200% 이상 증가시킴.
- 상기 내용을 적용하여 다양한 할라이드 기반 페로브스카이트 나노 결정을 합성하여 밴드갭 에너지와 흡수 파장대를 조절하여 RGB 발광 특성 제어하였음.
- 본 연구 개발된 혼합 비용매 재결정법을 활용하여 비납 (lead-free) 페로브스카이트 나노 결정을 합성하고 나노모폴로지 및 광전기적 특성을 분석함.
- 시간해상 광분석을 통하여 혼합 비용매 결정법을 이용하여 제작한 나노결정의 결점 감소 및 양자효율 증가 효과를 분석하였음.
2. 페로브스카이트 나노결정 기반 광전소자 제작 및 평가
- 합성된 페로브스카이트 나노결정의 광전소자 도입을 위한 용액 공정 방법으로 layer-by-layer 적층공정을 적용하여 효율적인 광흡수를 위한 박막 제작함.
- 나노결정 광활성 조밀층을 구성하고 전자-정공층과 함께 적층형 구조로 태양전지 구성하고 광전효율과 발광특성을 동시분석함.
- 공기 중 연속 구동 분석을 통하여 소자 구동 안정성 평가를 진행하였고, 개발된 나노결정은 기존의 시스템보다 향상된 광전효율과 안정성을 보임.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- 페로브스카이트 나노결정은 뛰어난 광전기적 특성을 가지며 이에 대한 다양한 튜닝이 가능하여 광범위한 활용이 기대됨. 본 연구에서 개발한 상온 상압 고수율 합성방법을 활용하여 비납 페로브스카이트 나노결정을 합성할 수 있었으며, 이는 페로브스카이트의 납 유출로 인한 환경 유해 문제를 해결할 수 있을 것이라 기대함.
- 페로브스카이트 나노결정의 광전특성 향상 및 소자 적용에 대한 폭넓은 응용 가능성을 높일 수 있으며, 차세대 페로브스카이트 반도체 원천 기술을 확보하고 해당 기술을 선점할 수 있을 것으로 기대함.
- 본 연구를 통하여 페로브스카이트 기반 특성화된 나노 결정 복합구조체를 제조하는 독창적인 기술을 선점하고, 이를 상용 반도체 소재 및 소자 기술에 적용할 수 있으며, 한국의 핵심 기술 분야인 광전자소자 분야 차세대 반도체 나노물질에 대한 원천 기술을 선점하는 효과를 가짐.
- 미래 소프트 일렉트로닉스 산업화에 필수적인 양자점 발광소자 디스플레이 산업, 차세대 태양 전지 산업, 다기능성 광센서소자 등의 고집적화된 미래형 전자소자 시장을 창출할 것으로 기대함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1. 연구 개발의 목적 및 개요 ... 4
• 1.2. 연구 개발의 배경 및 필요성 ... 4
• 1.3. 최종 목표 및 연구 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 2.1. 단계별 실험 방법 체계도 ... 7
• 2.2. 연구 수행 과정 ... 8
• 2.3. 연구 결과 종합 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 15
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 25