南开新闻网讯（通讯员 郎宇鹏）北京时间3月11日，国际权威学术期刊《自然光子学》(Nature Photonics)在线发表了南开大学化学学院教授袁明鉴、研究员姜源植领衔的课题组在新型钙钛矿全彩超高清显示技术领域的最新研究进展。
该研究题为“Efficient white light-emitting diodes based on all-perovskite triple-junction tandems”，围绕多结钙钛矿发光器件的集成难题，提出了一种无损转移印刷制备新策略，成功实现了高效率、超宽色域的红/绿/蓝三结白光钙钛矿发光二极管(LED)，为推动钙钛矿发光技术在高色域背光源和超高清显示应用方向上的发展提供了重要技术支撑。
钙钛矿LED具有色纯度高、发光波长可调等特性，近年来三基色单结器件的性能持续提升，为实现多色集成发光奠定了基础。构建具备多色协同发光能力的叠层LED结构，成为面向新一代显示背光应用的重要技术方向。然而，在制备垂直堆叠结构的钙钛矿LED时，传统溶液加工方式易对下层材料造成溶剂损伤，严重影响器件效率与稳定性。转移印刷技术为实现无溶剂环境下的多层堆叠提供了思路，但在钙钛矿体系中，传统转印过程往往导致薄膜性能下降，限制了其在高性能串联器件中的应用。
针对这一关键问题，研究团队首先揭示了传统转印过程中性能退化的根源：在固-固界面接触条件下，强界面粘附力会破坏薄膜的物理及化学结构，导致形貌褶皱、配体脱附及缺陷态增加。基于这一认识，团队创新性提出“固-液可切换界面”策略，通过引入可控释放甲胺的羧酸铵中间层，在转印过程中实现钙钛矿表面瞬时液化，显著降低界面粘附力与机械应力。该方法使转印后的薄膜在形貌结构与光电性能上均达到原始旋涂薄膜水平，为实现高质量多层集成奠定了基础。
在叠层器件设计方面，团队进一步构建了基于LiF/Au/MoO3的高效子单元连接层，通过界面偶极调控与隧穿辅助注入机制，大幅降低电荷生成势垒，实现仅约0.5伏的总电压损耗。依托无损转印工艺与优化互联结构，团队成功构筑全钙钛矿红绿蓝三结串联白光LED。器件最高亮度达67,370 cd m-2，峰值外量子效率达17.6%，经权威机构认证效率为16.4%，色域覆盖达到NTSC标准的143%，各项关键性能指标均显著超越既往报道的钙钛矿基串联白光LED。
红/绿/蓝三结叠层LED的结构、性能、器件与显示原型机
该研究提出的转印集成策略，在提升器件效率、拓展发光色域以及规模化制备方面取得了重要进展。实验表明，该工艺在刚性玻璃与柔性聚合物基底上均展现出良好兼容性，团队已成功制备背光显示原型机，初步验证了技术的工程化可行性。这一突破有望推动钙钛矿发光技术在高色域背光源和超高清显示等方向的应用发展。
该工作以南开大学为第一通讯单位，化学学院2023级博士研究生耿聪为论文第一作者；南开大学教授袁明鉴、研究员姜源植和河北大学教授孙长久为共同通讯作者。该研究得到了国家杰出青年科学基金、国家重点研发计划、何享健青年科学家等项目的资助支持，相关实验依托特种化学电源全国重点实验室、有机新物质创造前沿科学中心、前沿交叉学科研究院、物创海河实验室等平台完成。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-026-01870-x
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