近日，南京工業(yè)大學柔性電子（未來技術）學院黃維院士、王建浦教授帶領的研究團隊在環(huán)境友好型鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）方面取得重大突破，在國際上首次將錫基鈣鈦礦LED效率提升至8.3%，相關研究成果發(fā)表在《自然·光子學》（Nature Photonics）上。
金屬鹵化物鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光電性質和可溶液加工特性，在太陽能電池、發(fā)光二極管、光電探測器等領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。然而，高效鈣鈦礦LED目前仍以環(huán)境不太友好的鉛基鈣鈦礦為主，這會限制鈣鈦礦LED的實際應用。環(huán)境友好的錫基鈣鈦礦材料具有與鉛基鈣鈦礦類似的材料結構和光電性質，然而，目前錫基鈣鈦礦LED的效率遠低于鉛基器件。
圖片來源：：南京工業(yè)大學柔性電子（未來技術）學院
為解決這一世界性難題，目前學術界主要采用反溶劑輔助結晶、溶劑氛圍調控結晶等方法來改善錫基鈣鈦礦的薄膜質量。但是，此類方法工藝復雜、重復性較差，并且制備的器件性能仍然較低。
為此，黃維院士、王建浦教授、王娜娜教授、常進副教授團隊利用原位光譜表征技術，揭示了錫基鈣鈦礦薄膜生長初期（10秒內(nèi)）晶粒的快速聚集是缺陷態(tài)形成的主要原因。進而發(fā)現(xiàn)，通過在鈣鈦礦前驅體溶液中引入與碘化亞錫有強化學作用的一類添加劑（以維生素B1為代表），可以有效抑制鈣鈦礦晶粒的快速聚集，減少鈣鈦礦晶體生長過程中發(fā)光猝滅中心的形成。
該研究團隊在基于這一方法構筑的錫基鈣鈦礦薄膜上制備的LED器件外量子效率達到8.3%，是目前錫基鈣鈦礦LED的最高效率。這項工作為實現(xiàn)更高性能的錫基鈣鈦礦光電器件提供了全新的思路和途徑，有望在近期取得重大突破。（來源：南京工業(yè)大學柔性電子（未來技術）學院）
