魏展画&邢军JPCL：显示照明行业的新星——金属卤化物钙钛矿发光二极管

近年来，金属卤化物钙钛矿材料在光伏和电致发光领域都显示出了广阔的研究和应用前景。钙钛矿材料由于高的荧光量子效率 (PLQY)、带隙可调、原材料简单易得、可溶液法制备等特性，作为发光层用于制备发光二极管（LED）能满足新一代平面显示行业要求的兼具高亮度、高能量转换效率、高色纯度、体积小、质量轻和可制备柔性器件等特点。2014年剑桥大学Richard Friend教授课题组在Nature Nanotechnology 上首次报道了能在室温下工作的绿光和近红外光的钙钛矿LED器件，其外量子效率（EQE）仅为0.1%和0.76%。经过短短几年的迅猛发展，钙钛矿LED在近红外光、可见红光和绿光的EQE都超过了20%（图1），展现出了绝大的发展潜力。有鉴于此，华侨大学的魏展画教授和青岛科技大学的邢军教授在美国化学会 （ACS） 旗下物理化学领域的顶级学术期刊The Journal of Physical Chemistry Letters（影响因子8.709）发表题为“The Rise of Perovskite Light-Emitting Diodes” 的综述论文，对钙钛矿LED发展历史和现状做出了全面的总结，并对其未来发展方向和面临的挑战做出了深入的思考与前瞻性的展望。

图1. (a) 单层CsPbBr₃, 叠层CsPbBr₃/MABr和准核壳结构CsPbBr₃&MABr钙钛矿薄膜示意图；(b) 准核壳结构CsPbBr₃&MABr钙钛矿薄膜的TEM截面图；(c) 高效率器件的EQE−L曲线；(d) 亚微米结构提高光抽取示意图；(e) 在不同电流密度下的EQE和ECE曲线; (f) 电流密度和辐射与电压的关系曲线。

该综述首先介绍了钙钛矿LED的常见的器件结构主要有正式（p-i-n）和反式(n-i-p)两种，并列举了不同器件结构近年来的一些代表性工作。除此之外，作者分别对钙钛矿量子点LED、低维量子阱钙钛矿LED和三维薄膜钙钛矿LED展开讨论，列举了不同体系钙钛矿LED的一些重要工作，揭示了不同体系的钙钛矿材料的起源、合成、器件效率和稳定性提升的整个发展历程。最后，作者从钙钛矿LED器件效率的参考公式EQE = η_QE*γ*η_out出发，总结了进一步提升钙钛矿LED效率的一些可行的策略。在文章的结尾，作者指出虽然钙钛矿LED在短短几年就取得了巨大的研究进展，但是在发展的过程中仍然存在一些问题，如蓝光钙钛矿LED的研究相对滞后、钙钛矿材料中含有重金属铅、钙钛矿材料自身的环境稳定性差、工况下LED器件产生的焦耳热和离子迁移导致钙钛矿材料的降解。。作者相信，在研究人员的不断努力下，钙钛矿LED的这些问题都会得到很好的解决，并最终实现产业化，服务于人类社会。

相关工作得到了国家自然科学基金 (51802102)、华侨大学科学研究基金 (600005-Z16J0038) 和青岛科技大学启动基金 (010029046) 的支持。

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The Rise of Perovskite Light-Emitting Diodes

Zhanhua Wei, Jun Xing

J. Phys. Chem. Lett., 2019, 10, 3035-3042, DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b00277

研究团队简介

魏展画，华侨大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。2011年于厦门大学化学系取得学士学位，2015年于香港科技大学化学系取得博士学位，2015-2016年在新加坡南洋理工大学数理学院从事博士后研究，2016年7月加入华侨大学材料科学与工程学院，入选了福建省海外高层次B类引进人才计划。

研究方向主要有钙钛矿发光二极管（LED）、钙钛矿太阳能电池、钙钛矿激光器等。在钙钛矿太阳能电池及钙钛矿发光二极管领域内取得了多项创新成果，已在Nature、Angew. Chem. Int. Ed. Engl.、Energy & Environ. Sci.、Adv. Energy Mater.、Nano Energy、J. Mater. Chem. A、Nanoscale、Small等国际期刊上发表30余篇高水平论文，其中有6 篇为ESI高被引论文(ESI highly cited papers)。一些研究成果得到了《中国青年报》、《科技日报》、《新华日报》和福建省内的一些新闻媒体的报道和认可，被知社学术圈评选为“2018年中国新锐科技人物”，发表在Nature上论文被中国激光杂志社评选为“2018年中国光学十大进展”。担任Nature Photonics, Nature Nanotechnology, Nature Communications等国际期刊审稿人。

邢军，教授，青岛科技大学化学与分子工程学院。2014年于华东理工大学获得博士学位，2014-2019年在南洋理工大学Qihua Xiong和多伦多大学Edward H. Sargent教授课题组从事博士后研究。研究方向为无机半导体材料的开发与应用，在纳米光电材料与器件和光催化等研究领域取得了多项创新性成果。已在Nature，Nat. Commun.，Nano Lett., Angew. Chem. Int. Ed.，ACS Nano等国际期刊发表论文40余篇，总被引用2000余次。担任Joule, Nat. Commun., Sci. Adv.等国际期刊审稿人。