本报讯（记者温才妃通讯员朱琳）南京工业大学柔性电子（未来技术）学院教授王建浦团队在环境友好型钙钛矿发光二极管领域取得重大突破。该团队基于科学方法构筑的锡基钙钛矿发光二极管器件外量子效率达到8.3%，创下目前锡基钙钛矿发光二极管最高效率纪录。日前，相关成果发表于《自然- 光子学》。

金属卤化物钙钛矿材料具有优异的光电性质和可溶液加工特性，在太阳能电池、发光二极管、光电探测器等领域展现出广阔的应用前景。然而，高效钙钛矿发光二极管目前仍以环境不太友好的铅基钙钛矿为主，这限制了其实际应用。

近年来，该团队相继将锡基钙钛矿发光二极管的外量子效率提高到3%和5.3%，但器件性能仍远低于铅基器件。这主要是由于锡基钙钛矿的结晶速度过快导致形成的薄膜缺陷态较多，而缺陷态往往是发光猝灭中心，使得器件发光效率难以提高。

通过原位光谱表征技术，该团队发现，锡基钙钛矿薄膜生长初期（10 秒内）晶粒的快速聚集是缺陷态形成的主要原因。由此他们摒弃原先“边制膜边完善”的思路，直接在锡基钙钛矿薄膜生长初期进行干预。

“如果将锡基钙钛矿薄膜比作一张煎饼，那么，原先的反溶剂辅助结晶方法就像在一张摊制不均匀的煎饼上附加作用力，让煎饼更平整；溶剂氛围调控结晶方法则是通过控制环境让煎饼更均匀。”论文第一作者、南京工业大学副教授常进表示，他们在钙钛矿前驱体溶液中引入与碘化亚锡等组分有强化学作用的一类添加剂，有效抑制了钙钛矿晶粒的快速聚集，减少了钙钛矿晶体生长过程中发光猝灭中心的形成，使晶粒更加有序地“集结”。

该研究为实现更高性能的锡基钙钛矿光电器件提供了全新思路和途径。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41566-023-01231-y

来源：中国科学报 2023年7月5日