특 집 | 양자점 기반 광전소자 500 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 1. 태양전지 종류별 시장 점유율 현황 및 전망 EPIA, 2010 그림 2. 2,3세대 태양전지 기술 동향. a b c d 그림 3. 양자점 광전소자의 구조a 쇼트키형, b 하이브리드형, c p-n 이종접합형, d 감응형. confinement 를 통해 낮은 밴드갭 low bandgap 을 가지 는 벌크 bulk 물질의 밴드갭을 쉽게 제어할 수 있는 특징 을 가진다. 또한 높은 유전상수로 인해 생성된 엑시톤 exciton 이 쉽게 전자와 정공으로 분리될 수 있으며, 하나 의 광자 photon 가 다수의 엑시톤을 생성하는 다중여기자 multiple exciton generation, MEG 의 생성이 가능하고, 용액공정이 가능하여 저가의 공정을 적용할 수 있는 장점 을 가진다. 따라서 본고에서는 이러한 양자점을 이용하여 광에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 광전소자에 관�...

특 집 | 양자점 기반 광전소자 502 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology η = 5.5% 그림 7. Depleted bulk heterojunction 양자점 태양전지의 구조 및 발전효율.13 a b c d 그림 8. a,b Tandem형 양자점 태양전지14 및 c,d Quantum funnel형 양자 점 태양전지.15 a b η = 1.46% c 그림 9. a SILAR법을 통해 TiO2 표면에 형성된 PbS 양자점의 TEM사진, b 전류밀도-전압 J-V 특성 곡선 및 c 광전변환효율 incident photon to current conversion efficiency, IPCE 특성 곡선.17 발전효율을 구현하였다 그림 7 .13 Sargent 그룹에서는 그 림 8과 같이 서로 다른 크기의 PbS양자점을 직렬로 연결하 여 개방전압을 높힐 수 있는 Tandem형14 태양전지 및 크기 가 작은 양자점을 순차적으로 다층박막화하여 에너지 밴드 가 마치 funnel 구조를 가지는 Quantum funnel형의15 양 자점 태양전지를 제안하였으며 최근 양자점의 표면을 atomic pa...

특 집 Polymer Science and Technology Vol. 23, No. 5 504 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 양자점 발광다이오드 Colloidal Quantum Dot Light-Emitting Diodes 김태호 | Tae-Ho Kim Frontier Research Lab, Samsung Advanced Institute of Technology, 97, Samsung2-ro, Giheung-gu, Yongin-si, Gyeonggi-do, 446-712 Korea E-mailtaehokim77@gmail.com 김태호 2000 한양대학교 화학공학과 학사 2002 한양대학교 화학공학과 석사 2006 KAIST 생명화학공학과 박사 2006-2008 University of Illinois at Urbana-Champaign UIUC 재료공학과, Rogers group, Post-Doc. 2008-현재 삼성종합기술원, 전문연구원 1. 서론 전기적으로 또는 광학적으로 여기되고 발광할 수 있는 콜로이드 양자점은 높은 색순도, 발광효율, 넓은 색재현성과 더불어 사이즈에 따라 에너지 밴드갭과 컬러를 제어할 수 있는 이점 등으로 차세대 light-emitting diode LED 의 발광물질로 많은 연구가 진�...

특 집 | 양자점 발광다이오드 506 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology a b c 그림 4. a CdS/ZnS 양자점 blue LED의 EL 스펙트럼, b 청색적색 각 파장의 양자점 LED의 EL 스펙트럼, c 양자점 type에 따른 양자점 용액의 광발광 사진. a b 그림 5. a Mist fabrication에 의해 패턴된 양자점의 광발광 이미지, b Inkjet 프린팅에 의해 패턴된 양자점의 광발광 이미지. 그림 6. Contact printing 방식에 의해 패턴된 적색과 녹색 양자점을 이용해 제작한 LED와 EL 발광 이미지. green과 비슷한 사이즈로도 blue emission을 낼 수 있는 양자점을 합성한 결과 발광파장이 460 nm에 해당하는 발 광특성이 우수한 blue 양자점을 얻을 수 있었다.14,15 Blue 양자점의 발광특성이 좋아짐에 따라 red, green과 함께 pixel을 구성하여 full-color display로 적용할 수 있는 가 능성이 열리게 되었다. 3. 패터닝을 위한 프로�...

특 집 | 양자점 발광다이오드 508 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 모노층을 전자수송층과 정공수송층 사이에 위치시키는 방 법으로 백색전기발광소자를 제작하였고, 0.36%의 외부양 자효율에 87의 CRI를 달성하였다.21 또 다른 연구에서는 RGB 양자점 블렌드 다층막을 유기 정공수송층 위에 컨택 프린팅 방식으로 전사하여 0.48 cd/A의 효율과 0.37, 0.45 에 해당하는 CIE 좌표를 얻었다.19 그러나 서로다른 양자점들을 단순 블렌드한 시스템에서는 블루나 그린으로 부터 그린과 레드로의 에너지 전달을 원하는 방향으로 제 어하지 못하여 완벽한 백색광을 재현하는 데 어려움이 있 다. 서로 다른 밴드갭의 양자점들을 multilayer로 적층하 는 방법으로는 양자점의 표면이 NH3+와 COO-와 같은 전 하를 띄도록 표면개질한 뒤 layer-by-layer assembly방법 에 의해 적층하는...