| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 가을 (11/07 ~ 11/09, 여수 디오션리조트) |
| 권호 | 24권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | MAPbBr3-PVP 복합체 박막 기반 perovskite 발광 다이오드의 특성 (Properties of MAPbBr3-PVP composite film-based perovskite light-emitting diodes) |
| 초록 | 유·무기 복합 페로브스카이트 (organic-inorganic hybrid perovskite)는 높은 전하 운반 능력 및 가시광영역의 흡광도로 인해 태양전지로 응용이 가능하며, 일반적인 발광다이오드 (light-emitting diode, LED)와 유기발광다이오드 (organic LED, OLED)에 사용하는 소재보다 저비용으로 높은 색순도 구현이 가능하기 때문에 차세대 광전소자로 각광 받고 있다. 또한, perovskite는 저온의 용액 공정을 통해 박막 형성이 가능하기 때문에 플렉서블 소자로서 응용이 가능하다. 그러나, perovskite의 결정화가 매우 쉽게되는 경향으로 인해 큰 결정이 형성되어 박막내에 pin-hole이 발생하고 형광 효율이 낮은 단점이 있다. 본 연구에서는 hydrophilic polymer인 poly-vinylpyrrolidinone (PVP)를 이용하여 pinhole-free perovskite-PVP 복합체를 형성하였으며, 이를 LED에 적용하였다. 또한, perovskite-PVP 복합체 박막을 공기중의 수분으로부터 보호하기 위한 eletron trmasporting layer (ETL)로서 oleic acid (OA) 분자로 표면이 개질되어 hydrophobic한 특성을 지니는 zinc oxide (ZnO) quantum dot (QD)을 사용하였다. Perovskite LED (PeLED) 제작을 위하여 methylammonium lead bromide (MAPbBr3)와 PVP를 전구체 용액에 첨가하여 MAPbBr3-PVP 복합체 박막을 형성하였으며, 이 복합체 박막 위에 toluelen에 분산된 OA-modified ZnO QD 박막을 형성하였다. 각 박막의 표면 형상 및 두께는 scanning electron microscope (SEM), ZnO QD의 크기는 transmission electron microscopy (TEM)을 이용해 확인하였으며, 표면 거칠기는 atomic force microscopy (AFM)으로 평가하였다. 또한, 박막의 결정학적 특성은 X-ray 회절법 (XRD)를 통해 평가하였으며, 광학적 특성은 photoluminescence (PL) 및 ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-vis-NIR) 측정으로 확인하였다. MAPbBr3와 PVP 및 OA와 ZnO QD 사이의 화학적 결합은 Fourier-transform infrared (FTIR) spectrophotometer를 이용하여 분석하였다. 최종적으로 제작된 PeLED는 전류-전압 (I-V) 측정 및 electroluminescence (EL) 측정, 그리고 luminance meter를 이용한 광도 (luminous intensity) 확인을 통해 평가하였다. 최적화된 소자는 6 V에서 11095.1 cd/m2의 최대 휘도 및 4 V에서 6.79 cd/A-1의 최대 전류 효율을 갖는 우수한 성능을 나타냈다. |
| 저자 | 김윤철, 김도훈, 명재민 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | methylammonium lead bromide (MAPbBr<SUB>3</SUB>); poly-vinylpyrrolidinone (PVP); perovskite light-emitting diode (PeLED); zinc oxide (ZnO) quantum dot (QD) |
