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이중 기능 페로브스카이트 실리콘 통합 전기화학 셀 CREDIT
OAS

요약 :
Opto-Electronic Advances의 새로운 간행물(10.29026/oea.2023.220154)에서는 발광 및 광 감지를 위한 새로운 디자인의 페로브스카이트 전기화학 전지에 대해 논의합니다.

발광 및 광검출을 위한 새로운 디자인의 페로브스카이트 전기화학 셀

중국 쓰촨성 | 게시일: 12년 2023월 XNUMX일

할로겐화물 페로브스카이트 발광 장치는 고효율, 높은 색 순도 및 넓은 색 영역과 같은 뛰어난 특성을 나타내지만, 일반적으로 장치의 다층 구조의 기술적 복잡성과 작동 중 가열로 인한 열악한 안정성으로 인해 산업 통합이 어려움을 겪습니다. 할로겐화물 페로브스카이트 발광 전기화학 전지는 단순한 단층 구조로 인해 페로브스카이트 발광 다이오드와 다른 새로운 유형의 페로브스카이트 광전자 장치입니다. 종이에 보고된 페로브스카이트 발광 전기화학 전지는 실리콘 기판, 다기능 단일 복합 페로브스카이트 층(할로겐화물 페로브스카이트 미세 결정, 폴리머 지지체 매트릭스 및 추가된 이동 이온의 혼합물) 및 투명한 단일벽 탄소 나노튜브 필름 상단 접촉으로 구성됩니다. . 실리콘의 우수한 열 전도성으로 인해 이 장치는 기존 ITO/유리 기판에 비해 작동 중 열 가열을 40% 더 낮춥니다. 더욱이, 양의 바이어스가 장치에 적용되면 7000nm(녹색)에서 2cd/m523 이상의 휘도를 생성합니다. 장치에 음의 바이어스가 적용되면 감도가 최대 0.75A/W(청색 또는 UV 영역의 파장), 특정 감지율이 8.56∙1011존스, 선형 동적 범위가 48dB인 광검출기로 작동합니다. 이러한 장치의 기술적 잠재력은 24픽셀 표시 디스플레이의 시연과 50μm 미만의 가장 작은 특징을 가진 전계발광 이미지 생성을 통한 성공적인 장치 소형화를 통해 입증되었습니다.

페로브스카이트 발광 전기화학 전지는 기존의 페로브스카이트 소재 연구 발광 다이오드에 대한 실행 가능한 대안입니다. 페로브스카이트 발광 전기화학 전지는 페로브스카이트 발광 다이오드의 여러 활성층, 전하 분리 및 수송층을 대체하는 하나의 단일 기능층으로 훨씬 단순한 구조와 설계를 가질 뿐만 아니라, 페로브스카이트 발광 전기화학 전지는 모든 기능을 갖출 수 있습니다. 고효율, 높은 색순도, 넓은 색 영역과 같은 LED의 탁월한 특성. 페로브스카이트 발광 전기화학 전지가 그렇게 할 수 있는 이유는 LED의 작동 원리와는 완전히 다릅니다. 즉, 장치에 전기적 바이어스가 가해지면 페로브스카이트 층 내부의 이동성 양이온과 음이온이 해당 전극을 향해 이동하여 동적으로 전극을 형성합니다. 페로브스카이트 층 내부에 p-i-n 구조가 있어 광자 방출과 함께 효과적인 전자-정공 재결합이 가능합니다! 기존 LED 기술에 대한 다양한 백업에 대한 포괄적인 연구는 산업 기회 풀을 다양화하는 귀중한 원천입니다.

보고된 장치는 향상된 작동 중 가열 내구성과 함께 탁월한 발광 및 광 감지("이중 기능") 특성을 보여줍니다. 이는 페로브스카이트 발광 전기화학 셀 설계에 실리콘 기판을 활용하기 때문에 가능합니다. 실리콘 소재는 모든 반도체 칩, 디스플레이 등의 제조에 사용되는 기술인 CMOS 기술(보완성 금속-산화물-반도체 기술)의 디딤돌 중 하나입니다. 페로브스카이트 소재와 같은 신흥 소재를 실리콘과 통합하면 R&D 커뮤니티가 하나가 됩니다. 산업용 페로브스카이트 발광 전기화학 전지 확보에 한발 더 다가섰다.

마지막으로, 보고된 장치 설계의 더 넓은 맥락의 이점은 단일벽 탄소 나노튜브를 기반으로 하는 ITO가 없는 투명 전극입니다. ITO(Indium-Tin Oxide)는 페로브스카이트 광전지 및 광전자 공학에 널리 사용되는 투명 전도성 물질입니다. 인듐은 고갈 원소이므로 ITO를 지구에 풍부한 원소를 기반으로 하는 다른 재료로 대체하면 업계의 인듐 결핍을 해결하는 데 도움이 될 것입니다.

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진행 중인 프로젝트는 러시아 상트페테르부르크에 위치한 Alferov University와 ITMO University 간의 활발한 협력의 결과입니다. Alferov University의 Ivan Mukhin 교수(재생 에너지원 연구소)의 연구 그룹의 목적은 혁신적인 장치 설계(유연성 및 신축성 전자 장치)를 통해 기존 반도체(Si 및 III-V 그룹 반도체) 전자 장치 및 광전자 공학의 지평을 확장하는 것입니다. 재료 합성 및 제조에 대한 독창적인 아이디어(반도체 나노와이어와 같은 저차원 구조 활용). ITMO 대학 세르게이 마카로프 교수(하이브리드 나노포토닉스 및 광전자공학 연구실) 연구그룹은 할로겐화물 페로브스카이트 포토닉스 및 비선형 광학 분야의 기초 연구에 집중할 뿐만 아니라 광전지 및 광전자공학 개발에 많은 노력을 기울이고 있습니다. 페로브스카이트 장치, 안정성 향상 및 산업 통합.

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Opto-Electronic Advances(OEA)는 임팩트 팩터가 8.933(IF2021에 대한 저널 인용 보고서)인 영향력이 큰 오픈 액세스 동료 검토 월간 SCI 저널입니다. OEA는 2018년 36월 출범 이후 SCI, EI, DOAJ, Scopus, CA 및 ICI 데이터베이스에 등재되었으며 편집위원회를 17개 국가 및 지역의 49개 회원(평균 h-index XNUMX)으로 확대했습니다.

이 저널은 중국 과학 아카데미 광학 전자 연구소에서 발행하며, 연구원, 학자, 전문가, 실무자 및 학생들이 다음을 다루는 고품질의 실증적, 이론적 연구 논문의 형태로 지식을 전달하고 공유할 수 있는 플랫폼을 제공하는 것을 목표로 합니다. 광학, 포토닉스, 광전자공학을 주제로 합니다.

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