当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

西安交大吴朝新、袁方团队在纯溴蓝光钙钛矿发光二极管领域取得新进展

2026/07/21

文章导读
蓝光钙钛矿发光二极管效率长期落后于红绿光器件,全溴体系更因材料稳定性差、缺陷密度高而成为短板。西安交大吴朝新、袁方团队跳出传统配体电子效应思维,发现配体空间构型才是关键:平面化共轭配体FRO凭借均匀π电子离域,实现更全面缺陷钝化,使准二维纯溴蓝光PeLEDs峰值外量子效率从8.20%跃升至15.25%,并在3.6V至8.8V宽电压范围内光谱漂移仅1.07nm。工作首次定量揭示π键弱相互作用可改变分子空间构型,将配体设计拓展至空间构型效应新维度。这一发现能否为钙钛矿光电器件效率突破提供全新路径?
— 内容由好学术AI分析文章内容生成,仅供参考。

卤化物钙钛矿凭借优异的光电性能和溶液加工潜力,正成为下一代显示与照明技术的强力候选者。然而,在钙钛矿发光二极管(PeLEDs)的“三原色”拼图中,蓝光器件始终是短板。尤其是全溴体系蓝光PeLEDs,受限于材料稳定性差、缺陷密度高和相分布不均等,其外量子效率(EQE)长期难以与红光、绿光器件比肩。有机配体工程被认为是提升蓝光PeLEDs性能的关键路径,但绝大多数研究聚焦于配体的电子效应(如取代基调控)或配位效应(如多杂原子协同),而配体自身的空间构型如何影响钙钛矿结晶、缺陷钝化和载流子行为,却鲜有系统探讨。

针对这一盲区,西安交通大学吴朝新、袁方团队设计并合成了两种化学组成几乎相同、但空间构型截然不同的共轭配体:苯甲酮肟(BPO)和9?芴酮肟(FRO)。BPO的两个苯环因位阻排斥而呈扭转构象,二面角达70.16°;而FRO的两个苯环被单键桥连,形成刚性平面结构。研究发现,FRO的平面化构型显著增强了π电子离域,使其与钙钛矿晶格之间的弱相互作用更为均匀、紧密。密度泛函理论(DFT)计算揭示了一个有趣的补偿效应:BPO因扭转结构导致电子局域化,其偶极矩较大,虽然强化了N-Pb配位键,但仅有一个苯环能有效参与π?钙钛矿作用;而FRO虽偶极矩较小,但平面共轭使得两个苯环同时提供多个吸附位点,弥补了配位键的减弱,最终实现更全面的缺陷钝化和相分布优化。实验结果表明,基于FRO掺杂的准二维全溴蓝光PeLEDs,发射峰位于487 nm,峰值EQE达到15.25%,远优于原始器件的8.20%和BPO基器件的11.06%。同时,该器件在3.6 V至8.8 V宽电压范围内光谱漂移仅1.07 nm,工作寿命也显著延长。尤为关键的是,DFT计算表明,BPO分子吸附于钙钛矿表面后,其苯环二面角减小了11.35°。这一直接的、定量化的证据,首次明确证实了π键弱相互作用足以改变分子空间构型,不可忽略。该工作不仅将配体设计从“电子效应”拓展至“空间构型效应”新维度,也揭示了通过调控配体平面性来协同提升效率与稳定性的可行路径,为钙钛矿光电器件的分子工程提供了新的认知维度和实践范例。

西安交大吴朝新、袁方团队在纯溴蓝光钙钛矿发光二极管领域取得新进展

该工作以“具有离域π电子的平面化共轭配体用于纯溴蓝光钙钛矿发光二极管”(Planarizing Conjugated Ligands with Delocalized π Electrons for All-Bromine Blue Perovskite Light?Emitting Diodes)为题,近期发表于国际顶级期刊《美国化学学会能源快报》(ACS Energy Letters 2026;影响因子17.5)。课题组博士生贺帅旗为第一作者,袁方副教授和吴朝新教授为共同通讯作者。西安交通大学为第一作者单位和通讯作者单位。该工作得到了国家自然科学基金(12374381, 12474409, 62275213)、陕西省自然科学基础研究计划(2025JC-JCQN-076)的资助,论文测试表征得到了西安交通大学大型仪器设备共享测试中心支持。吴朝新教授团队长期从事新型半导体材料的“电-光”与“光-电”物理机制及其器件应用如发光二极管、太阳能电池、光电探测器等方面研究。


版权声明:
文章来源西安交大,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

2026年第9届信息系统与计算机辅助教育国际会议(ICISCAE 2026)(2026-09-27)

2026年艺术设计与视觉表达国际会议(AEVD 2026)(2026-09-28)

2026年第五届算法、数据挖掘和信息技术国际会议(ADMIT 2026)(2026-10-16)

2026年人工智能与机器人系统国际会议(ICAIRS 2026)(2026-10-23)

2026年第三届先进机器人, 自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2026)(2026-10-23)

2026年第六届控制理论与应用国际会议(ICoCTA-2026)(2026-10-23)

2026年人工智能、大数据与云计算国际会议 (AIBDCC 2026)(2026-10-30)

2026年国际可再生、可持续能源和智能技术会议(2026-10-30)

2026年土木水利材料与高性能结构国际会议 (CHMHS 2026)(2026-10-30)

2026年农田水利、灌溉工程与节水技术国际会议(ICIEWTFWC 2026)(2026-10-30)

2026年低碳能源系统与环境工程国际会议(LCESEE 2026)(2026-9-18)

2026年新能源、微电网技术与电力系统国际会议(INEMTP 2026)(2026-9-28)

2026年动力工程、热力学与碳中和国际会议(ICPETCN 2026)(2026-9-24)

2026现代化教育、多媒体技术与媒体传播国际会议(ICMEMTTMC 2026)(2026-9-23)

2026年地质勘查、污染防治与岩土渗流力学国际会议(GEPPCGSM 2026)(2026-9-5)

2026知识产权、财富管理与法学国际学术会议(IPWML 2026)(2026-9-5)

2026统计学、应用力学与电化学国际会议(ICSAME 2026)(2026-9-8)

2026法学与政治学、马克思主义国际会议(ICLPSM 2026)(2026-9-18)

2026年管理、服务科学与文化企业国际会议(ICSSMCE 2026)(2026-9-27)

2026年数字能源与转换技术国际研讨会(DECT 2026)(2026-9-28)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。