南京工业大学在锡基钙钛矿LED研究领域取得新成

近日，南京工业大学柔性电子（未来技术）学院黄维院士、王建浦教授带领的研究团队在环境友好型钙钛矿发光二极管（LED）方面取得重大突破，在国际上首次将锡基钙钛矿LED效率提升至8.3%，相关研究成果发表在《自然·光子学》（Nature Photonics）上。

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LED目前仍以环境不太友好的铅基钙钛矿为主，这会限制钙钛矿LED的实际应用。环境友好的锡基钙钛矿材料具有与铅基钙钛矿类似的材料结构和光电性质，然而，目前锡基钙钛矿LED的效率远低于铅基器件。

为解决这一世界性难题，目前学术界主要采用反溶剂辅助结晶、溶剂氛围调控结晶等方法来改善锡基钙钛矿的薄膜质量。但是，此类方法工艺复杂、重复性较差，并且制备的器件性能仍然较低。

为此，黄维院士、王建浦教授、王娜娜教授、常进副教授团队利用原位光谱表征技术，揭示了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。进而发现，通过在钙钛矿前驱体溶液中引入与碘化亚锡有强化学作用的一类添加剂（以维生素B1为代表），可以有效抑制钙钛矿晶粒的快速聚集，减少钙钛矿晶体生长过程中发光猝灭中心的形成。

该研究团队在基于这一方法构筑的锡基钙钛矿薄膜上制备的LED器件外量子效率达到8.3%，是目前锡基钙钛矿LED的最高效率。这项工作为实现更高性能的锡基钙钛矿光电器件提供了全新的思路和途径，有望在近期取得重大突破。