近日，中国人民大学化学与生命资源学院功能分子与材料结构动力学（SDMM）课题组在钙钛矿纳米晶研究领域取得新进展，相关成果以“Operando recombination kinetics in perovskite nanocrystal films revealed by in situ time-resolved photoluminescence” 为题发表在Nature Communications上（DOI：10.1038/s41467-025-66414-3），论文第一作者为我院在读博士研究生曹丹丹，通讯作者为王弋副教授，中国人民大学为唯一通讯单位。
钙钛矿纳米晶因带隙可调、高光致发光量子效率（PLQY）与溶液可加工等优势，在发光二极管、显示照明与光电探测等领域展现出重要应用前景。然而，器件在连续光照的工作条件下，其真实载流子复合行为与基于超短脉冲激发的经典时间分辨光致发光（TRPL）结果往往存在偏差，从而制约了对效率提升与稳定性优化策略的准确判断。针对这一关键问题，研究团队构建了集成式原位光谱表征平台，实现连续光照下稳态PL信号与TRPL信号的同步采集，从而直接获取钙钛矿纳米晶薄膜在真实工作状态下的载流子复合动力学。
研究结果表明，在连续光激发的工作条件下，钙钛矿纳米晶薄膜的复合动力学主要受载流子与缺陷态相互作用调控：随着激发功率持续增加，光生载流子逐步填充缺陷态，从而抑制非辐射复合通道，最终表现为发光效率与TRPL寿命同步增长的现象。这意味着，基于经典TRPL技术获得的结论（即高激发强度下多激子俄歇复合导致发光效率衰减、TRPL寿命缩短）无法反映钙钛矿纳米晶薄膜的真实光物理行为。
该研究通过发展原位时间分辨光谱手段，突破了传统时间分辨光谱在工况材料表征方面的局限，澄清了钙钛矿纳米晶在实际运行状态下的载流子复合机制，为高功率、高稳定性钙钛矿纳米晶发光薄膜及相关光电器件的设计提供了重要的科学依据，也为新型发光材料的机理研究与应用拓展提供了新的研究范式。
参考消息来源：中国人民大学化学与生命资源学院
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