真的勇士！百万青橙奖获得者——赵保丹，做有用科研，发Nature大子刊！

赵保丹，2014年南大本科毕业，然后去剑桥大学卡文迪许实验室攻读博士，师从有机光电物理学权威Richard Friend院士，现为浙江大学研究员。她入选2019年《麻省理工科技评论》中国区“35岁以下科技创新35人”， 2020年福布斯中国30岁以下精英榜，2020年获得阿里达摩院青橙奖（百万大奖）。

赵保丹研究院的工作主要涉及钙钛矿LED、钙钛矿太阳能电池，以及与上述课题有关的器件物理和光物理。她在近5年共发表SCI期刊论文20余篇，包括Nature Photonics, Nature Electronics, Nature Communications, Science Advances, Joule, Advanced Materials, Nano Letters, ACS Energy Letters。她以第一作者身份在Nature Photonics期刊发表的封面文章，被十几家媒体报道和评论。

获得青橙奖之后，赵保丹说，这笔钱可以让她去做更多自己感兴趣的事情，可以不为了增加收入去做不喜欢的研究。

钙钛矿LED是一种非常有前景的光源技术，自2014年钙钛矿LED被报道以来，该领域的发展一直很快，钛矿发光LED的外部量子效率（EQE）在2018年超过了20%，随后器件EQE在最近达到28%以上。然而，类似于钙钛矿太阳能电池，其稳定性仍然是商业应用的主要阻碍。这两年，赵老师仍在钙钛矿LED的研究，表现出超凡的勇气，挑战了领域内的这个硬骨头——稳定性，真的勇士！

Nature Photonics文章介绍

2022年8月，浙江大学光电学院狄大卫、赵保丹等人在Nature Photonics上发文：Ultrastable near-infrared perovskite lightemitting diodes，他们提出了双极性分子稳定剂策略，将钙钛矿LED寿命提升到3.7年（T₅₀估算），在更低的辐射亮度下，寿命甚至能达到270年（够用三辈子）！

基于FAPbI₃钙钛矿，作者制备了如下图器件结构的钙钛矿LED，结构为ITO/PEIE改性ZnO/TFB/钙钛矿/MoOx/Au，他们在钙钛矿薄膜中加入双极性分子SFB10，这个双极性分子上的SO₃^2-能够与Pb²⁺产生较强相互作用，其O原子和FA⁺上的-NH₂基团之间存在氢键，还别出心裁地引入了长链来提高离子迁移势垒。基于SFB10的钙钛矿LED的峰值EQE高达22.8%，在很大的电流密度(1-500 mA cm⁻²)范围内，其EQE值都很高(10-22.8%)。

作者进一步测量了钙钛矿 LED 的工作稳定性，在 5 mA cm^-2 的电流驱动下连续运行3600 h，SFB10器件没有出现辐亮度衰减。为了确定钙钛矿LED的 T₅₀ 寿命，作者对器件进行了加速老化测试。在初始辐亮度为 3.7 W sr^-1 m^-2和 2.1 W sr^-1m^-2时，器件 T₅₀寿命分别为 1.3 年和 3.7 年；在更低的初始辐亮度下（0.21 W sr^-1m^-2），器件预测寿命更长，为 270 年。

超高稳定性的钙钛矿LED是因为SFB10能够有效抑制离子，作者利用荧光下的加电测试薄膜实验来证实这一点。如下图，SFB10样品在测量期间没有观察到荧光强度显著降低，而对照组样品荧光强度衰减明显，说明有严重的离子迁移现象。

小结

本文引入了偶极分子稳定剂，开发了高效和超稳定的钙钛矿LED，消除了大家对卤化物钙钛矿器件的不稳定性担忧，展示了基于钙钛矿半导体的下一代发光技术的巨大潜力，为大规模工业应用铺平了道路。

参考资料

1. https://person.zju.edu.cn/0019837

2. https://www.nature.com/articles/s41566-022-01046-3

3. https://www.sohu.com/a/427785748_120147577

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真的勇士！百万青橙奖获得者——赵保丹，做有用科研，发Nature大子刊！

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