中国科学技术大学教授肖正国团队在延长钙钛矿发光二极管（LED）寿命方面取得了重要进展。他们提出一种被称作“弱空间限域”的新方法，制备出晶体颗粒更大、更耐高温的全无机钙钛矿薄膜，成功将LED亮度提高到116万尼特，使用寿命超过18万小时。近日，相关研究成果发表于《自然》期刊上。

钙钛矿是一种性能优越的新型材料，具有发光效率高、成本低廉和制作灵活的优点，在太阳能电池、LED和探测器中应用前景广阔。然而，由于传统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，相关产品很难应用在实际生活中。

为破解这一难题，肖正国团队提出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的小晶体所带来的缺陷问题，极大提升了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有机发光二极管（OLED）或LED屏幕相比，新型钙钛矿LED的极限亮度达到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产品的一般标准。

研究人员介绍，这项突破性技术成功突破了以往钙钛矿LED在效率和稳定性上难以兼得的技术瓶颈，有望广泛应用于高端显示屏、超高亮度照明等领域，推动LED技术进入一个崭新时代。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09137-1

责任编辑：郭晓珺