林雪平大学的科学家与来自中国的同事合作，展示了如何获得高效的钙钛矿发光二极管(LED)。在Nature Communications上发表的一篇文章中，他们提供了制造高质量钙钛矿发光体的指南，从而提供了高效钙钛矿LED。
通过其晶体结构限定的卤化钙钛矿可以通过从包含金属卤化物和有机卤化物的前体溶液的低成本溶液加工容易地制备。得到的钙钛矿具有优异的光学和电学性能，使其成为各种光电器件的有希望的候选者，例如太阳能电池，LED和光电探测器。
由于溶液处理的钙钛矿含有大量缺陷，主要是卤化物空位，因此高性能光电器件需要有效控制钙钛矿结晶度。LiU的研究小组在高级讲师冯高的领导下，与南京理工大学和中国苏州大学的科学家合作，研究了前体成分和界面如何影响钙钛矿的结晶过程。
“我们和其他几个研究小组发现，在前体中简单地引入额外的有机卤化物有助于钝化缺陷并获得高度发射的钙钛矿薄膜”，物理，化学和生物学系(IFM)博士生Zhongcheng Yuan说。 LiU，他是这篇文章的第一作者。然而，过量的有机卤化物阻碍了钙钛矿结晶，导致低导电性钙钛矿发光层和性能差的LED。
科学家现在通过用金属氧化物ZnO支持钙钛矿结晶来解决这个难题，这有助于去除适当数量的额外有机阳离子，从而可以实现更好的结晶。Nature Communications的文章展示了不同金属氧化物层和钙钛矿层之间的化学反应如何影响钙钛矿薄膜的性质，从而影响LED的性能。
“我们通过利用氧化锌的基本性质实现精确控制，氧化锌可以选择性地去除不需要的有机阳离子，同时留下所需的卤化物阴离子，”物理，化学和生物学系(IFM)研究员Sai Bai说。在LiU。他和冯高是这篇文章的主要作者。
这一新发现与同一组处理钙钛矿缺陷的先前结果相结合，使他们能够在实验室中制造出有效的钙钛矿发光薄膜。由此产生的器件为近红外LED提供了19.6%的量子效率，即提供给器件的电子的19.6%作为光(光子)发射，这是世界上钙钛矿LED的最佳性能之一。
“钙钛矿LED是一个很有前途的领域。在过去的5年中已经见证了快速的突破，但这个领域仍然是新的，在大规模商业化生产之前还需要做更多的工作。需要的一个关键方面设备稳定性得到改善，“冯高说。