记者12日从南京工业大学获悉，由中国科学院院士、柔性电子全国重点实验室主任黄维领衔的科研团队，成功构建全钙钛矿叠层发光二极管（LED）器件，并创新性地提出利用层间光子循环效应来提升钙钛矿LED的光提取效率，使钙钛矿叠层LED的外量子效率突破45%，刷新该领域世界纪录，为开发高性能钙钛矿LED开辟了全新途径。该成果11日发表于国际学术期刊《自然》。
随着市场对高品质显示和照明需求的不断提升，开发兼具高亮度、低成本及柔性化特征的新型LED技术已成为世界科技前沿的研究热点。
论文共同通讯作者、南京工业大学柔性电子（未来技术）学院教授王娜娜介绍，钙钛矿LED因兼具可溶液加工、色纯度高、制备成本低等优势备受关注。其当前发光效率已逐步接近商业化有机LED水平，且在亮度和色纯度方面更有优势。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。
全钙钛矿串联LED结构示意
此次研究中，团队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。论文共同通讯作者、柔性电子全国重点实验室教授王建浦介绍：“更为重要的是，我们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的策略，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，实现‘1+1>2’的效果。”
论文共同通讯作者黄维表示，该策略使叠层钙钛矿LED器件效率达到商业化水平，不仅实现了叠层器件亮度的叠加，更开创性地实现了发光单元间的协同增效，展现出钙钛矿材料在构建低工作电压、高亮度、高色纯度叠层发光器件方面的独特优势。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09865-4
信息来源：科技日报（记者：金凤），柔谷
