蘇大團隊實現鈣鈦礦白光器件外量子效率超20%

在低成本顯示和照明技術方面，鈣鈦礦發光二極管（Perovskite light-emitting diodes，PeLEDs）表現出應用潛力。

全無機藍色 PeLEDs 因在顏色純度以及穩定性方面的優勢，而被認為有望替代藍色熒光或磷光有機發光二極管。然而，多層白光 PeLEDs 的相關問題仍未被解決。

基于此，蘇州大學團隊設計了一種新型策略——混合鈣鈦礦/有機串聯白光 LED（perovskite/organic tandem white LED，POTWLED）。

蘇州大學博士研究生孫雙橋、暨南大學碩士研究生蔡雅婷和蘇州大學博士研究生朱敏為論文第 一作者，由蘇州大學/澳門科技大學馮敏強教授、蘇州大學謝躍民副教授和暨南大學時婷婷副教授擔任論文共同通訊作者。

該研究解決了三方面問題。第 一，針對鈣鈦礦基白光器件中溶劑不相容、發光單元能量傳遞和鹵素離子交換等問題，雜化疊層器件中頂部發光單元采用真空蒸鍍技術。能夠有效地避免有機溶劑對下層發光單元的破壞，并形成了獨立的發光單元以解決各個發光單元之間的能量傳遞和離子交換。

第二，針對鈣鈦礦 LED 發光顏色單一的問題，雜化疊層技術可以實現不同光色自由組合。

第三，針對鈣鈦礦基白光器件壽命短的問題，雜化疊層技術通過降低相同亮度下電流的需求，顯著提高了其工作壽命，這對于鈣鈦礦 LED 具有重要意義。

圖丨a、器件結構和橫截面透射電子顯微鏡圖像；b、混合鈣鈦礦/有機串聯發光二極管的能量傳遞圖（來源：Advanced Functional Materials）

目前，大多數鈍化劑分子導電性較差，從而影響了鈣鈦礦的導電性和載流子傳輸。為解決該問題，該團隊采用了一種良好的導電鈍化劑——2,8-雙（二苯基磷酰基）二苯并[b,d]噻吩。

2021 年 1 月，研究人員驗證了綠光雜化疊層器件實驗的可行性。與綠光熱活化延遲熒光材料相比，雜化疊層器件的電致發光光譜明顯變窄。由于投稿過程中還有一些問題未被解決，這項研究暫未發表。

結合之前的研究成果，該團隊直接進行了后續的雜化疊層白光器件研究，這樣才能更好地推動鈣鈦礦 LED 的產業應用。

馮敏強教授課題組致力于以表界面調控和器件物理角度出發，制備及優化高性能有機、無機光電子器件。其研究課題為有機、無機半導體發光與光伏器件的基礎及應用。其中，關注焦點為有機/無機發光器件的產業的應用，硅基微顯示器，光提取技術，鈣鈦礦 LED/太陽能電池等。

未來，該課題組將持續關注雜化疊層器件的壽命、顯色指數和色域等問題，為其在健康照明、微顯示器等領域的應用奠定基礎。該團隊表示，期待將鈣鈦礦 LED 與商業 OLED 技術相結合，開發出穩定、高效、高色純度的疊層雜化 LED，加速鈣鈦礦 LED 的實際應用。