发光二极管（LED）可高效地将电能转化为光能，被广泛应用于照明、平板显示等。近年来，基于金属卤化物钙钛矿的新型LED器件性能提升迅速，效率正逐渐接近商业化的有机发光二极管（OLED）。在钙钛矿光电器件领域，引入添加剂进行缺陷钝化是实现高质量钙钛矿材料的有效策略，然而目前对添加剂如何诱导钙钛矿材料形成高质量晶体尚不清晰。

针对此问题，南京工业大学黄维院士和王建浦教授、王娜娜教授团队通过研究钙钛矿前驱体溶液中各组分的化学作用和薄膜生长中的晶体演化过程，发现含氨基官能团添加剂可以和前驱体组分FAI形成强氢键中间体，此中间体一方面在薄膜生长初期作为前驱体-空气界面晶体生长的模板，另一方面可以抑制前驱体溶液中的均相成核，诱导钙钛矿垂直取向生长形成低维中间相，最终在退火过程中形成结晶性高、晶界少的高取向钙钛矿晶体。而含羧基官能团添加剂与钙钛矿前驱体组分的作用较弱，对晶体生长过程影响较小，主要起到缺陷钝化的作用。基于此理解，他们设计具有氨基和羧基双官能团的新型添加剂分子，制备的近红外钙钛矿LED器件外量子效率达到22.2%，再次刷新了钙钛矿LED的效率纪录。

这一重要研究成果于近日刊登在学术期刊《自然•通讯》（Nature Communications）上，朱琳博士、曹慧、薛晨博士为该论文共同第一作者。此工作给出了一种添加剂筛选的普适性方法，对实现高性能钙钛矿光电器件具有重要意义。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-25407-8

（作者：先进材料研究院，审核：王建浦）