日前，南京工业大学黄维院士和王建浦教授、王娜娜教授团队基于对添加剂诱导结晶过程的研究，设计出具有氨基和羧基双官能团的新型添加剂分子，制备的近红外钙钛矿发光二极管(LED)器件外量子效率达到22.2%，刷新了近红外钙钛矿LED的效率纪录。
金属卤化物钙钛矿材料被认为是最有前途的半导体材料之一。在钙钛矿光电器件领域，引入添加剂进行缺陷钝化是实现高质量钙钛矿材料的有效策略，然而关于添加剂对钙钛矿晶体形成过程的影响还缺乏深入理解。
研究团队通过研究发现，钙钛矿的结晶过程是由添加剂与前驱体溶液中的甲酰胺碘(FAI)相互作用决定的。“含氨基(-NH₂)的添加剂能与FAI形成中间结构，使前驱体中游离的FAI耗尽，这将有利于溶液法制备薄膜初期从溶液表面垂直向下生长钙钛矿晶体，最终在退火过程中形成结晶性高、晶界少的垂直取向钙钛矿晶体。”王娜娜介绍说。
基于这一认识，研究人员设计了具有氨基和羧基双官能团的新型添加剂分子，制备的近红外钙钛矿LED器件，外量子效率达到22.2%。
更重要的是，这项研究还给出一种添加剂筛选的普适性方法，对实现高性能钙钛矿光电器件具有重要意义。“研究表明，选择添加剂一方面需要具有可以钝化缺陷的官能团，另一方面需要具有类似氨基的官能团使钙钛矿晶体垂直取向生长，这样才可以使晶体生长的质量更高。”王建浦教授表示。
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