포스텍 이태우 교수팀
포스텍 신소재공학과 이태우<사진> 교수팀은 영국 케임브리지대학 프렌드(R. H. Friend) 교수팀, 경희대 임상혁 교수팀, GIST 이창렬, 명노성 박사, KAIST 유승협 교수와 함께 그동안 태양전지 소재로서 경쟁적으로 연구된 페로브스카이트 소재를 이용한 발광 다이오드의 발광 효율의 기존 한계를 극복하는 기술을 발표했다.
인광 OLED나 QD-LED(양자점 발광 다이오드)와 비슷한 수준의 효율을 가진 PeLED를 세계 최초로 구현하는데 성공한 이 성과는 과학 분야 세계 최고의 권위지 사이언스지(Science) 4일자를 통해 발표됐다.
이미 다양한 제품으로 제조돼 잘알려진 OLED는 발광효율은 좋지만 발광체 소재의 가격이 비싸고 색조절 과정이 복잡한데다 색순도와 전하이동도도 낮다는 단점을 가지고 있어 저가로 생산할 수 있는 새로운 LED 개발이 필요한 상황이다.
페로브스카이트는 태양전지 소재로서는 최근 3년간 특허 출원 증가율이 연평균 120%에 달할 정도로 많은 관심을 모으고 있지만, LED로서는 발광 세기나 효율이 낮아 페로브스카이트를 이용해 LED를 만들려는 관심은 상대적으로 매우 낮은 편이었다.
연구팀은 균일하지 않은 페로브스카이트 발광층과, 엑시톤 확산거리에 영향을 주는 결정입자가 큰 점, 박막 속에서 금속성 납 원자가 형성되는 점을 발광효율을 낮추는 요소로 판단했다. 이를 해결하기 위해 `나노결정 고정화`라는 새로운 박막 형성 공정을 개발, 박막을 균일하고 평평하게 하면서 결정입자의 크기는 크게 줄였다.
/박동혁기자 phil@kbmaeil.com
