双羧酸配体工程修饰CsPb(Br/I)3 钙钛矿纳米晶实现高效稳定白光LED

针对钙钛矿纳米晶（CsPbX3 NCs）表面卤素空位导致的非辐射复合和相分离问题，研究人员通过引入双齿配体3,5-二羧基苯硼酸（3,5-DA）进行表面钝化，显著提升了CsPb(Br/I)3 纳米晶的稳定性和发光效率。所制备的白光LED（WLED）在10 mA驱动电流下实现10.32 lm·W-1 的发光效率、6.48%的外量子效率（EQE）及5260 K色温，为钙钛矿光电器件的效率-稳定性平衡提供了新策略。

　　

在固态照明和显示领域，CsPbX₃
（X=Br/I/Cl）钙钛矿纳米晶（NCs）因其高色纯度、可调谐发光和低成本制备等优势备受关注。然而，这类材料表面存在的卤素空位会引发非辐射复合（nonradiative recombination）、卤化物相分离（halide phase segregation）和自掺杂效应（self-doping），导致器件效率骤降和光谱不稳定。传统单齿配体（如油酸/油胺，OA/OAm）因结合力弱易脱落，加剧了材料降解。如何通过配体设计同步提升钙钛矿纳米晶的效率和稳定性，成为该领域的关键挑战。

为解决这一问题，中国某研究团队在《Optical Materials》发表研究，提出采用双羧酸配体3,5-二羧基苯硼酸（3,5-DA）修饰CsPb(Br/I)₃
纳米晶表面。该配体通过多重螯合基团与钙钛矿表面强结合，有效钝化卤素空位并抑制离子迁移。研究通过X射线衍射（XRD）、荧光寿命测试和电致发光性能分析，证实3,5-DA修饰后的纳米晶量子产率（PLQY）从41%提升至65%，荧光寿命延长2.3倍（48.36→110.83 ns），最终制备出高效稳定的白光LED（WLED）。

关键技术方法
研究团队通过热注射法合成CsPb(Br/I)₃
纳米晶，并引入3,5-DA进行原位表面钝化。采用XRD分析晶体结构，紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱（PL）评估光学性能，时间分辨荧光衰减（TRPL）量化非辐射复合抑制效果，最后通过器件封装测试WLED的电致发光特性。

研究结果

1. 材料表征：XRD显示3,5-DA修饰后的纳米晶保持立方相结构，且衍射峰介于CsPbI₃
   和CsPbBr₃
   标准谱之间，证实形成均匀固溶体。
2. 光学性能：3,5-DA钝化使PLQY提升至65%，荧光寿命延长至110.83 ns，表明非辐射复合通道被有效抑制。
3. 器件性能：优化后的WLED在10 mA驱动下实现10.32 lm·W^-1
   的发光效率，CIE坐标（0.3379, 0.3391）接近纯白光，EQE达6.48%。

结论与意义
该研究通过双齿配体工程实现了钙钛矿纳米晶表面缺陷的精准钝化，首次证明3,5-DA可同时解决效率-稳定性矛盾。其多重配位结构不仅固定了表面铅离子（Pb²⁺
），还维持了卤素离子（Br^-
/I^-
）的动态平衡，为设计长寿命钙钛矿光电器件提供了新思路。研究成果对推动钙钛矿材料在显示和照明领域的商业化应用具有重要价值。