北化工赵彪&谭占鳌AM：无铅锰基绿光LED突破12%效率！A位阳离子“锁住”声子，点亮大面积显示未来

铅卤钙钛矿（LHPs）在光电子领域展现出巨大潜力，但其铅毒性问题促使人们寻找具有高效电致发光性能的无铅替代材料，尤其是在绿光发射领域。

本文北京化工大学赵彪和谭占鳌等人揭示了A位阳离子在锰溴化合物中的光物理功能，并设计了二甲氨基功能化的A位阳离子，以调控声子动力学、薄膜形貌和能级排列，从而在溶液加工的绿光无铅金属卤化物器件中实现了前所未有的效率。适当在苯环上引入二甲氨基不仅构建了p-π共轭，增强了PPh₄⁺ A位阳离子的刚性，还削弱了有害的范德华相互作用，从而抑制了与A位相关的非辐射复合。重要的是，二甲氨基中的甲基增强了A位阳离子的柔性，抑制了晶界形成。此外，二甲氨基还调节了PPh₄⁺的能级，降低了电荷注入势垒。

最终，所制备的电致发光器件实现了12.0%的最大外量子效率（EQE）和4×4 cm²的大面积发光，显示出其在下一代显示技术中的应用潜力。

文章亮点：

1. A位阳离子工程实现低频声子抑制
   通过引入二甲氨基（–N(CH₃)₂）功能化A位阳离子，增强苯环的p-π共轭，提高刚性，抑制低频声子振动，从而显著降低非辐射复合。

2. 薄膜形貌与能级双重优化
   甲基基团增强A位阳离子的柔性，减少晶界形成，提升薄膜平整度与致密性；同时，–N(CH₃)₂的引入调节能级，降低电荷注入势垒。

3. 创纪录的器件性能与大面积制备潜力
   未掺杂器件EQE达9.1%，掺杂CzSi后提升至12.0%，是目前溶液加工绿光无铅金属卤化物器件的最高效率；并成功实现4×4 cm²大面积器件的空气环境刀涂制备。

B. Han, Y. Qing, R. Yu, et al. “ Cation-Mediated Low-Frequency Phonon Suppression in Lead-free Manganese Halides for High-efficiency Green Light-emitting Diodes.” Adv. Mater. (2025): e10599.

https://doi.org/10.1002/adma.202510599

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