九大研究成果：钙钛矿发光二极管发光效率提高4倍–加速新一代显示器开发

金属卤化物钙钛矿作为太阳能电池的光吸收材料广受关注。其光电转换效率已达到25.2％，可与硅太阳能电池相媲美。金属卤化物钙钛矿也有望用作发光二极管（LED）的发光材料。然而，钙钛矿LED的发光效率仍然存在问题，改善发光效率的技术发展广受期待。

九州大学先进有机光电研究中心的安达千波矢教授、九州大学碳中和能源国际研究所的松岛敏则副教授、长春应用化学研究所（中国）的Qin Chuanjiang教授、京都大学化学研究所、中国科学院、Sorbonne Université（法国）、CNRS-Université de Strasbourg（法国）组成的研究团队，选择合适的有机材料，成功地将准二维钙钛矿LED的发光效率提高了约4倍。

钙钛矿薄膜易于制造并能发出具有高色纯度的光。因此，钙钛矿LED有望用于低成本，高色纯度的下一代显示器。本研究成果可以显著提高钙钛矿LED的发光效率，这对显示器产业领域有很大的影响。并且，本研究成果还可期有助于改善钙钛矿的激光振荡特性，有望应用于医疗和通信领域。

作为LED发光材料的准二维钙钛矿由金属卤素及有机胺构成。准二维钙钛矿中电子与空穴复合时，可以1:3的比例形成单重态和三重态。当将萘胺用作准二维钙钛矿中的有机胺时，准二维钙钛矿中形成的三重态激发态能量转移到萘胺中并消失。这是由于萘胺的三重态激发态能级比准二维钙钛矿的三重态激发态能级低。因此，仅是只占1/4比例的单重态激发态产生发光效果。

但是，当将苯胺用作有机胺时，不会发生向三重态激发态能级高的苯胺的能量转移，准二维钙钛矿中的三重态激发态能量可用于发光，这样使钙钛矿LED的发光效率提高4倍。本研究阐明了三重态激发态的物理原理，并明确了其重要性。本研究成果于2019年 11 月 12 日发表于“Nature Photonics”网络版。（Triplet management for efficient perovskite light-emitting diodes、DOI:10.1038/s41566-019-0545-9）

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