4位研究生共同一作《Nature》！华科绿色照明重要进展

11月8日，《Nature》刊发了武汉光电国家研究中心的唐江教授团队与美国托莱多大学的鄢炎发教授合作论文“高效稳定非铅卤化物双钙钛矿暖白光”。唐江教授和鄢炎发教授为共同通讯作者，武汉国家光电研究中心博士生罗家俊，硕士生李顺然、刘婧以及托莱多大学王晓明博士为论文共同第一作者；华中科技大学为论文第一作者单位。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0691-0

照明在人类社会无处不在，消耗的电量占全人类用电总量的五分之一。相较于传统照明，基于GaN基发光二极管激发荧光粉的半导体照明技术具有节能、环保、光效高、寿命长、应用范围广等诸多优点，是当前照明市场的主流技术。其不足之处是照明中的蓝光成分过多，容易对人眼特别是儿童的视网膜造成不可逆伤害，即所谓“蓝害”；同时大部分荧光材料都依赖战略性稀土材料为原料。因此，需要开发新一代的新型单基质白光荧光粉，避免“蓝害”和稀土元素的使用，实现绿色照明。

Cs2AgInCl6中STEs的计算研究：a：Cs2AgInCl6中的GW能带结构，b：Cs2AgInCl6中STE的电子和空穴波函数，c：STEs的位型坐标和对应的能量态，d：计算光谱与实验光谱的比较。

非铅双钙钛矿Cs2AgInCl6虽然展现出较独特的白光发光特性，但受限于其跃迁禁阻特性和较高的电子维度，导致其荧光产率极低(<0.1%),不具备应用价值。唐江教授课题组创新性地引入钠离子合金化并掺杂痕量Bi制备出Cs2(NaAg)InCl6：Bi3+，通过组分调控和工艺优化，获得了最高发光效率达到86%的单基质白光荧光粉。实验表征结合理论计算证实了该荧光粉的STE发光机理，同时揭示其荧光效率提高的主要原因。

此白光荧光粉还展现出优异的稳定性：未封装的条件下，Cs2(NaAg)InCl6：Bi3+荧光粉在热台上150 ℃加热1000小时，或者被紫外LED激发以5000 Cd/m2发光强度工作1000小时，其发光效率和白光特性几乎没有衰退。

　　

总之，本工作阐释了非铅双钙钛矿Cs2AgInCl6中自限域激子的发光特性，创新性的通过Na+合金化和Bi3+痕量掺杂实现了高效稳定的单基质白光发光，不仅为非铅钙钛矿发光材料的研究指明了一条道路，其制备的单基质白光荧光粉具有简单易制备、稳定且高效的优势，有希望在绿色照明方面实现产业化应用。

Cs2(NaAg)InCl6：Bi3+白光荧光粉发光特性：a：不同温度下的荧光峰，b：热台上加热150℃的荧光强度变化；c：被紫外LED激发的发光峰强变化；d：热蒸发制备的薄膜及其XRD表征结果。

该工作为唐江教授课题组与澳大利亚莫纳什大学Joanne Etheridge教授、吉林大学张立军教授、加拿大多伦多大学Edward H. Sargent教授、清华大学王立铎教授、国家强磁场中心磁光站韩俊波教授、国家光电研究中心梁文锡教授，以及武汉大学王建波教授合作完成，他们分别提供了理论计算、材料表征等方面的支持；得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金 、华中科技大学跨学科重点创新团队项目等资助，在此一并表示感谢。

唐江教授课题组一直致力于新型光电转换材料与器件研究，自2012年创立以来，已经以华中科技大学为第一单位发表Nature 1篇，Nature Photonics 2篇，Nature Energy 1篇，Nature Communications 2篇。课题组目前研究方向包括硒化锑薄膜太阳能电池、非铅钙钛矿发光材料与器件、X射线直接与间接探测材料与器件、量子点红外探测材料与器件。（来源：华中科大、武汉光电国家研究中心）

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