山东师范大学团队研究铷(Rb)间隙掺杂提升钙钛矿发光效率与稳定性机制

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-09-22 16:45:42

近日,山东师范大学物理与电子科学学院王传奎教授团队在自然指数期刊《The Journal of Physical Chemistry Letters》上发表了题为“Mechanisms of Enhanced Efficiency and Stability in Perovskite Luminescence via Rb Interstitial Doping”的学术论文。山东师范大学为唯一论文署名单位,硕士研究生曹颖为第一作者,蔺丽丽教授和蔡磊副教授为通讯作者。

金属卤化物钙钛矿因其卓越的光电性能而备受关注。碱金属掺杂策略已被证明能够有效地调节晶粒尺寸、控制结晶动力学,并调整钙钛矿的带隙特性。本研究采用第一性原理计算揭示了碱金属种类的选择及其相应的掺杂方法对 CsPbBr3 钙钛矿的电子性质和离子迁移动力学有着显著不同的影响。在大多数碱金属替代物和所有间隙占据体系中,电子和空穴的有效质量都有所增加,这提高了激子结合能和辐射率。同时,计算表明碱金属间隙占据通过同时扩展扩散路径和加强 Br-相互作用来抑制卤化物离子迁移,使钙钛矿晶格中的迁移势垒从 0.113 eV增加到 0.902 eV。掺入Rb原子间隙的体系具有较高的光致发光量子产率(PLQY)和稳定性,在 300℃ 下加热 30 分钟后仍能保持原始 PLQY 的 87%。这项研究为优化器件性能提供了一种新方法。

以上研究获得国家自然科学基金、中国博士后科学基金和山东省自然科学基金项目的资助。

论文连接:https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c02343

参考消息来源:山东师范大学


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