中科大在制备高效稳定的钙钛矿单晶LED领域取得重要进展

   金属卤化物钙钛矿因其发光波长可调、发光半峰宽窄、可低温制备等特性，成为新一代LED显示与照明材料。近年来，报道的绝大多数高效率钙钛矿LED器件的寿命在数百到数千小时不等，仍落后于有机LED。

   离子移动、载流子注入不平衡、运行过程产生的焦耳热等因素均会影响器件稳定性。此外，多晶钙钛矿器件中严重的俄歇复合也限制了器件的亮度。

   记者3日从中国科学技术大学获悉，该校物理学院肖正国教授研究组在制备高效稳定的钙钛矿单晶LED领域取得重要进展。

   该研究团队利用空间限制法生长出高质量、大面积、超薄的钙钛矿单晶，并首次制备出亮度超过86000坎德拉每平方米、寿命高达12500小时的钙钛矿单晶LED，向钙钛矿LED应用于人类照明迈出了重要一步。

   相关成果2月27日发表于《自然-光子学》(Nature Photonics)。

   针对上述难题，肖正国课题组利用空间限制法在衬底上原位生长钙钛矿单晶，再通过调控生长条件，引入有机胺和聚合物，有效提升了晶体质量，从而制备出高质量的钙钛矿薄单晶，最小厚度仅为1.5微米，表面粗糙程度小于0.6纳米，内部荧光量子产率达到90%。以薄单晶作为发光层，研究人员制备出钙钛矿单晶LED器件，其外量子效率达到11.2%，亮度超过86000坎德拉每平方米，寿命高达12500小时。这也就意味着钙钛矿单晶LED初步达到商业化门槛，成为目前稳定性最好的钙钛矿LED器件之一。

   审稿人评价该项工作：“该团队提出了钙钛矿单晶LED这一创新性的概念，并克服了技术障碍，成功地建立了成熟的超薄钙钛矿单晶LED制备工艺，展现了钙钛矿单晶LED可行性以及优越的稳定性。”