《Nature》：量子点+钙钛矿，高效LED的新思路

来自加拿大多伦多大学的研究者们用他们的洞察力发现了一些全新的东西：他们第一次将两种具有广泛应用前景的太阳能电池材料结合在一起，为LED技术发展创造了一种新的思路。

该研究小组设计了一种构建LED光源新的方法，该方法将一种胶体量子点嵌入到钙铁矿中，这种胶体量子点是一种能发出冷光的纳米材料。钙铁矿是一类可以从溶液中就能很方便制备出来的材料，而且在溶液中可以使电子在运动过程中尽可能减少能量消耗，也可以防止被捕获。“将发冷光的纳米材料和钙铁矿这两种光电子材料结合在一起是一个非常新颖的创意，这两种材料都将获得较大的摩擦力”，该项研究的主导者如是说道。

嵌入钙铁矿后的三维模型

事实上，研究者们将这两种材料结合处理后得到一种黑色晶体，这种晶体依托钙铁矿基质将电子渗透到量子点中，使其能够以极高效率将电能转化为光能。超高效的LED技术能够应用在家用的LED灯泡和新型的显示器中，甚至可以运用在基于近红外波长的手势识别领域中。

“当两种不同的晶体材料拥挤在一起时，他们会因为没有良好的混熔在一起而分成两相，”该课题组的一位博士后说道。“我们需要设计出一种新的方法，这种方法可以确保这两种材料组分能够克服彼此的差异而进一步混合成一种独特的晶体材料。”

该项研究所带来的最大挑战是如何才能使两种不同的晶体结构按线性排列，这种方式称之为异性的取向附生。为了达到这一目的，课题组成员们设计出了一种新的构建方法，将两种晶体体系的原子“尾部”连接在一起，这样在确保接口处无瑕疵的情况下做到了线性排列。“我们开始在量子点的周围搭建只有纳米规模的支撑体，然后钙钛矿晶体围绕着支撑体在溶液中成长起来，这样使得两种晶体体系成线性排列，”该研究的一位合作者解释道。

相关离子呈有规律排列

当某种物质部分重新吸收由其本身发射出来的相同光谱时，导致能量净效率的降低的自吸附问题就会发生，而两种材料以这样一种新的方式结合就解决了这样一个问题。“嵌入到钙钛矿的量子点因为与钙钛矿吸收光谱不会发生重叠，所以不会产生重新吸收的问题，”相关研究人员解释道。

不同波长不同含量下激发光强度对比

研究人员对材料的精心设计使得其在溶液中处理时，也能保持很好的相容性。该方法使制备太阳能薄膜和器件变得更加廉价和商业化。他们下一步工作是充分利用研究中获得的新思路构建和检测一种新硬件。

“我们将制造LED设备并且设法打破文献中报道的转化效率记录，”相关研究人员解释道。

该研究成果发表在《Nature》上。

1. http://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=40781.php

2. http://www.nature.com/nature/journal/v523/n7560/full/nature14563.html

（作者：哆啦宝贝）