近日，使用寿命中国科学技术大学肖正国教授研究团队在提高钙钛矿发光二极管（LED）寿命方面取得了重要进展。超万出超他们提出了一种被称作“弱空间限域”的中国新方法，制备出了晶体颗粒更大、科大矿更耐高温的研制全无机钙钛矿薄膜，成功将LED亮度提高到116万尼特以上，稳定使用寿命超过18万小时。钙钛6月11日，使用寿命相关研究成果发表在《自然》期刊上。超万出超

不同空间限域的研制钙钛矿示意图。中国科大供图

钙钛矿是稳定一种性能优越的新型材料，具有高发光效率、钙钛成本低廉和制作灵活的使用寿命优点，在太阳能电池、LED和探测器中应用前景广泛。然而，由于传统的钙钛矿材料中，电子和空穴（负责发光的电荷）难以有效碰撞发光，因此科研人员之前多采用“强空间限域”的方法——例如制作非常小的纳米颗粒或极薄的材料层，来提高发光效率。但这种方法的缺点是LED很难达到高亮度，而且使用寿命短，通常只能持续工作数小时，很难应用在实际生活中的产品中。

为了解决这一难题，肖正国团队提出了一种完全不同的策略——“弱空间限域”。他们在钙钛矿材料里添加了特定的化合物，即次磷酸和氯化铵，通过高温退火工艺，制备出晶体颗粒更大、缺陷更少的新型钙钛矿薄膜。这种新材料内部更加有序，避免了传统方法制备出的小晶体所带来的缺陷问题，极大地提升了LED的稳定性和亮度。

研究表明，在效率方面，这种新型钙钛矿LED的发光效率超过22％，与商业化显示产品的发光效率持平。与目前市场上的主流商用OLED或LED屏幕相比，新型钙钛矿LED的极限亮度达到了116万尼特。人们日常使用的显示屏幕最高亮度通常在数千尼特以内，所以按照正常亮度100尼特计算，新型钙钛矿LED理论上能使用超过18万小时，已经达到商业化LED产品的广泛标准。

研究人员介绍，这项突破性技术不仅成功克服了以往钙钛矿LED在效率和稳定性上难以兼得的技术瓶颈，更有望在未来广泛应用于高端显示屏、超高亮度照明等领域，推动LED技术进入一个崭新的时代。

该研究由中国科学技术大学物理学院博士研究生彭琛琛、姚海涛、OthmanAli、特任副研究员陈文静和复旦大学微电子学院杨迎国研究员共同完成，肖正国教授为通讯作者。