페로브스카이트 LED 제작과 성능 측정 post-report

문서 내 토픽

1. ITO 기판

ITO는 인듐/주석 산화물로 이루어진 투명한 전극이며 전기를 잘 흘려주는 특성을 가지고 있다. ITO와 silver가 겹쳐지면 빛이 나게 된다.
2. PEDOT:PSS

PEDOT:PSS는 전도성 고분자로, ITO와 비슷한 전기적 특성을 가지면서 가시광 영역에서 투과도가 우수하고 용액공정이 가능한 장점이 있다. ITO에서는 hole이 움직이고 silver에서는 전자가 움직여 hole과 전자가 페로브스카이트 층에서 만나 빛을 내게 한다.
3. 페로브스카이트 LED 제작 과정

ITO 유리기판을 세척하고 UV-Ozon 처리를 통해 친수성화한 후 PEDOT:PSS, 페로브스카이트, 전자 수송층, 전극 등을 순차적으로 증착하여 페로브스카이트 LED를 제작한다. 페로브스카이트는 수분과 산소에 취약하므로 encapsulation을 통해 보호한다.
4. 페로브스카이트 LED 특성

전기를 가했을 때 전극에서 녹색 빛이 나오는 것을 확인할 수 있다. 할로겐 음이온을 변경하면 적색, 녹색, 청색 등 다양한 색상의 LED를 구현할 수 있다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. ITO 기판

ITO(Indium Tin Oxide) 기판은 투명 전극 재료로 널리 사용되고 있습니다. ITO 기판은 높은 광투과율과 전기전도성을 가지고 있어 디스플레이, 태양전지, 발광다이오드 등 다양한 전자 소자에 활용되고 있습니다. 하지만 ITO 기판은 인듐의 희소성과 높은 제조 비용으로 인해 대체 재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 대표적인 대체 재료로는 금속 그물망, 탄소나노튜브, 그래핀 등이 있으며, 이들은 ITO 대비 우수한 전기전도성과 광투과율, 그리고 저렴한 제조 비용을 가지고 있습니다. 향후 이러한 대체 재료들의 성능 향상과 대량 생산 기술 개발이 이루어진다면 ITO 기판을 대체할 수 있을 것으로 기대됩니다.
2. PEDOT:PSS

PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Poly(styrenesulfonate))는 전도성 고분자 재료로, 투명하고 유연하며 우수한 전기전도성을 가지고 있어 다양한 전자 소자에 활용되고 있습니다. PEDOT:PSS는 주로 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 태양전지, 투명 전극 등에 사용되며, 최근에는 페로브스카이트 태양전지와 페로브스카이트 LED에서도 활용되고 있습니다. PEDOT:PSS는 수용성이며 용액 공정이 가능하여 대면적 제조에 유리하다는 장점이 있습니다. 하지만 PEDOT:PSS는 산성 특성으로 인해 소자 수명 저하 문제가 있어 이를 해결하기 위한 연구가 진행 중입니다. 향후 PEDOT:PSS의 안정성 및 성능 향상을 통해 다양한 전자 소자 분야에서 더욱 활용될 것으로 기대됩니다.
3. 페로브스카이트 LED 제작 과정

페로브스카이트 LED(Perovskite Light-Emitting Diode)는 최근 주목받고 있는 차세대 발광 소자입니다. 페로브스카이트 LED 제작 과정은 다음과 같습니다. 먼저 기판 위에 정공 수송층(hole transport layer)을 형성합니다. 이어서 페로브스카이트 발광층을 용액 공정으로 적층합니다. 그 위에 전자 수송층(electron transport layer)을 형성하고, 마지막으로 금속 전극을 증착하여 소자를 완성합니다. 이 과정에서 각 층의 두께와 조성, 공정 조건 등이 소자 성능에 큰 영향을 미칩니다. 특히 페로브스카이트 발광층의 결정성과 균일성이 중요한데, 이를 위해 다양한 합성 방법과 공정 기술이 개발되고 있습니다. 향후 페로브스카이트 LED의 효율과 안정성 향상을 위한 지속적인 연구개발이 필요할 것으로 보입니다.
4. 페로브스카이트 LED 특성

페로브스카이트 LED는 기존 무기 반도체 LED와 유기 LED의 장점을 모두 가지고 있어 주목받고 있습니다. 페로브스카이트 LED의 주요 특성은 다음과 같습니다. 첫째, 우수한 발광 효율과 색순도를 가지고 있습니다. 페로브스카이트 물질은 직접 천이 밴드갭 구조를 가져 높은 광 흡수 및 발광 효율을 보입니다. 둘째, 저비용 용액 공정이 가능합니다. 페로브스카이트 물질은 용액 공정으로 대면적 제조가 가능해 기존 무기 LED 대비 제조 비용이 낮습니다. 셋째, 다양한 색상 구현이 가능합니다. 페로브스카이트 물질의 조성 변화를 통해 청색, 녹색, 적색 등 다양한 파장의 발광이 가능합니다. 이러한 장점으로 인해 페로브스카이트 LED는 차세대 디스플레이와 조명 분야에 활용될 것으로 기대됩니다.