近日，浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院（ZJUI）狄大卫教授团队在钙钛矿发光二极管（PeLED）稳定性研究方面取得重要进展。相关成果Addressing the 1000-h/1000-nit stability challenge in perovskite LEDs 发表于国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。浙江大学2026届光学工程专业博士研究生袁瑜才担任论文第一作者，狄大卫教授、赵保丹教授为共同通讯作者。

钙钛矿LED（PeLED）具有色纯度高、发光效率高、器件结构灵活等优势，被视为新一代显示技术的重要候选方案。然而，其在高亮度工作条件下的长期稳定性不足，始终是制约实际应用的关键瓶颈之一。已有研究虽借助加速老化与寿命外推获得了较长的预测寿命，但可见光钙钛矿LED在实测条件下的亮度半衰期（即亮度衰减至初始值一半所需的时间，T50）多数仍不足 1000 小时。因此，如何在接近实际显示应用的高亮度下同时实现高效率与长寿命，成为该领域亟待解决的核心问题。

为提升器件的工作稳定性，研究团队从降低驱动电压入手，对空穴注入界面进行了优化。具体而言，在氧化镍（NiOₓ）与聚合物空穴传输层（PF8Cz）之间引入由含氟分子 F-2PACz 自组装形成的单分子层。该单分子层可降低空穴注入势垒、改善空穴注入特性，使器件在更低电压下达到相同亮度。实验结果表明，在约1000尼特（cd m⁻²）亮度下，与采用未氟化 2PACz 界面分子的对照器件相比，改进器件的驱动电压由约2.6V降至约2.1V，已低于发光材料带隙所对应的电压，从而在高亮度条件下实现了低电压驱动。

▲ 绿色钙钛矿LED的器件结构、分子界面设计及光电性能表征

在降低驱动电压的同时，改进后的器件也表现出良好的运行稳定性。在1000尼特初始亮度下，改进后的绿色钙钛矿LED从初始亮度衰减至500尼特，历时1350小时，实测亮度半衰减寿命（T₅₀）达到1350小时。与此同时，器件最高电光能量转换效率达到28.0%，峰值外量子效率达到24.5%，表明这一界面设计在延长器件工作寿命的同时，仍能保持较高的发光效率。

研究团队进一步通过离子迁移表征，分析了驱动电压与器件运行稳定性之间的关系。结果表明，降低驱动电压可有效抑制器件工作过程中的离子迁移，从而减缓性能衰退。对不同器件的对比进一步显示，当驱动电压降至发光材料带隙所对应的电压以下时，器件在亮度半衰期（T50）内累积的光子输出量显著增加，反映出低电压驱动在延长器件有效工作时长的同时，也提升了其在寿命期内的实际发光产出。

▲ 不同分子界面器件的运行稳定性及离子迁移行为对比

除了提升单个器件的性能，研究团队还将这一设计应用于柔性显示原型的开发。通过将钙钛矿LED与商用柔性薄膜晶体管（TFT）阵列集成，团队研制出柔性有源矩阵钙钛矿LED显示原型，并展示了面板在平展和弯曲状态下的图案显示效果。这一成果为进一步探索钙钛矿LED在柔性显示及可穿戴光电子器件中的应用提供了实验依据。

▲ 柔性有源矩阵钙钛矿LED显示原型及其在平展、弯曲状态下的显示效果

该论文发表于 Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-026-79298-8。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-79298-8

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