钙钛矿材料因其优异的发光效率与低成本特性，近年来在太阳能电池、发光二极管（LED）和探测器等领域展现出广阔的应用前景。然而，传统钙钛矿材料中的电子与空穴往往难以高效复合，从而限制了其发光性能。为此，研究者们普遍采用强空间限域（strong confinement）策略来提升发光效率。此外，如何进一步增强钙钛矿LED（PeLEDs）的亮度并延长其工作寿命，已成为该领域的关键研究方向。
近期，《自然》（Nature）杂志发表了中国科学院中国科学技术大学肖正国教授团队的最新研究成果。团队提出了一种新颖的弱空间限域（weak confinement）策略，利用大晶粒、全无机钙钛矿晶体构建新型钙钛矿薄膜，显著提升了PeLEDs的亮度与热稳定性。通过这一方法，研究人员成功将PeLEDs的最大亮度提升至116万尼特，并将其理论寿命延长至超过18万小时。
该策略的核心在于对材料制备工艺的突破。研究人员在钙钛矿前驱体中引入亚磷酸（hypophosphorous acid）与氯化铵（ammonium chloride）等添加剂，并通过高温退火处理，使薄膜中形成大晶粒结构，显著减少了晶体缺陷。
高温退火处理是一种在材料科学与工程领域广泛应用的热处理工艺，主要通过对材料进行加热、保温和冷却的操作，来改善材料的微观结构、力学性能及加工性能等。
图：中科大开发新型无机钙钛矿LED
高温退火的主要目的与作用
消除内应力：
材料在铸造、锻造、焊接、冷加工（如轧制、切削）等过程中会产生残余内应力，可能导致变形、开裂或性能不稳定。高温退火可通过原子扩散松弛应力。
举例：焊接后的金属构件常因内应力导致变形，退火处理后应力显著降低。
改善力学性能：
软化材料：降低硬度，提高塑性和韧性，便于后续加工（如切削、冲压）。例如，冷轧钢板退火后硬度下降，更易成型。
均匀性能：消除组织不均匀性，使材料各部分性能一致。
高温退火过程一方面有效抑制了非辐射复合（即能量耗散但不产生光的过程），大幅降低了离子迁移现象；另一方面则避免了传统方法中因晶粒过小而带来的缺陷问题，全面提升了器件的发光强度与结构稳定性。
新型PeLEDs在发光效率上已达到22%以上，接近现有商用显示产品的水平。其峰值亮度高达116万尼特，远远超过当前主流商用LED屏幕几千尼特的亮度上限。更为突出的是，在常规亮度（100尼特）下，这种器件的理论寿命可达18万小时以上，完全符合商用LED的寿命标准。
这一创新性的制备策略不仅在PeLEDs的效率与稳定性方面实现了重要突破，也为其在高端显示器、超高亮度照明等实际应用中打开了全新局面，展现出极具前景的产业化潜力。
