[독일] 태양전지, LED 위한 피기백구조의 금속-유기 프레임워크

2개 광자가 높은 에너지를 가지는 단일 광자로 변환되는 것은 빛의 효율적인 사용을 가능하게 한다.

KIT 연구진들은 표면에 오른 금속-유기 프레임워크(SURMOFs) 사이의 내부 인터페이스가 이러한 목적을 위해 완벽하게 적합하다는 것을 처음으로 보여주었다.

이는 태양전지 또는 LED와 같은 광전자 응용을 위한 새로운 기회를 열어준다. 금속-유기 프레임워크(MOFs)는 금속 클러스터와 유기 리간드로 구성된 고도화된 분자구조이다.

KIT 연구진들은 기판의 표면에 epitaxial 성장으로 MOFs를 개발했다. SURMOFs는 다양한 물질로부터 다른 기공 크기와 화학적 기능성을 사용하여 만들 수 있으며, 센서, 촉매, 격막 또는 지능형 스토리지 요소 같은 다양한 응용에 적합하다.

또 다른 응용 분야는 광전자, 즉 빛을 전기에너지 또는 그 역으로 바꿀 수 있는 요소이다. 이들 요소의 대부분이 반도체에 기초하여 작동한다.

SURMOFs는 유기 및 유기질 반도체의 장점을 결합한다. 이들은 화학적 다양성과 결정성을 갖추고 있어 정렬된 이종구조(heterostructure)를 만들 수 있다.

많은 광전자 요소에서는 두 개의 다른 반도체 재료 간에 인터페이스 층이 있어, 다양한 여기(excited) 상태 사이의 에너지 전송을 제어한다.

KIT 연구진은 두 번째 SURMOF가 epitaxial 성장하는 새로운 피기백 구조를 만들었다. 이종접합(heterojunction)에서 2개의 저 에너지 광자를 고 에너지 광자로 변환시키는 것이 가능하다. 이 과정은 녹색 빛을 파란색으로 변화시킨다. 파란 빛은 짧은 파장을 가지며 더 많은 에너지를 낼 수 있다.

[출처 = 녹색기술정보시스템(www.greenplatform.re.kr) / 2016. 08. 17]