고체상 발광체는 외부 양자 효율(EQY)이 65% 미만인 경우가 관찰되었으며, 통일된(유니티) 광발광 양자 효율(PLQY)과 상업적으로 실행 가능한 수준의 안정성을 동시에 달성하는 시스템은 존재하지 않았다. 이러한 한계는 연성 이온 격자와 불안정한 표면을 지닌 콜로이드 페로브스카이트 나노결정(PeNCs)에서 특히 두드러진다. 본 연구에서는 연성 격자와 불안정한 계면을 동시에 고정(lock)하고 안정화(stabilize)하는 interbonded PbSO4-SiO2-polymer 다층 구조로 이루어진 계층적 쉘(HS) 구조를 도입한다. HS-CsPbBr3 PeNC 필름은 가속 조건 60°C, 90% 상대습도(RH)에서 PLQY 10% 손실까지의 시간 T90 = 3211시간, 청색광 노출에서 T90 = 12,000시간을 보인다. HS 전략은 혼합 할라이드, 혼합 양이온, 아이오다이드 및 하이브리드 PeNC를 포함한 PeNC 조성 전반에 걸쳐 일반화되며, MAPbBr3에 대해서는 연장된 T90 = 3900시간(60°C, 90% RH)과 T90 = 27,234시간(청색광)도 가능하게 한다. 또한 HS-MAPbBr3 필름에서 100.0% PLQY는 자체 흡수로 인한 손실을 제거하고 EQY 91.4%를 달성하여 이론적 최대치에 근접한다. HS 장벽은 더 나아가 대면적 고해상도 디스플레이와 바이오-광전자공학의 안전을 위한 납 용출(leakage)도 방지한다.

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