近日，西北工業(yè)大學黃維院士和南京工業(yè)大學王建浦教授、王娜娜教授團隊通過在銅基鹵化物前驅(qū)體溶液中引入非離子表面活性劑，首次實現(xiàn)了高效、高亮度非鉛暖白光金屬鹵化物LED，為鈣鈦礦發(fā)光二極管的商業(yè)化進程奠定了基礎。

這一重要研究成果于近日刊登在學術期刊《自然·通訊》上，博士生陳紅、朱琳博士、薛晨博士為該論文共同第一作者。

 

近年來，可溶液法制備的金屬鹵化物鈣鈦礦在顯示、照明和能源領域展現(xiàn)出很大的應用潛力。目前單色鉛基鈣鈦礦發(fā)光二極管(LED)的效率已經(jīng)接近商業(yè)化的有機發(fā)光二極管(OLED)，但是鉛的毒性問題限制了其商業(yè)化應用，并且高效白光鈣鈦礦LED仍是亟待解決的難題。通常可以利用非鉛雙鈣鈦礦或銅基鹵化物的寬帶發(fā)射來獲得白光，然而目前報道的材料均難以同時實現(xiàn)高熒光發(fā)光效率和高電學性能，導致LED器件的發(fā)光效率和亮度都很低。

 

針對此問題，團隊根據(jù)引入添加劑（吐溫）中的醚鍵與體系中Cs+較強的相互作用，一方面延緩了銅基鹵化物結(jié)晶過程，減少缺陷；另一方面增大了薄膜表面電勢、提高載流子遷移率，有利于提升器件中載流子的注入和傳輸。基于此薄膜，制備出的暖白光LED器件外量子效率達到3.1%，在5.4 V電壓下亮度達~1600 cd m-2，這是目前非鉛金屬鹵化物白光LED的最高紀錄。此工作拓展了非鉛金屬鹵化物材料體系，對實現(xiàn)高性能非鉛金屬鹵化物光電器件具有重要意義。