郑州大学物理工程学院在新型钙钛矿发光器件研究方面取得积极进展

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近日，郑州大学物理工程学院在新型钙钛矿发光二极管方面取得积极进展，相关成果以题为《Strategy of Solution-Processed All-Inorganic Heterostructure for Humidity》的论文发表于国际权威期刊《ACS Nano》（影响因子：13.942）上。该论文的第一作者为史志锋副教授，通讯作者为李新建教授和单崇新教授，郑州大学为第一单位。该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、郑州大学物理学科提升计划以及郑州大学优秀青年教师发展基金等项目的支持。

近几年，新兴的金属卤化物钙钛矿材料在发光器件方面的应用开始引起人们的广泛关注，自2014年9月剑桥大学的研究人员首次报道钙钛矿LED的室温工作后，该型器件的发光性能在短短几年内取得了快速的发展，外量子效率从最初的0.1％已提升至10％以上，展现出良好的发展潜力。但是，该型器件较差的工作稳定性却是限制钙钛矿基光电器件走向应用的关键。在之前的工作中，史志锋博士首次采用全无机异质结构理念制备出高效稳定的绿光钙钛矿LED（Nano Letters，17:313-321 (2017)），该论文发表后引起同行广泛关注，并入选了ESI高被引论文。但是该器件的制备工艺较为复杂，无机氧化物电荷注入层的获得依赖于高温、高压生长设备，不利于将来的工业化大规模生产。

本论文中为了对器件结构进行改进并进一步提升器件的发光性能，史志锋博士基于低成本、有潜力应用于大规模生产的全溶液工艺，成功制备出高效稳定的钙钛矿量子点LED。器件表现出高亮度的绿光发射，外量子效率达到3.79％，最大亮度为6093.2 cd/m2，其综合性能与常用真空沉积法制备的钙钛矿LED相当，同时保持了溶液法的独特优势。更重要的是，该器件展现出优良的湿度/温度稳定性。在高湿环境下（75％相对湿度），器件可连续工作12小时以上；在高温环境下（393 K、120℃），器件仍有较强的光输出，且经历连续三次加热/冷却循环测试后，器件的发光性能可恢复至原来的85％。这是国际上全溶液法制备钙钛矿LED的首次尝试，也是钙钛矿LED湿度/温度稳定性的首次报道，所获得的研究成果可为钙钛矿基LED的进一步发展和应用提供新的思路。