近日，西北工業大學黃維院士和南京工業大學王建浦教授、王娜娜教授團隊通過在銅基鹵化物前驅體溶液中引入非離子表面活性劑，首次實現了高效、高亮度非鉛暖白光金屬鹵化物LED，為鈣鈦礦發光二極管的商業化進程奠定了基礎。
這一重要研究成果于近日刊登在學術期刊《自然·通訊》上，博士生陳紅、朱琳博士、薛晨博士為該論文共同第一作者。
近年來，可溶液法制備的金屬鹵化物鈣鈦礦在顯示、照明和能源領域展現出很大的應用潛力。目前單色鉛基鈣鈦礦發光二極管(LED)的效率已經接近商業化的有機發光二極管(OLED)，但是鉛的毒性問題限制了其商業化應用，并且高效白光鈣鈦礦LED仍是亟待解決的難題。通常可以利用非鉛雙鈣鈦礦或銅基鹵化物的寬帶發射來獲得白光，然而目前報道的材料均難以同時實現高熒光發光效率和高電學性能，導致LED器件的發光效率和亮度都很低。
針對此問題，團隊根據引入添加劑（吐溫）中的醚鍵與體系中Cs+較強的相互作用，一方面延緩了銅基鹵化物結晶過程，減少缺陷；另一方面增大了薄膜表面電勢、提高載流子遷移率，有利于提升器件中載流子的注入和傳輸。基于此薄膜，制備出的暖白光LED器件外量子效率達到3.1%，在5.4 V電壓下亮度達~1600 cd m-2，這是目前非鉛金屬鹵化物白光LED的最高紀錄。此工作拓展了非鉛金屬鹵化物材料體系，對實現高性能非鉛金屬鹵化物光電器件具有重要意義。
