近日，课题组在铜碘团簇LED领域取得重要进展，相关成果以“Coordination Compensation Stabilization of Monodentate-Ligand Copper-Iodide Hybrids for Efficient Light-Emitting Diodes With Record-High External Quantum Efficiency Above 20%”为题的研究论文发表在国际知名期刊《Advanced Materials》上，王念念硕士为第一作者，通讯作者为马壮壮研究员和史志锋教授，郑州大学为第一完成单位和通讯作者单位。

铜碘杂化材料因其丰富的结构多样性、优异的光物理性能和可溶液加工等优势，被认为是下一代低成本、高性能LED的重要候选体系。近年来，通过有机配体工程和主客体结构设计的不断发展，铜碘LED的外量子效率已突破20%，展现出巨大的应用潜力。然而，目前报道的高性能铜碘LED大多依赖于多齿配体的螯合效应来稳定铜碘核，这要求配位原子间距与铜核尺寸精确匹配，极大增加了配体结构设计的难度。相比之下，单齿配体稳定的铜碘杂化材料虽具有更高的结构灵活性和易修饰性，但其在纳米薄膜加工过程中易发生配体解离，导致表面缺陷形成并诱导非辐射复合，进而限制了器件效率的提升。

针对这一问题，研究团队提出了一种配位补偿策略，将吡啶端基的半导体分子（B3PyPPM）引入单齿配体铜碘杂化材料[TPTP]4Cu4I4中。实验与理论研究表明，B3PyPPM分子中吡啶N原子具有强吸电子能力，可与暴露的Cu⁺离子发生配位作用，从而稳定Cu4I4核，有效抑制由离子化金属缺陷引起的非辐射复合。同时，添加剂分子的半导体特性还提升了铜碘发射层的电导率和载流子迁移率，增强了电子/空穴注入效率，促进了辐射复合。基于该策略，研究团队制备出峰值外量子效率达到20.4%的铜碘LED，器件工作寿命达到1117.5小时，相比对照器件提升了超过300倍。进一步，该策略还成功应用于81 cm2的大面积LED，并展现出优异的发光均匀性。此外，研究团队还验证了该策略在多种单齿配体铜碘材料中具有优异的普适性。这一成果为发展高性能、可规模化制备的铜碘LED提供了全新思路，也为其在固态显示与照明领域的实际应用奠定了基础。

该项研究工作得到了国家自然科学基金以及河南省自然科学基金的共同资助。

文章链接：http://doi.org/10.1002/adma.73745