Perovskites are attractive for solar absorber materials, with extremely enhanced 22.1% of power conversion efficiency within 5 years. In theory, good solar absorbing materials also could be good light emitting materials, and in addition, the intrinsic property of narrow emission line width (~ 20nm) of perovskite material makes perovskite sas emerging materials for display application. But, the exciton binding energies of perovskite materials are quite low, so generated excitons are easily decomposed as free carriers, result in low PLQY.
In this study, we improved PLQY of perovskite materials by structural modification through controlling stoichiometry, and crystal size modification. In $FAPbBr_3$ films with FABr/$PbBr_2$ = 2 nonstoichiometric precursor solutions, we obtained 25% of PLQY by formation of Low-dimensional/3D heterojunction. For nanocrystal synthesis, we achieved 76.2% of PLQY in $CsPbBr_3$, and 29% in lead-free $Cs_3Sb_2Br_9$ nanocrystal.
페로브스카이트는 5년 간의 짧은 기간 동안에 22.1%의 광 변환 효율을 달성하는 등 차세대 태양전지로서 주목을 받고 있다. 이론적으로 좋은 태양전지 재료는 좋은 발광소자의 재료가 될 수 있으며 페로브스카이트 특유의 20 nm 수준의 좁은 발광 스펙트럼으로 인해 고색순도 디스플레이로서도 주목을 받고 있다. 그러나, 페로브스카이트의 엑시톤 결합 에너지가 낮기 때문에, 엑시톤은 상온에서도 자유 전하로 쉽게 해리되며 이는 낮은 광 발광 효율을 야기한다.
본 연구에서는 화학양론 조절을 통해 페로브스카이트의 구조적 변형 및 나노크기의 입자 형성을 통해 광 발광 효율을 향상시킬 수 있었다. $FAPbBr_3$ 페로브스카이트 재료에서 $FABr/PbBr_2$ = 2 의 비화학양론의 용액을 통해 저차원/3차원 이종접합 구조의 박막 형성으로 25%의 광 발광 효율을 달성하였다. 또한 나노입자 형성을 통해 $CsPbBr_3$ 나노입자의 경우 76.2%, 비납계 $Cs_3Sb_2Br_9$ 나노입자의 경우 29%에 육박하는 광 발광 효율을 달성하였다.
