媒體南工 NAVIGATION
〔中國科學報〕錫基鈣鈦礦發光二極管效率提升至8.3%
時間：2023-07-06
來源：中國科學報
作者：朱琳
攝影： 編輯：王小軒
上傳：
本報訊（記者溫才妃 通訊員朱琳）南京工業大學柔性電子（未來技術）學院教授王建浦團隊在環境友好型鈣鈦礦發光二極管領域取得重大突破。該團隊基于科學方法構筑的錫基鈣鈦礦發光二極管器件外量子效率達到8.3%，創下目前錫基鈣鈦礦發光二極管最高效率紀錄。日前，相關成果發表于《自然-光子學》。
金屬鹵化物鈣鈦礦材料具有優異的光電性質和可溶液加工特性，在太陽能電池、發光二極管、光電探測器等領域展現出廣闊的應用前景。然而，高效鈣鈦礦發光二極管目前仍以環境不太友好的鉛基鈣鈦礦為主，這限制了其實際應用。
近年來，該團隊相繼將錫基鈣鈦礦發光二極管的外量子效率提高到3%和5.3%，但器件性能仍遠低于鉛基器件。這主要是由于錫基鈣鈦礦的結晶速度過快導致形成的薄膜缺陷態較多，而缺陷態往往是發光猝滅中心，使得器件發光效率難以提高。
通過原位光譜表征技術，該團隊發現，錫基鈣鈦礦薄膜生長初期（10秒內）晶粒的快速聚集是缺陷態形成的主要原因。由此他們摒棄原先“邊制膜邊完善”的思路，直接在錫基鈣鈦礦薄膜生長初期進行干預。
“如果將錫基鈣鈦礦薄膜比作一張煎餅，那么，原先的反溶劑輔助結晶方法就像在一張攤制不均勻的煎餅上附加作用力，讓煎餅更平整；溶劑氛圍調控結晶方法則是通過控制環境讓煎餅更均勻。”論文第一作者、南京工業大學副教授常進表示，他們在鈣鈦礦前驅體溶液中引入與碘化亞錫等組分有強化學作用的一類添加劑，有效抑制了鈣鈦礦晶粒的快速聚集，減少了鈣鈦礦晶體生長過程中發光猝滅中心的形成，使晶粒更加有序地“集結”。
該研究為實現更高性能的錫基鈣鈦礦光電器件提供了全新思路和途徑。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41566-023-01231-y
2023年7月5日《中國科學報》第1版：https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2023/7/375205.shtm
