近日，吉林大學(xué)物理學(xué)院王寧教授團(tuán)隊在大面積鈣鈦礦LEDs研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“Efficient and stable perovskite LED prepared by the regulation of vertical spatial crystallization dynamics”為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《Laser & Photonics Reviews》上。

準(zhǔn)二維鈣鈦礦發(fā)光二極管（Q-2D PeLEDs）作為一種新興發(fā)光技術(shù)，因其卓越的光電特性而備受矚目。近年來，Q-2D PeLEDs的外量子效率取得了飛快發(fā)展，展示了其作為下一代光電器件的巨大潛力。然而，這些進(jìn)展絕大多數(shù)僅限于實驗室的小面積器件，且通常在平方毫米級別，實現(xiàn)大面積制備的高效器件仍是一個不可回避的挑戰(zhàn)。因此，如何制備高效且穩(wěn)定的大面積Q-2D PeLEDs成為未來全彩顯示和固態(tài)照明應(yīng)用的關(guān)鍵難題。

基于此，本工作提出了一種溴化鈉（NaBr）輔助結(jié)晶的方法，該方法可以有效調(diào)控Q-2D鈣鈦礦薄膜自上而下的結(jié)晶過程，并精確調(diào)控薄膜在垂直空間的相分布。此外，Na+與PbBr64-之間的強相互作用在鈍化表面溴空位缺陷和抑制非輻射復(fù)合方面起到了關(guān)鍵作用。不僅如此，由于Na+的存在，其部分取代了薄膜表面的有機配體，顯著減少了有機配體的含量，提高了器件的載流子傳輸能力。最終，器件的外量子效率（EQE）達(dá)到了的26.5%。即使將器件有效面積擴(kuò)大200多倍，效率仍可達(dá)到18.3%。

圖1. 器件亮度與外量子效率曲線

此外，缺陷的鈍化和載流子傳輸能力的提升也顯著增強了器件的運行穩(wěn)定性。在100 cd/m?的初始亮度下，小面積和大面積器件的運行半壽命（T50）分別高達(dá)612小時和112小時，這一突破為鈣鈦礦發(fā)光二極管的大規(guī)模應(yīng)用帶來了新的借鑒，未來有望在全彩顯示和固態(tài)照明等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。

圖2. 器件運行穩(wěn)定性

論文第一作者為吉林大學(xué)物理學(xué)院凝聚態(tài)物理專業(yè)博士研究生陸菲菲，通訊作者為王寧教授，該工作得到了國家自然科學(xué)基金委，吉林省科技廳等項目的資助。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202400231