나노기술 및 정책 정보

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● 백세웅 교수(고려대) 및 김한슬 교수(충북대) 연구팀은 무독성 AgBiS2 양자점의 결함을 제어하고 광전 소자의 효율을 올릴 수 있는 '리간드 앙상블' 표면 개질 기술을 개발

● 연구팀은 AgBiS2 양자점의 표면 및 전기적 물성을 개선하기 위해 용액상 리간드 교환 방법을 개발하고, 알칼리 양이온을 양자점 리간드에 도입함으로써 기존 개질하기 어려웠던 AgBiS2 양자점의 전하중립면의 표면을 개선하는 한편, 기존 전하중립면을 개질하지 않은 양자점 대비 높은 잉크 안정성을 확보

● 이어 연구팀은 밀도범함수 이론(DFT)을 바탕으로 알칼리 양이온이 양자점 표면에서 작용하는 메커니즘을 규명해 알칼리 양이온이 양자점의 표면 리간드 부착율을 높일 수 있음을 입증함으로써 전하중립면이 개질된 양자점 박막의 낮은 결함 농도 확인

● 결과적으로 연구팀은 기존 용액상 리간드 교환 AgBiS2 양자점 광전소자 중 8.1%의 가장 높은 태양에너지 변환 효율과 가장 빠른 400ns의 광센서 응답속도를 가지는 AgBiS2 양자점 광전소자 제작기술을 확보했으며, 이를 통해 비납계 양자점 광전소자의 새로운 가능성을 입증

● 해당 양자점 표면 치환 기술은 범용성이 뛰어나고 소자 효율을 크게 증가시켜 줄 수 있어, 여러 광전에너지변환 소자 연구분야에 적용 가능할 것으로 기대

Advanced Energy Materials (2024.01.05.), Multi-Facet Passivation of Ternary Colloidal Quantum Dot Enabled by Quadruple-Ligand Ensemble toward Efficient Lead-Free Optoelectronics