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近日，我校天下娱乐 先进能源与未来显示技术团队曹晓娟博士、姚方副教授等人在国际著名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上在线发表了题为“Multidentate Molecular Suturing at Dual Interfaces Enables Highly Efficient Perovskite Light-Emitting Diodes”（多齿分子双界面缝合策略实现高效钙钛矿发光二极管）的研究成果（//doi.org/10.1002/anie.202521031）。武汉纺织大学为第一单位，武汉大学及华中农业大学为合作单位，曹晓娟博士及联合培养研究生王璇为论文的共同第一作者，方国家教授、雷红伟副教授、姚方副教授为论文的共同通讯作者。

钙钛矿发光二极管(PeLEDs)因其优异的光电性能，已成为未来显示领域一项颇具前景的技术。然而，其器件界面处低效的电荷注入效率低、严重的非辐射复合，以及钙钛矿薄膜生长过程会产生体/界面缺陷等问题，是制约高效LED器件性能进一步提升的主要瓶颈。因此，亟需发展一种能够同时调控界面性质和晶体生长过程的协同策略，以突破当前的技术瓶颈。

图1 MBTPA对薄膜结晶及缺陷钝化的调控作用

针对上述问题，团队研究人员提出了一种新的“分子缝合”策略，即通过引入多功能配体来同步稳定界面并引导晶体生长的。采用甲基双(2,2,2-三氟乙基)膦酰乙酸酯(MBTPA)多齿配体分子，其中羰基（C=O）和磷氧基（P=O）基团能与钙钛矿中未配位的Pb²⁺离子形成配位相互作用，有效钝化缺陷态，抑制非辐射复合。与此同时，三氟甲基（-CF₃）基团则与空穴注入层建立起稳固的氢键相互作用。这种双官能团设计使得MBTPA分子犹如微观“缝合线”，从两侧分别与钙钛矿和空穴传输层形成化学相互作用，从而将埋藏界面紧密地“缝合”起来。这种双界面相互作用机制优化了能级排列，并引导钙钛矿薄膜形成高质量、低缺陷的晶格结构。最终，经MBTPA修饰的PeLEDs器件实现了波长485 nm和513 nm处的明亮蓝/绿光发射，其峰值外量子效率(EQE)分别达到23.14%和27.05%。这种“分子缝合”策略为同时调控界面化学性质和结晶过程提供了一条有效途径，展现了其在未来显示和照明领域广阔的应用前景。

图2 钙钛矿LEDs器件结构与性能。

作者简介：姚方，博士，副教授，武汉英才（优秀青年人才），硕士生导师。主要从事新型半导体光电材料、器件设计及光电表征等研究，包括发展材料制备的新技术，设计新型的光电器件，借助光电先进表征技术，探索光电材料及器件中载流子的产生、复合、迁移、注入、抽取等过程。主持国家自然科学青年基金、省青年基金等多项项目，已在Nature Communications、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials、ACS Nano、Advanced Functional Materials等期刊上发表论文50余篇，已获得授权专利6项。

由方国家教授领衔的先进能源与未来显示技术研究团队（//tianxiafun.com/info/1341/13265.htm）专注于新能源科学与工程领域，致力于新型半导体光电器件的前沿研究，涵盖从材料设计、器件制备到应用开发的全链条创新。主要研究方向包括新型薄膜太阳能电池、先进发光材料与照明显示技术、高性能光电探测与成像系统等，旨在推动能源与显示技术的融合发展，服务于国家战略性新兴产业发展需求。