'알록달록 페로브스카이트 LED' 쉽게 만드는 공정 개발

UNIST 김진영 교수팀, 페로브스카이트 속 음이온 조절 기술 개발

용액 공정으로 만든 페로브스카이트 나노 입자의 발광. /사진제공=UNIST

초대형 화면에서도 선명한 색을 구현할 차세대 광학재료로 꼽히는 ‘페로브스카이트 나노 입자’의 색깔을 손쉽게 만들 수 있는 공정이 개발됐다. 이 기술을 이용하면 기존보다 훨씬 깨끗한 화면을 구현할 수 있는 LED를 만들 수 있다.

김진영 울산과학기술원(UNIST) 교수팀은 페로브스카이트 나노 입자를 ‘용액’에 녹여 원소를 바꾸는 간단한 방법을 개발했다고 16일 밝혔다.

페로브스카이트는 금속과 할로겐 원소를 품고 있는 특별한 구조의 반도체 물질이다. 내부 할로겐 원소에 따라 다른 색깔을 발산한다. 요오드가 많으면 빨간색, 브롬이 많으면 초록색, 염소가 많으면 파란색을 발광하는 식이다. 이 물질을 적용한 태양전지는 태양빛을 전기로 바꾸는 광전효율이 높아 차세대 태양전지 후보로 손꼽힌다. 이 물질은 또 전기를 빛으로 바꾸는 발광효율도 높아 발광소자로도 주목받고 있다.



그런데 페로브스카이트 물질이 민감해서 이런 할로겐 원소를 바꾸는 과정은 까다로웠다. 이에 김진영 교수팀은 ‘용액 공정’으로 특정 원소를 바꿔치기하는 간단한 기술을 개발했다. 원하는 색깔을 띠는 물질이 섞인 용액을 섞은 뒤, 첨가제를 추가하면 반응이 진행되면서 원소 치환을 유도하는 방식이다.

김진영 교수는 “용액 공정으로 원소를 치환하는 기술은 간단하고 저렴할 뿐 아니라 향후 대량생산 방식에서도 적합하다”며 “페로브스카이트 소재 전반이 상업화로 나아가는 데 핵심적 기술로 자리매김할 것”이라고 연구의의를 밝혔다.
/울산=장지승기자 [e-mail]