近日，海外研究團隊黃維院士團隊、北京計算機科學研究中心劉利民博士、瑞典林雪平大學高峯博士經過多年研究，終於在鈣鈦礦發光二極管（LED）領域取得重大突破，鈣鈦礦LED器件外量子效率達到21.6%，刷新了世界最高紀錄。

鉛鹵化物鈣鈦礦是近些年來迅速發展起來的一類廉價且光電性能優良的半導體材料，衆多研究機構在LED顯示屏、光伏電池、激光等領域進行了廣泛的研究。當前廣泛使用的溶液處理的鈣鈦礦材料雖然各個光電領域均已表現出不俗的性能，但其性能始終不能達到完美，制約於介導的非輻射損耗。有一種研究認爲使用有機分子進行缺陷鈍化是一種優秀的解決方案方案，然而人類當前的科技水平仍然由於缺乏對鈍化分子構效關係的理解，因此該方案的進展十分緩慢。

傳統LED顯示屏

當前LED顯示屏領域已經發展接近極限，迫切需要新的發展方向，來提高LED顯示屏的性能和使用壽命。爲了解決這一困難，黃維院士團隊、北京計算機科學研究中心劉利民博士、瑞典林雪平大學高峯博士共同提出了鈍化分子形成氫鍵與鈍化效應的競爭機制，並通過理性分子設計，削弱氫鍵的限制作用，從而顯著改善了鈍化的效果並降低了鈣鈦礦薄膜中的非輻射損耗。通過這一發現，課題組實現了外量子效率達到21.6%的高效鈣鈦礦LED器件，刷新了世界紀錄。不僅如此，即便在200 mA cm-2的大電流下，外量子效率依然超過20%，達到了20.1%。這一研究成果爲解決鈣鈦礦光電器件非輻射損耗困擾了科學界多年的老問題提出了全新的解決方案，並有助於LED顯示屏、發光二極管、激光技術的進一步發展。

高峯博士指出，作爲國際上鈣鈦礦發光領域的開拓團隊之一，我們致力於解決鈣鈦礦發光器件中存在的效率和穩定性問題。與目前市場上的OLED相比，研究團隊所獲得的器件效率大體一致，在極端高亮度條件下的各項性能參數甚至要優於OLED，可以說此項研究成功有着非常廣闊的商業前景，LED顯示屏行業也就受益匪淺。

該研究成果以“Rational molecular passivation for high-performance perovskite light-emitting diodes”爲題發表在美國自然雜誌上，DOI：10.1038/s41566-019-0390-x，團隊爲該論文的共同作者。