발광 태양광 집중기(LSC)는 대면적 건축물 광융합에서의 잠재력으로 많은 주목을 받고 있다. 고효율 LSC를 구현하려면 높은 광발광 양자 효율(PLQY)과 넓은 스펙트럼 흡수를 유지하면서 재흡수 손실을 극복해야 한다. 유기-무기 2차원 하이브리드 페로브스카이트 재료(예: (PEA)₂PbBr₄, PEA⁺=C₈H₁₂N⁺)는 저비용 광전자 소자에서의 응용 가능성을 보이며, 도핑 전략은 광흡수와 발광의 독립적 조절을 가능하게 하여 LSC에 매우 중요하다. 그러나 고유한 2차원 페로브스카이트의 작은 스톡스 이동은 심각한 재흡수 손실을 초래해 LSC 효율을 제한한다. 본 연구에서는 고온 고상법을 통해 Mn²⁺ 도핑된 2차원 페로브스카이트 Mn:(PEA)₂PbBr₄를 성공적으로 합성하고 광학적 특성을 조사했으며, 이를 LSC 소자에 적용한 성능을 연구하였다. 연구 결과 Mn²⁺ 도핑이 최대 310 nm의 스톡스 이동(흡수 피크 약 300 nm, 발광 피크 약 610 nm)을 유도함을 나타냈다. 이 페로브스카이트를 다양한 질량 비율(0.15%~0.75%)로 폴리디메틸실록산(PDMS) 매트릭스에 삽입하여 박막을 제작했다. 광전 성능 테스트 결과 0.60% Mn:(PEA)₂PbBr₄@PDMS 박막이 가장 우수한 성능을 보였으며, AM1.5G 표준 광조사 조건에서 외부 광효율(η_opt) 7.57%, 최대 전력 변환 효율(PCE) 1.246%를 달성했다.

Mn:(PEA)₂PbBr₄; 태양광 집중기; 광전; 태양에너지; 2차원 페로브스카이트