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钙钛矿在平板显示器与固态照明中的创新突破
来源：
时间：2024-06-27 17:43:23
在当今科技迅速发展的时代，平板显示器和固态照明领域对于更高效、更明亮的发光材料的需求日益迫切。钙钛矿作为一种新兴的材料，正逐渐展现出巨大的潜力。
在平板显示器和固态照明的应用场景中，对于更高效、更明亮的薄膜发光二极管（light-emitting diodes）的需求持续增长，这极大地推动了对三维（3D）钙钛矿的深入研究。这些材料展现出较高的电荷迁移率以及较低的量子效率下降（droop）现象，正因如此，它们成为实现具有增强亮度的高效LED的极具潜力的候选材料。
为提升LED的效率，关键在于在促进辐射复合的同时，将非辐射复合降至最低。多种钝化策略已被运用于降低3D钙钛矿膜中的缺陷密度，使其接近单晶水平。然而，相对缓慢的辐射（双分子）复合过程，致使3D钙钛矿的光致发光量子效率（photoluminescence quantum efficiencies，PLQEs）难以超过80%，导致LED器件的外部量子效率（external quantum efficiencies，EQEs）低于25%。
南京工业大学/福建师范大学的李梦梦（Mengmeng Li）、匡志远（Zhiyuan Kuang）、朱琳（Lin Zhu），黄维院士（Wei Huang）以及王建浦（Jianpu Wang）等人，与复旦大学的杨应国（Yingguo Yang）等（一作），在《Nature》发表了重要研究成果，提出了一种双添加剂结晶方法，成功塑造了高效的3D钙钛矿，实现了高达96%的光致发光量子效率（PLQE）。
这种方法有力地促进了四方相FAPbI3钙钛矿的形成，其以高激子结合能而著称，有效地加快了辐射复合的进程。这一重大成果造就了具有32.0%记录峰值外部量子效率（EQE）的钙钛矿LED，即便在100mAcm-2的高电流密度下，效率仍能保持在30.0%以上。这些发现为推动高效高亮度钙钛矿LED的发展，提供了极具价值的参考和启示。
01 钙钛矿膜的制造过程和表征
02 双添加钙钛矿LED的器件结构和性能
03 钙钛矿膜的光学性质
就现有的LED光效水平来说，由于输入电能的约80%会转化为热量，并且LED晶片的面积较小，所以，晶片的散热成为了LED封装亟待解决的关键问题。这主要涵盖了晶片的布局、封装材料的选择（包括基板材料、热介面材料）与工艺、热沉的设计等方面。
04 钙钛矿膜的结构表
综上所述，在平板显示器和固态照明领域，钙钛矿的研究取得了显著的进展。但未来仍需持续探索和创新，以进一步优化其性能，解决现存的技术难题，从而推动钙钛矿在相关领域的广泛应用，为科技进步和人类生活带来更多的便利和惊喜。
在平板显示器和固态照明的应用场景中，对于更高效、更明亮的薄膜发光二极管（light-emitting diodes）的需求持续增长，这极大地推动了对三维（3D）钙钛矿的深入研究。这些材料展现出较高的电荷迁移率以及较低的量子效率下降（droop）现象，正因如此，它们成为实现具有增强亮度的高效LED的极具潜力的候选材料。
为提升LED的效率，关键在于在促进辐射复合的同时，将非辐射复合降至最低。多种钝化策略已被运用于降低3D钙钛矿膜中的缺陷密度，使其接近单晶水平。然而，相对缓慢的辐射（双分子）复合过程，致使3D钙钛矿的光致发光量子效率（photoluminescence quantum efficiencies，PLQEs）难以超过80%，导致LED器件的外部量子效率（external quantum efficiencies，EQEs）低于25%。
南京工业大学/福建师范大学的李梦梦（Mengmeng Li）、匡志远（Zhiyuan Kuang）、朱琳（Lin Zhu），黄维院士（Wei Huang）以及王建浦（Jianpu Wang）等人，与复旦大学的杨应国（Yingguo Yang）等（一作），在《Nature》发表了重要研究成果，提出了一种双添加剂结晶方法，成功塑造了高效的3D钙钛矿，实现了高达96%的光致发光量子效率（PLQE）。
这种方法有力地促进了四方相FAPbI3钙钛矿的形成，其以高激子结合能而著称，有效地加快了辐射复合的进程。这一重大成果造就了具有32.0%记录峰值外部量子效率（EQE）的钙钛矿LED，即便在100mAcm-2的高电流密度下，效率仍能保持在30.0%以上。这些发现为推动高效高亮度钙钛矿LED的发展，提供了极具价值的参考和启示。
01 钙钛矿膜的制造过程和表征
02 双添加钙钛矿LED的器件结构和性能
03 钙钛矿膜的光学性质
就现有的LED光效水平来说，由于输入电能的约80%会转化为热量，并且LED晶片的面积较小，所以，晶片的散热成为了LED封装亟待解决的关键问题。这主要涵盖了晶片的布局、封装材料的选择（包括基板材料、热介面材料）与工艺、热沉的设计等方面。
04 钙钛矿膜的结构表
综上所述，在平板显示器和固态照明领域，钙钛矿的研究取得了显著的进展。但未来仍需持续探索和创新，以进一步优化其性能，解决现存的技术难题，从而推动钙钛矿在相关领域的广泛应用，为科技进步和人类生活带来更多的便利和惊喜。
