近年來，近紅外鈣鈦礦發光二極管（NIR Pero-LEDs）因其在效率上的顯著進步備受關注。然而，目前高效率NIR Pero-LEDs的發光主要局限于第一近紅外窗口（NIR-I，700 nm至900 nm）。

相比之下，第二近紅外窗口（NIR-II，900 nm至1700 nm）由于其不可見發射、強深層組織穿透力及低散射等優勢，在夜視技術、生物組織分析、生物識別及通信等領域展現出廣闊的應用前景。然而，NIR-II Pero-LEDs的發展受到發光光譜限制、材料毒性及Sn4+缺陷等問題的制約，導致器件效率低、工作壽命差，成為商業化應用的主要障礙。

為破解這一難題，復旦大學信息科學與工程學院解鳳賢研究團隊聯合華僑大學魏展畫研究團隊，提出了創新的“水汽靶向清除Sn4+缺陷”策略。通過水分選擇性水解SnX4并生成Sn(OH)4，實現了對Sn2+的保護和Sn4+缺陷的有效消除，顯著提升了薄膜質量和器件性能。最終，團隊制備的NIR-II Pero-LEDs在945 nm的發射波長下，外量子效率達到7.61%，創造了該領域的新紀錄。

該研究為高效、穩定的無鉛光電器件開發提供了新思路，并以“Targeted Elimination of Tetravalent-Sn-induced Defects for Enhanced Efficiency and Stability in Lead-Free NIR-Ⅱ Perovskite LEDs”為題，發表在國際著名期刊《Nature Communications》上。

圖1. 靶向消除Sn4+缺陷策略。a,基于前驅體工程的錫基鈣鈦礦薄膜制備示意圖。b,CsSnI3薄膜在濕氣后處理引起的SnX4水解示意圖。

圖2 圖2.濕氣處理對鈣鈦礦薄膜的影響。濕氣處理前后CsSnI3-SnCl2薄膜的a, Sn 3d5/2、b, Cl 2p和c, O 1s的XPS光譜。CsSnI3-SnCl2薄膜d, 濕氣處理前和e, 濕氣處理后的SEM圖。標尺為2 μm。f,濕氣處理前后CsSnI3-SnCl2薄膜的XRD。

圖3.濕氣處理前后CsSnI3-SnCl2薄膜的光電特性。a,b, 開爾文探針力顯微鏡圖像。標尺為1 μm。c, 光致發光光譜。d,e, 連續紫外光激發下的光致發光光譜。f, ITO/SnO2/鈣鈦礦/SPPO13/B3PYMPM/LiF/Al結構的僅電子器件的暗態J-V曲線。

圖4.濕氣處理前后CsSnI3-SnCl2 Pero-LEDs器件的性能。a,基于CsSnI3的Pero-LEDs的器件結構示意圖。b,Pero-LEDs的電流密度-電壓-輻照度（J-V-R）曲線和c,外量子效率-電流密度（EQE-J）曲線。d,不同工作電壓下經過濕氣處理的Pero-LEDs的電致發光光譜。e,EQE的統計結果和f,Pero-LEDs的工況壽命測試結果。

在該論文中，復旦大學信息科學與工程學院為第一通訊單位，解鳳賢研究員和華僑大學魏展畫教授、盧建勛博士為論文共同通訊作者，光源與照明工程系在讀博士生關翔為論文的第一作者。（來源：復旦大學）

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