콜로이드 양자점을 동일하게 만들어 한계를 뛰어 넘다

그림: 김영훈 Ph.D. (왼쪽), 최종민 교수 (오른쪽), DGIST. 풍경

크레딧 : DGIST

양자점 (QD)은 크기가 작기 때문에 양자 역학으로 인해 이상한 광학적 및 전자적 특성을 나타내는 몇 나노 미터에 불과한 반도체 입자입니다. 스크린, 조명, 레이저 및 에너지 수확 분야의 현재 및 미래의 응용 분야에서 양자점에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있습니다. 특히 콜로이드 QD (CQD)는 10 년 이상 나노 기술로 주목을 받아 왔습니다.

콜로이드 양자점은 용액 기반 공정에서 쉽게 생산할 수있는 반도체 나노 결정으로 대량 생산에 적합합니다. 그러나 CQD 기반 장치가 최상의 성능을 발휘하려면 퀀텀 닷이 단일 전파 여야합니다. 즉, 동일한 크기 여야합니다. 크기가 같지 않으면 (다 분산) 광전자 장치 내의 에너지 교란이 증가하여 성능이 저하됩니다. 콜로이드 양자점에서 다분 산성을 방지하기위한 몇 가지 전략이 있지만 반 용매로 정제 단계가 필요한 페 로브 스카이 트 기반 콜로이드 양자점 (Pe-CQD)에서는 문제를 피하기가 더 어렵습니다. 이 단계는 거의 항상 나노 입자의 응집으로 이어지고 결국 양자점 사이의 크기가 크게 변합니다.

고효율 태양 전지를 생산하려면 잘 분산 된 단 분산 Pe-CQD의 생산이 필요할 수 있지만, 아무도 다 분산과 광전지 (변환) 성능 간의 관계를 신중하게 조사하지 않았습니다. 이러한 지식 격차를 해소하기 위해 한국 대구 경북 과학 기술원 김용훈 박사와 최종민 부교수는 최근에 발표 된 연구에서 과학자 팀을 이끌었습니다. ACS 에너지 메시지. 연구진은 겔 침투 크로마토 그래피라는 기술을 사용하여 나노 입자의 크기를 기준으로 ‘필터링’하고 나노 입자를 조립했습니다. 이 접근법을 사용하여, 그들은 다른 정도의 다분 산성을 가진 Pe-CQD의 현탁액을 얻을 수있었습니다.

다음으로, 그들은 이러한 서스펜션을 사용하여 태양 전지를 제조하고 다중 분산과 성능 사이의 연관성을 증명했습니다. 예상대로 단일 산란 서스펜션은 균일 한 전력 환경 덕분에 더 나은 태양 전지를 만들어 최적의 주파수 범위 내에서 빛 흡수를 증가 시켰습니다. “단 분산 Pe-CQD를 사용하여 우리 태양 전지는 전력 변환 효율 15.3 % 및 개방 회로 전압 1.27V에 도달했습니다.이 값은 우리가 페 로브 스카이 트인 CsPbI3에 기반한 Pe-CQD에 대해보고 된 가장 높은 값입니다. 사용 “은 김 박사의 스포트라이트를 강조합니다.

전반적으로이 연구는 Pe-CQD를 기반으로 한 태양 전지 분야의 디딤돌로, 상용화를 위해 실리콘 기반 제품을 능가해야합니다. “Pe-CQD 태양 전지에 대한 연구는 약 4 년 전에 시작되었으므로 장치의 성능과 안정성을 개선하기위한 추가 연구가 필요합니다. 그러나 Pe-CQD 단 분산을 사용하여 전력 장애를 줄이는 우리의 접근 방식은 잠재력을 더욱 발전시킬 수있는 길을 열었습니다. 광전자 응용 분야에서”, 최 박사는 결론지었습니다. 그들이 마침내 모든 점 (수량)을 모을 수 있기를 바랍니다!

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참고

저자 : 임세영 1, 이규동 2, 한상훈 2, 김지건 3, 윤선희 1, 임종철 4, 푸 용진 5, 고민 재 3, 박태호 1, *, 최종민 2, *, 김영훈 6 *

원저 제목 : 페 로브 스카이 트 단 확산 콜로이드 양자점으로 고효율 태양 광 발전 가능

매거진: ACS 에너지 메시지

DOI : 10.1021 / acsenergylett.1c00462

소속 : 포항 공과 대학교 화학 공학과 (POSTECH)

2 대구 경북 과학 기술원 (DGIST) 에너지 공학과

3- 한양 대학교 화학 공학과

충남 대학교 에너지 과학 기술 대학원

5RIKEN 신흥 재료 과학 센터 (CEMS)

6 대구 경북 과학 기술원 (DGIST) 에너지 기술과 재료 연구소

* 특파원 이메일 : [email protected] (TP); [email protected] (JC); [email protected] (YK)

대구 경북 과학 기술원 (DGIST) 소개

대구 경북 과학 기술원 (DGIST)은 대한민국 대구에 위치한 유명하고 존경받는 연구소입니다. 2004 년 한국 정부에 의해 설립 된 DGIST의 주된 목표는 국가 과학 기술을 홍보하고 지역 경제를 활성화하는 것입니다. DGIST는 ‘융합을 통한 세상을 바꾸다’라는 비전을 가지고 다양한 과학 기술 분야에서 폭 넓은 연구를 수행하고 있습니다. DGIST는 연구에 대한 학제 간 접근 방식을 채택했으며 오늘날 가장 중요한 일부 영역에서 광범위한 연구를 수행했습니다. DGIST는 또한 재료 과학, 로봇 공학,인지 과학 및 통신 공학 분야의 최첨단 연구를 가능하게하는 최첨단 인프라를 갖추고 있습니다.

웹 사이트 : https : //www.dgist.ㅏ.kr /의 위에/프로그래밍 언어/sub01 /010204.프로그래밍 언어

저자 정보

김영훈 박사는 박사 학위를 받았다. 2014 년 고려 대학교 화학 생물 공학과에서 박사 학위를 취득했습니다. 고려 대학교 화학 생물 공학과 (2014-2015) 박사후 연구원으로 근무했으며 미국 전기 컴퓨터 공학과에서 박사후 연구원으로 근무했습니다. 캐나다 토론토 대학교 (2015-2017). 그는 현재 DGIST 에너지 기술과의 선임 연구원입니다 (2017 년 현재까지). 최종민은 DGIST 에너지 공학과 조교수이다. 그는 학사 및 박사 학위를 받았습니다. 포항 공과 대학교 화학 공학과에서 각각 2010 년과 2016 년에 학위를 받았습니다. 그 후 캐나다 토론토 대학교 (2016-2018)에서 전기 및 컴퓨터 공학과에서 박사후 연구원으로 근무했습니다.

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