我国科研再突破：叠层钙钛矿LED实现45%外量子效率，登《自然》

11月13日，南京工业大学研究团队宣布，由黄维院士、王建浦教授和王娜娜教授带领的课题组成功研制出全钙钛矿叠层LED器件，并创新性地提出通过层间光子循环效应来提升钙钛矿LED的光提取效率。这一突破使叠层钙钛矿LED的外量子效率攀升至45%，再次刷新该领域的世界纪录。

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该研究获得了国家重点研发计划、国家基础科学中心、国家杰出青年科学基金和江苏省攀登项目等科研课题的长期支持。南京工业大学既是论文的第一作者单位，也是通讯作者单位。

这项技术突破为开发高性能钙钛矿LED开辟了全新路径。相关研究成果于11月11日以《高性能叠层钙钛矿LED：通过层间光子回收实现效率跃升》为题，发表于国际顶尖学术期刊《自然》。

据介绍，发光二极管技术能够直接将电能转化为光能，近年来在照明与显示等领域展现出广阔前景。随着市场对高品质显示和照明需求的持续提升，开发兼具高亮度、低成本及柔性化特征的新型LED技术，已成为全球科技前沿的研究热点。

钙钛矿LED因其具备可溶液加工、色纯度高、制备成本低等优势备受关注，其性能已逐步接近商业化有机LED水平。目前，商业化有机LED显示屏幕普遍采用叠层器件结构，通过串联多个发光单元，在相同电流密度下实现亮度叠加，已成为提升LED亮度与使用寿命的关键路径。

然而，当前叠层钙钛矿LED的外量子效率仍不足10%，甚至远低于单结器件，严重制约其商业化进程。团队针对这一世界性难题，通过优化连接层结构，实现了叠层器件中高效的电荷注入与平衡。

更重要的是，团队还通过调控钙钛矿发光层的微纳结构，创新性地提出利用叠层器件中独特的层间光子循环效应策略，即一个发光单元产生的光子可被另一钙钛矿层重新吸收并再次发射，从而突破了传统光提取效率的限制。

该策略使叠层钙钛矿LED器件效率超越了单结器件效率的简单叠加，实现了“1+1＞2”的效果。所制备的LED器件外量子效率达到45.5%，在100mA/cm²电流密度下仍保持34.5%的高效率，再次创造了钙钛矿LED发光效率的世界纪录。

附论文地址：

High performance tandem perovskite LEDs through interlayer photon recycling | Nature