近日，北京理工大学前沿交叉科学院崔彬彬课题组围绕准二维有机-无机金属卤化物钙钛矿器件的稳定性展开系统分析，从材料本征和外部环境因素两个层面构建稳定性研究框架，并在此基础上系统总结了当前准二维PeLEDs中的材料与器件调控策略（图1）。相关成果以“Comprehensive Review on Stability of Quasi-2D Perovskite LEDs: Mechanistic Insights into Intrinsic/Extrinsic Degradation and Innovative Stabilization Strategies”为题发表在国际知名学术期刊《Advanced Materials》上，论文第一作者为北京理工大学前沿交叉科学院博士研究生刘瀛。

图1 准二维PeLEDs器件内在/外在稳定性因素及其对应稳定化策略示意图。

随着显示与照明技术的快速发展，下一代发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）正朝着高效率、高色纯度和低成本溶液加工等方向不断演进。在众多新兴发光材料中，有机-无机金属卤化物钙钛矿（Organic-Inorganic Metal Halide Perovskites，OIMHPs）凭借优异的光电性能，为新型LED技术的发展注入了新的活力。自2014年钙钛矿发光二极管（Perovskite Light-Emitting Diodes，PeLEDs）首次报道以来，研究人员通过材料组成优化、薄膜质量调控以及器件结构设计等手段，实现了器件性能的跨越式提升。与传统三维钙钛矿相比，准二维钙钛矿并非简单意义上的“维度降低”，而是通过引入大尺寸有机间隔阳离子，形成介于二维与三维结构之间的多量子阱体系。这种特殊结构赋予了准二维钙钛矿不同于传统三维体系的光物理特性。尽管准二维PeLEDs具有较为优异的光电性质，但其长期稳定性仍面临较大的挑战：首先，准二维钙钛矿通常具有多相共存特征，在器件持续运行过程中可能发生相分离或相转变；其次，其结晶动力学和多维相薄膜形成过程较为复杂，难以实现精确调控，薄膜中的缺陷可能进一步成为离子迁移和非辐射复合的通道；最后，空穴传输层（Hole Transport Layer，HTL）、电子传输层（Electron Transport Layer，ETL）、电极等功能层与钙钛矿发光层之间存在复杂的界面相互作用，而器件在长期运行过程中持续承受电场和热应力，都可能进一步加剧器件的失效。因此，长期工作稳定性已经成为准二维PeLEDs器件性能的关键指标之一。相比快速提升的器件效率，目前针对准二维钙钛矿稳定性影响因素的系统分析以及深层失效机制研究仍显不足。深入揭示准二维PeLEDs在实际工作条件下的失效机制，不仅能够为提高器件运行稳定性提供理论依据，也能够为延长器件寿命提供更加明确的材料与器件设计思路。

针对这一关键科学问题，本综述主要围绕准二维有机-无机金属卤化物钙钛矿器件的稳定性展开系统分析，从材料内在因素和外部环境因素两个层面构建稳定性研究框架。从材料本征结构出发，采用材料四面体分析思路并结合问题导向的分析方法，对准二维钙钛矿的结构特征进行梳理，进一步延伸至薄膜及器件层面，系统讨论界面缺陷、能级匹配、相分布、离子迁移等因素与器件失稳之间的内在联系，从理论层面明确准二维PeLEDs的内在失效因素。其次，从器件实际工作环境出发，重点分析湿度、光照、电场以及焦耳热等外部因素对准二维钙钛矿材料和器件稳定性的影响，进一步揭示多物理场耦合作用下器件性能衰减与结构退化的可能机制。最后，在此基础上系统总结当前准二维PeLEDs中的材料与器件调控策略，包括组分调控、添加剂工程、相分布调控、器件结构优化、制备工艺参数调控以及器件级热管理等，并分析这些策略在抑制材料退化、减少非辐射复合和延长器件寿命方面的作用机制。值得关注的是，蓝光准二维PeLEDs由于宽带隙组成、多卤素体系以及复杂能量传递过程等特点，在稳定性方面面临更加特殊的挑战。因此，相关研究进一步针对蓝光准二维PeLEDs特有的稳定性问题进行了深入分析，对比绿光和红光器件提出了具有针对性的调控思路。总体而言，准二维PeLEDs研究的重点正逐渐由单纯追求高效率向“高效率与长寿命协同发展”进行转变。通过系统梳理准二维PeLEDs的失效机制、稳定性调控策略及其与有机发光二极管（OLEDs）等成熟发光技术之间的差异与联系，有望进一步明确该领域未来的关键科学问题和技术突破方向，为高效率、高色纯度、长寿命钙钛矿发光器件的发展以及未来产业化应用提供重要参考。

论文详情：Y. Liu, L. Cong, Y. Lan, et al. “Comprehensive Review on Stability of Quasi-2D Perovskite LEDs: Mechanistic Insights Into Intrinsic/Extrinsic Degradation and Innovative Stabilization Strategies.” Advanced Materials (2026): e74580.

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.74580

作者简介：

崔彬彬，九三学社社员，2011年-2016年在中科院化学研究所学习并获得理学博士学位，新加坡南洋理工大学联合培养博士，现任北京理工大学前沿交叉科学研究院长聘副教授，博士生导师。以一作或通讯作者发表SCI论文50余篇，主持国家自然科学基金青年/面上等多个项目。主要研究领域为有机-无机杂化光伏和发光材料与器件。