刷新世界纪录！黄维院士领衔团队成功制备全钙钛矿叠层发光二极管，并创新利用层间光子

刷新世界纪录！黄维院士领衔团队成功制备全钙钛矿叠层发光二极管，并创新利用层间光子循环提升光提取效率，使外量子效率突破45%。 这数字看着抽象，其实意味着咱们在下一代显示、照明技术上，彻底攥住了主动权。   先得说说这事儿有多难。发光二极管这东西，咱们天天见，手机屏、路灯全靠它。传统有机 LED 技术早已成熟，然而其成本居高不下，且亮度提升存在瓶颈，难以实现更大突破。   钙钛矿材料，堪称科研界公认的“潜力股”。它能用溶液加工，色泽纯正且成本低廉。因其诸多优势，全球科研力量纷纷投身其中，展开激烈的研究角逐。   可钙钛矿有个致命弱点：太 “娇贵”。想做叠层结构提高效率？确难如登天啊。   叠层技术，是将两个发光单元串联起来，就像两层灯泡叠加以增强亮度。此方法在有机 LED 领域早已得以应用，以此来提升其发光效果。但钙钛矿薄膜碰不得，做顶层的时候一不留神就把底层搞坏了。   以前业内做的叠层钙钛矿 LED，效率普遍低于 10%，还不如单层的，这瓶颈卡了好几年。   南京工业大学的科研团队凭借坚韧不拔的毅力与精湛的专业能力，成功攻克了这一难题。   他们花了多年时间，设计出一种特殊的连接层，成分是 TCTA/MoOx/HATCN/SnO2。别记这么长的名字，你就当它是层 “防护盾”，既能让电流顺畅通过，又能把底层发光层护得严严实实，完美解决了结构破坏的问题。   更令人拍案叫绝的是“层间光子循环”这一奇招。   钙钛矿发光时，很多光子会被自己吸收掉，白白浪费。团队琢磨出一个巧办法，通过调整发光层的微纳结构，让底层发出的光被顶层吸收，再重新发射出来。   这般操作相当于驱使光子于两层间“循环劳作”，原本被无端浪费的光皆得以充分利用，如此一来，效率便陡然提升，成效显著。   用 742nm 和 802nm 两个发光峰的钙钛矿做叠层，顶层的效率居然比单独用还高。三维模拟也证实了，这种循环能减少光的损耗，真正实现了 “1+1>2” 的效果。   而且这器件不光效率高，在高电流密度下还能保持 34.5% 的效率，亮度和寿命都达标，完全具备产业化的底子。   这可不是突然爆发的突破。黄维院士团队从 2012 年就开始啃钙钛矿这块硬骨头，先是搞定了室温制备技术，又优化了量子阱结构，一步步把基础打牢。   或许你尚未察觉，这项技术与我们的生活已然近在咫尺。它悄然渗透在日常点滴中，却容易被我们忽视其紧密相连的程度。   未来，手机屏幕有望更为轻薄，且能耗更低。其色彩还原能力大幅提升，较当下有质的飞跃。照明领域更不用说，钙钛矿 LED 成本低，要是大规模量产，家里的灯泡、路边的路灯都能换成这种高效光源，电费都能省不少。   全球科技圈现在估计都在盯着这个成果。以前在钙钛矿 LED 领域，美国、韩国的团队一直走在前面，咱们这次直接把效率纪录拉到 45.5%，等于在这个战略高地上插上了一脚。   更为关键的是，从材料到结构设计皆为自主研发成果。自此，无需再仰人鼻息，为获取技术、购买专利而看人脸色，真正实现技术领域的独立自主。   有人可能会问，这技术啥时候能用上？遵循行业规律而言，从实验室取得突破进展至实现量产，通常需历经三到五年的时光。   但看这团队的进度，2012 年起步，2025 年就拿世界级成果，说不定用不了太久，咱们就能在新手机、新电视上见到它的影子。   以前总听说 “卡脖子”，但黄维院士团队用行动证明，只要沉下心钻研，再硬的骨头也能啃下来。   想想看，从当年的 LED 依赖进口，到现在咱们能创造钙钛矿的世界纪录，这背后是无数科研人的积累。现在的突破只是一个起点，以后说不定还能在效率、稳定性上再创新高。   科技进步从来不是一蹴而就的，就像这钙钛矿 LED，从没人看好的 “娇贵材料”，到如今的 “效率冠军”，靠的是一次次试错、一点点优化。   以后咱们用着更棒的显示设备、更省电的照明工具时，别忘了背后还有这样一群默默攻关的科研人。 科技日报——2025-11-13〔科技日报〕钙钛矿叠层LED外量子效率突破45%