金屬鹵化物鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光電性質(zhì)和可溶液加工特性，在太陽能電池、發(fā)光二極管、光電探測(cè)器等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而，高效鈣鈦礦LED目前仍以環(huán)境不太友好的鉛基鈣鈦礦為主，這會(huì)限制鈣鈦礦LED的實(shí)際應(yīng)用。環(huán)境友好的錫基鈣鈦礦材料具有與鉛基鈣鈦礦類似的材料結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)，然而，目前錫基鈣鈦礦LED的效率遠(yuǎn)低于鉛基器件。

圖片來源：：南京工業(yè)大學(xué)柔性電子（未來技術(shù)）學(xué)院

為解決這一世界性難題，目前學(xué)術(shù)界主要采用反溶劑輔助結(jié)晶、溶劑氛圍調(diào)控結(jié)晶等方法來改善錫基鈣鈦礦的薄膜質(zhì)量。但是，此類方法工藝復(fù)雜、重復(fù)性較差，并且制備的器件性能仍然較低。

為此，黃維院士、王建浦教授、王娜娜教授、常進(jìn)副教授團(tuán)隊(duì)利用原位光譜表征技術(shù)，揭示了錫基鈣鈦礦薄膜生長初期（10秒內(nèi)）晶粒的快速聚集是缺陷態(tài)形成的主要原因。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，通過在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中引入與碘化亞錫有強(qiáng)化學(xué)作用的一類添加劑（以維生素B1為代表），可以有效抑制鈣鈦礦晶粒的快速聚集，減少鈣鈦礦晶體生長過程中發(fā)光猝滅中心的形成。

該研究團(tuán)隊(duì)在基于這一方法構(gòu)筑的錫基鈣鈦礦薄膜上制備的LED器件外量子效率達(dá)到8.3%，是目前錫基鈣鈦礦LED的最高效率。這項(xiàng)工作為實(shí)現(xiàn)更高性能的錫基鈣鈦礦光電器件提供了全新的思路和途徑，有望在近期取得重大突破。（來源：南京工業(yè)大學(xué)柔性電子（未來技術(shù)）學(xué)院）