近日，前沿交叉科学青岛研究院新能源材料超快动力学团队刘锋研究员和法国雷恩第一大学（university of rennes）博士后junkejiang、大连化物所副研究员杨斌合作，在非铅钙钛矿发光材料和器件应用方面取得研究新进展。针对传统非铅双钙钛矿发光效率低、极度依赖氯离子结晶等问题，团队通过有机阳离子结构优化设计和晶体维度调控，制备了高效宽光谱发射br基双钙钛矿并最终实现了其高性能led应用。相关研究成果以封面文章的形式发表在angewandte chemie international edition期刊上。2020级博士研究生柏天新为该论文的第一作者，山东大学为该项工作的第一完成单位。
图1：（a）(dfpd)2kinbr6单晶在紫外灯下的发光照片，（b）模拟的晶体结构图，（c）f1s xps能谱图，（d）实验和模拟的xrd谱图，（e）eds元素分布图以及（f）空气中存放一年之后单晶的稳定性数据。
从图1a可以看到，通过低成本的溶液方法，我们成功合成出了(dfpd)2kinbr6单晶。该单晶具有独特的一维晶体结构且dfpd 阳离子参与卤素原子配位，该结构在目前所开发的非铅双钙钛矿材料中较为罕见。所合成的(dfpd)2kinbr6单晶在微量sb3 掺杂后具有接近100%的荧光量子产率，而且从图1f可以证实此类单晶材料空气稳定性非常高，具有广阔的商业化应用前景。
图2：（a）基于(dfpd)2kinbr6薄膜的led器件结构图，（b）效率统计图，（c）led器件能带结构，（d）不同偏压下led的发光光谱，（e-f）led器件的eqe和i-v-l特性曲线。
基于高稳定性和优良荧光特性，团队成功开发了高效率(dfpd)2kinbr6暖白光led，其最大亮度达到300 cd/m2，最大外量子效率为0.5%，各项性能指标参数均达到国际先进水平（图2）。以上研究成果为单组分暖白光led材料和器件研究拓展了思路，同时也为其他金属卤化物荧光材料的电致发光应用提供了新的指导和借鉴。
led是节能环保产业，也是助力碳中和、碳达峰的产业。led广泛应用于室内外照明之后，国家的能耗与碳排放将进一步下降。为实现“双碳”战略目标，发展新型、绿色、低功耗和高效率led发光技术至关重要。
上述工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和山东大学齐鲁青年学者基金的联合资助。
微信公众号
