我國科研團隊在鈣鈦礦發(fā)光二極管領(lǐng)域取得新進展
來源：新華網(wǎng) 時間：2025-11-14 10:43
記者11月12日從南京工業(yè)大學(xué)獲悉，該校柔性電子全國重點實驗室主任、中國科學(xué)院院士黃維與王建浦、王娜娜教授團隊創(chuàng)新提出“層間光子循環(huán)”，將疊層鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）的外量子效率提升至45.5%。國際學(xué)術(shù)期刊《自然》12日在線發(fā)表相關(guān)論文。
王娜娜介紹，鈣鈦礦光伏電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，鈣鈦礦LED則相反，將電能轉(zhuǎn)化為光能。相較成熟的有機LED，鈣鈦礦LED在發(fā)光亮度和色純度方面更有優(yōu)勢，也是近年來全球新型發(fā)光與顯示技術(shù)的研究熱點。
目前，成熟的有機LED普遍采用疊層器件結(jié)構(gòu)，通過串聯(lián)多個發(fā)光單元，在提高亮度的同時延長器件壽命。而疊層鈣鈦礦LED的外量子效率長期未突破10%，成為鈣鈦礦LED產(chǎn)業(yè)化進程中的一處瓶頸。
“疊層不是簡單的‘1+1=2’，其核心難點在于連接層要同時實現(xiàn)高效的載流子注入與光子透射，并在溶液逐層旋涂的過程中，保證每一層鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量。”王建浦介紹，十余年來，團隊不斷優(yōu)化連接層和鈣鈦礦發(fā)光層的微納結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新提出“層間光子循環(huán)”，讓一層鈣鈦礦層產(chǎn)生的光子，可以被另一個鈣鈦礦層重新吸收并再次發(fā)射，從而突破傳統(tǒng)光提取效率的限制。
實驗結(jié)果顯示，團隊制備的疊層鈣鈦礦LED器件外量子效率達45.5%。《自然》審稿人評價，此次提出的“層間光子循環(huán)”，為今后提升鈣鈦礦LED效率開辟了一個重要方向。
黃維表示，盡管團隊制備的疊層鈣鈦礦LED尚處于實驗室階段，但器件效率已達商業(yè)化水平。團隊將嘗試放大實驗室成果，穩(wěn)步推進鈣鈦礦LED產(chǎn)業(yè)化。（陳席元）
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