-PQD 기반 발광 다이오드(외부 양자 효율 21.8%) 및 태양전지(전력변환 효율 15.3%) 소자.

본 연구는 자체 치유 특성을 갖는 페로브스카이트 박막을 설계하는 데 유용한 지침을 제공하며, 패시베이션 내구성의 향상을 위한 시급한 필요성을 강조한다.

-PQD 기반 발광 다이오드(외부 양자 효율 21.8%) 및 태양전지(전력변환 효율 15.3%) 소자.

본 연구는 자체 치유 특성을 갖는 페로브스카이트 박막을 설계하는 데 유용한 지침을 제공하며, 패시베이션 내구성의 향상을 위한 시급한 필요성을 강조한다.

반도체 성질의 납 할라이드 페로브스카이트 나노크리스탈(PNCs)은 용액 공정 가능성과 뛰어난 광전자적 특성으로 인해 차세대 광전자 소자의 유망한 후보로 간주된다. 광전자 소자의 대표적 두 예인 발광다이오드(LEDs)와 태양전지(photovoltaics, PVs) 분야에서 최근 고성능 PNC 기반 소자를 구현하기 위한 다수의 노력이 이루어졌음에도 불구하고, 단일 PNC 공정 전략을 통해 높은 효율과 안정성을 모두 달성한 소자를 구현하는 일은 여전히 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 적절한 ab-initio 기반 리간드 탐색을 통해 도출된 디페닐프로필암모늄(diphenylpropylammonium, DPAI) 표면 리간드가 이 문제에 대한 해결책을 제공함을 보여준다. 여기서 제시하는 DPAI 리간드를 포함하는 범용 PNC 잉크는 용액 상 리간드 교환 공정으로 제조되며, 단일 단계 공정을 통해 각각 피크 전계발광 외부 양자 효율 17.00%와 전력 변환 효율 14.92%(안정화 출력 14.00%)를 갖는 LED 및 PV 소자를 동시에 가능하게 한다. DPAI와 같은 방향족 고리의 세심한 설계가 이러한 높은 성능, 용이한 용액 공정성, 그리고 최대 120일까지의 향상된 상(phase) 안정성을 부여하는 결정적 요인임이 밝혀진다. 본 연구는 고속 생산을 위한 광전자 소자용 PNC 잉크 제형을 만드는 데서 리간드 설계의 역량을 보여주며, 또한 PV와 LED 기능을 모두 갖는 “듀얼 모드(dual-mode)” 소자를 위한 경로를 제시한다.

). 이러한 근본적인 통찰은 PeNPL의 안정성 한계를 어떻게 해결할 수 있는지를 보여주며, 또한 차세대 디스플레이, 바이오이미징 및 통신 응용에 필수적인 편광 광원으로서의 성능을 향상시키기 위해 이들 재료를 보다 정밀하게 성장시킬 수 있음을 시사한다.

CsPbI3 페로브스카이트 양자점(PQD)의 상승적 하이브리드 리간드 패시베이션 이 삽화는 상승적 하이브리드 리간드 치환 및 패시베이션 전략을 통해 제작된, 높은 발광, 전도성 및 안정성을 갖는 다기능성 CsPbI3 페로브스카이트 양자점(PQD) 고체를 보여준다. 도입된 리간드들 간의 다중 상호작용은 내재적 특성을 향상시킬 뿐 아니라, PQD의 치명적인 안정성 저하를 유발하는 차원 변화(dimensionality change)를 억제한다. 따라서 하이브리드 리간드 전략은 고효율이며 안정적인 광전자 소자를 구현할 수 있게 한다. 자세한 내용은 Jongmin Choi, Bo Ram Lee, Younghoon Kim 및 동료 연구진의 논문 2410128호에서 확인할 수 있다.

Jones up to 1.3 µm. 본 연구는 효율적인 SWIR OPD를 달성하기 위한 실행 가능한 분자 설계 전략을 제시하며, 광대역 적외선 검출을 위한 유기 반도체에서 구조-물성-성능 간의 관계에 대한 이해를 심화한다.

친수성 및 소수성 도메인으로 구성된 나노스케일 상분리 친수성·소수성 영역을 포함하는 양친매성 폴리머 콘네트워크(APCNs)는 최근 웨어러블 발광 태양광 집광기(luminescent solar concentrators)와 같은 수동 광자(photonic) 응용을 위해 주목받고 있다. 여기서는 유기 태양전지(organic photovoltaics, OPVs)의 활성층(active layer)에 APCNs를 통합함으로써 이들의 활용도를 확장하여, 기존의 OPV 아키텍처와는 양립하기 어려운 다운컨버전(down‐conversion) 루미노포어(luminophores)를 포함할 수 있게 한다. APCN 골격(scaffold)은 하이드록실 아크릴레이트(hydroxyl acrylate) 도메인 내에 친수성 루미노포어를 가두며, 소수성 PM6:Y6 벌크 이종접합(bulk heterojunction, BHJ)은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane) 도메인에 위치한다. 루미노포어는 BHJ에 대한 선택적 상 친화성 및 상보적 흡수를 기준으로 선정한다. 디시아노메틸렌‐4H‐피란(dicyanomethylene‐4H‐pyran, DCM) 루미노포어를 포함한 소자는 광전류가 향상되며, 단락전류(short‐circuit current)는 25.7에서 27.3 mA cm −2로 증가하는 한편 개방전압(open‐circuit voltage)은 0.86 V를 유지한다. 과도 흡수 분광법(transient absorption spectroscopy)은 PM6 및 Y6에서 지연된 바닥상태 표백(delayed ground‐state bleach)을 보여주며, 이는 루미노포어로부터의 에너지 전달을 통한 효율적인 엑시톤(exction) 보충과 일치한다. 입사각을 낮춘 광각 X선 산란(grazing‐incidence wide‐angle X‐ray scattering)은 루미노포어 분자의 평면성(planarity)과 이면각(dihedral angles)이 반데르발스(van der Waals) 상호작용을 통해 BHJ의 팩킹(packaging)에 영향을 주며, 이는 전하 수송(charge transport)에 영향을 미친다는 점을 시사한다. 본 연구는 기능성 작용기(moieties)를 APCNs에 내재화하여 광자, 광전자, 구조적 관점에서의 통찰을 제공함으로써 광전자 소자를 향상시키는 다기능적 접근법을 제시하고, APCNs를 차세대 소자 공학을 위한 다재다능한 플랫폼으로 확립한다.