郑州大学姚纪松&宋继中人AFM：阳离子-阴离子对辅助合成策略实现高性能纯蓝色钙钛矿量子点发光二极管

混合卤素CsPbCl₃₋ₓBrₓ钙钛矿量子点（QDs）已成为纯蓝色发光二极管（LEDs）的有力候选材料。然而，由于不可控的结晶过程和较低的Cl空位形成能，这类混合卤素钙钛矿中广泛存在的缺陷严重限制了器件性能。

本文郑州大学姚纪松和宋继中等人提出了一种阳离子-阴离子对辅助合成策略，用于制备高质量的CsPbCl₃₋ₓBrₓ QDs。在合成过程中引入硫酸胍（GA₂SO₄），其中硫酸根阴离子钝化了配位不足的Pb²⁺缺陷，有效减少了非辐射复合；而胍阳离子通过氢键与QD表面的卤素离子相互作用，抑制了Cl空位缺陷的形成。得益于这种阳离子-阴离子对的协同钝化效应，QDs的光致发光量子产率从42%提升至86%。同时，QDs表现出高结晶质量，有利于载流子传输。最终，基于该QDs的QLED在470 nm波长下实现了24.9%的外量子效率，比对照组器件提高了1.6倍。

本研究表明，协同离子对钝化策略是实现高效稳定纯蓝色钙钛矿LED的一种实用设计方法。

文章亮点

1. 阳离子-阴离子协同钝化机制：GA₂SO₄中的SO₄²⁻阴离子钝化Pb²⁺缺陷，GA⁺阳离子通过氢键稳定卤素离子，双重作用显著降低Cl空位缺陷，抑制离子迁移，提升材料稳定性。

2. 光电性能全面提升：优化后的QDs光致发光量子产率提升至86%，载流子迁移率显著提高，薄膜导电性增强2.6倍，器件开启电压降低至2.2V。

3. 纯蓝光QLED性能创纪录：在470 nm波长下实现24.9%的EQE和1176 cd/m²的亮度，光谱稳定性显著提升，电压驱动下无光谱偏移，器件寿命提升9.6倍。

Y. Nong, J. Yao, and J. Song, “ Cation-Anion-Pair-Assisted Synthesis Strategy Enables High-Performance Pure Blue Perovskite Quantum Dot-Based Light-Emitting Diodes.” Adv. Funct. Mater. (2025): e20569.

https://doi.org/10.1002/adfm.202520569

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