近日，我所复杂分子体系反应动力学研究组（1101组）韩克利研究员团队在非铅钙钛矿发光动力学机理研究中取得新进展。该团队首次合成出非铅钙钛矿Cs3Bi2Br9纳米晶，并揭示其发光动力学机理：表面缺陷态是限制其发光效率的重要因素。相关研究成果发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201704739）上。
近年来，含铅钙钛矿APbX3（A=Cs，CH3NH3，X=Cl，Br，I）被广泛应用于太阳能电池、发光二极管（LED）、纳米激光器、以及光探测器等方向。虽然含铅钙钛矿具有众多优势，但是铅对环境和人体有害，而且含铅钙钛矿在空气中很容易分解，不利于大规模商业化应用。因此寻找毒性低且稳定性好的钙钛矿很有必要。
该研究团队采用溶液法一步合成了含Bi的钙钛矿（Cs3Bi2Br9）纳米晶。通过研究其时间分辨发光光谱，以及飞秒瞬态吸收光谱，发现晶体表面的缺陷态是限制其发光效率的重要因素，选取合适的表面活性剂（例如油酸）可以抑制其表面缺陷态，并且发光效率可提升二十多倍。此外，该材料在空气中具有较好的稳定性，可以在湿润环境下存放超过1个月。这些性质表明含Bi钙钛矿具有很好的应用潜力。
在此之前，该团队已在有机—无机杂化钙钛矿（ACS Appl. Mater. Interfaces2016, 8, 19587-19592；ACS Appl. Mater. Interfaces2017, 9, 14827-14832）以及全无机钙钛矿（J. Phys. Chem. Lett.2017, 8, 2316-2321）发光动力学机理研究方面取得过一系列的研究成果。（文/图 杨斌）
