초록 ▼

□ 연구개요
다기능성 나노구조 초박막을 활용한 신규 페로브스카이트 광전융합소자 구현

본 연구과제의 연구목적은 수소 결합이나 물리적 결합이 아닌 강한 화학적 결합 즉, 배위 결합, 이온 결합, 공유 결합을 통한 안정적인 신규 나노 재료를 제어 및 합성하여 저온 공정이 가능한 다기능성 나노 박막을 제작하고 이를 이용하여 기존의 다양한 무기 할로겐 페로브스카이트 광전자소자의 한계를 극복하고자 함. 또한, 최종적으로 구현된 나노 구조체 기반으로 신뢰성이 뛰어난 고 안전성의 광전자융합소자에 활용하는 것이 목표임.

□ 연구개요
다기능성 나노구조 초박막을 활용한 신규 페로브스카이트 광전융합소자 구현

본 연구과제의 연구목적은 수소 결합이나 물리적 결합이 아닌 강한 화학적 결합 즉, 배위 결합, 이온 결합, 공유 결합을 통한 안정적인 신규 나노 재료를 제어 및 합성하여 저온 공정이 가능한 다기능성 나노 박막을 제작하고 이를 이용하여 기존의 다양한 무기 할로겐 페로브스카이트 광전자소자의 한계를 극복하고자 함. 또한, 최종적으로 구현된 나노 구조체 기반으로 신뢰성이 뛰어난 고 안전성의 광전자융합소자에 활용하는 것이 목표임.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 신규 반도체 나노재료 (안정제를 통해 합성된 조성비가 제어된 황화코발트 나노결정들, 다양한 안정제가 도입된 페로브스카이트 결정, SnO₂ 나노막대 등)를 합성하여 이를 상온에서 박막이 제조 가능한 스프레이 코팅법, 스핀 코팅법, 층상자기조립법과 같은 용액 공정으로 나노 구조 초박막을 제조함.
2. 본 과제를 통해서 합성된 재료를 기반으로 페로브스카이트 태양전지의 전하수송층으로 적용함. 해당 소자는 65 ℃ 65 RH 에서도 80% 이상의 구동 유지율을 나타내며, 21%의 높은 광전 효율을 나태냄.
3. 페로브스카이트 나노 결정을 기반으로 하는 시냅스 소자를 구축하였고, 이를 광흡수를 통해 메모리 특성을 나타내는 광 시냅스 소자로 확대 적용함. 페로브스카이트 광 시냅스 소자는 1000 회 이상의 cycling test를 통한 On-Off 스위칭 전환 안정성과 rentention 테스트를 통해 뛰어난 안정성을 가진 것으로 확인됨.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
■ 소자의 내구성과 신뢰도를 향상시킬 수 있는 신규 다기능성 나노 구조 박막을 저온으로 제작하여 고성능, 고신뢰성의 페로브스카이트 태양전지 구현 뿐만 아니라 메모리 소자 더 나아가 광전 융합 소자를 제작함. 이는 고부가 가치의 신사업 성장 동력이 될것이라 예상됨.
■ 페로브스카이트 태양전지와 메모리 소자를 위한 무기재료에 대한 연구를 통하여 현재 국외에 비해 미약한 무기전자소재에 대한 원천기술을 확보가 가능함.
■ 본 과제의 수행을 통해서 응용성의 부족으로 인해 독특한 물리/화학적 특성분석 및 구현에 머물던 나노기술을 실질적으로 활용하여 새로운 소자 분야를 개척한 점이 큰 의미를 가짐.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)