一直以來WLED在固態(tài)發(fā)光領域具有巨大的應用潛力。然而，用于商業(yè)化的WLED具有顯示指數(shù)不足和顏色不穩(wěn)定等缺點，這阻礙了其商業(yè)應用。最近，來自鄭州大學的單崇新&史志鋒團隊及其合作團隊吉林大學的張立軍團隊通過采用將具有寬帶發(fā)射與STE特征的Cs3Cu2I5和CsCu2I3結合，實現(xiàn)了高CRI和穩(wěn)定性的WLED。并且展示一系列冷/熱可調諧WLED，其最大亮度為145 cd/m-2，外部量子效率為0.15％，實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的91.6的高CRI。

白光發(fā)光二極管（WLED）在固態(tài)照明技術中尤為重要，它具有顯著減少溫室氣體排放并降低能耗的潛力。WLED通常分為兩類，即，磷光轉換的WLED和電驅動的WLED。目前，主要通過將藍光LED芯片與黃光磷光粉組合來制造磷光轉換WLED。然而，大多數(shù)下轉換黃光磷光粉包含稀土元素，例如Ce3+或Eu2+，它們的潛在供應風險和價格上漲是未來大規(guī)模生產和商業(yè)化的障礙。此外，由于熱猝滅，散射和光漂白，這種類型的體系結構容易遭受能量損失。相比之下，電驅動的WLED依靠直接將電荷載流子注入發(fā)光層而沒有能量損失，從而允許充分利用簡單的溶液處理來實現(xiàn)高效率的白光光源。

另外，高品質的白光具有良好的顯色指數(shù)（CRI），是真實還原物體顏色，創(chuàng)造舒適健康的氛圍的迫切需要。對于諸如電影攝影，美術館，攝影，外科手術和珠寶等對色彩要求很高的應用，需要高于90的CRI。從器件的角度來看，實現(xiàn)具有高CRI的白色電致發(fā)光（EL）所涉及的關鍵問題是發(fā)射層的合理設計，其中使用兩個或三個不同的發(fā)射波長發(fā)射器無疑是填充整個可見光光譜的替代策略。

通常，基于多組分的WLED結構的特點是具有較寬的色彩空間，因此可以產生良好的顯色性。通過使用多組件策略，近年來已目睹了這一領域的快速發(fā)展。例如，Lee的小組報告了一種高效的有機WLED，其通過使用兩個互補色（天藍色和橙紅色）小分子作為發(fā)光層，具有良好的白光質量。Wang等人在寬帶隙聚芴聚合物中將三種彩色（藍色，綠色和紅色）熒光色團用作白光發(fā)射層，以制造具有85的高CRI的全聚合物WLED。通過混合四色（藍色，青色，黃色和紅色），Bae和同事們將重量比為9：1：1：1的CdSe/ZnS量子點用作白色發(fā)射層，實現(xiàn)了具有93的超高CRI的高性能WLED。

盡管如此，仍然存在一些局限性多組件策略的缺點，需要認真對待。例如，以特定比例混合具有不同顏色的多個發(fā)射器會使裝置的制備變得復雜，并增加成本。由于發(fā)射器的降解速率不同，以及光子自吸收引起的效率損失，顯色性將隨運行時間而變化。最近，一些研究人員提出了一種單組分策略，通過使用寬帶發(fā)射的C3N2H12PbBr4，C4N2H14PbBr4，（C4N2H14Br）4SnBr6和Cs2AgInCl6雙鈣鈦礦作為白光發(fā)射體，解決混合組分的光子自吸收和顏色不穩(wěn)定性問題。不幸的是，單組分白光發(fā)射器總是遭受低CRI的困擾，并且也缺乏冷/暖白光調節(jié)來匹配日光下的變化，因為很難單獨調節(jié)不同波長下的發(fā)射比例。此外，一些候選材料包含重金屬鉛，這對環(huán)境和人類都有毒。因此，從應用角度來看，這種單組件策略不適合高端WLED生產。相反，如果可以消除多組件策略獨有的共同缺點，則它可能會更具優(yōu)勢。

圖1.銅基三元鹵化物熱力學穩(wěn)定性和發(fā)光的第一性原理計算。a）CsCu2I3和Cs3Cu2I5（藍色，Cs;紫色，Cu;綠色，I;紫色多面體，［Cu2I3］?四面體和［Cu2I5］3?四面體）的晶體結構。b）銅基三元鹵化物分解成二元化合物CsI和CuI的相穩(wěn)定性。CsCu2I3和Cs3Cu2I5均位于凸包上，表明它們的熱力學條件穩(wěn)定。c，d）分別為CsCu2I3和Cs3Cu2I5的STE工藝的配置坐標圖。e）在室溫下測量的CsCu2I3和Cs3Cu2I5薄膜的吸收和PL光譜。

圖2.白色發(fā)射CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合材料的定向合成。a）CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合材料的制備過程示意圖。右窗格顯示了在UV光（254 nm）照射下的膠片照片。b）CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合膜的XRD圖譜，c）吸收和PL光譜，以及d）SEM圖像。e）顯微鏡熒光結果在兩個點處捕獲，如圖2d所示。f）從斑點A和斑點B測量的PL衰減，以及它們分別與純Cs3Cu2I5和CsCu2I3的比較。

圖3. CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合材料的冷/暖白光調整。a）在紫外線照射下，以不同的CsI/CuI摩爾比制備的CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合材料的粉末和薄膜的照片。b）具有不同CsI/CuI摩爾比的CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合材料的吸收光譜和PL光譜。c）具有不同的CsI/CuI摩爾比的CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合材料的CIE顏色坐標。d）CRI為91.6的工作設備的典型照片。

圖4. CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合材料白光發(fā)射器的穩(wěn)定性。a）在20至100 °C的不同溫度下對CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合材料的熱穩(wěn)定性進行測量。b）在兩個代表性的溫度點（20和100 °C）下對復合材料進行十次加熱/冷卻循環(huán)測試。c）用CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合材料連續(xù)紫外光照射62 h的光穩(wěn)定性研究。插圖顯示了在紫外線照射之前和之后的樣品照片。d）在空氣環(huán)境中，在不同的儲存期，復合材料的PL光譜演變。

圖5. 基于CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合膜的電動WLED。a）以CsCu2I3@Cs3Cu2I5復合膜為發(fā)光層的電動WLED的示意圖結構。b）由四個發(fā)射單元組成的裝配好的設備的照片。c）電流密度-電壓-亮度曲線，以及d）使用不同的CsI/CuI摩爾比制造的器件的EL光譜。（d）的插圖顯示了該設備從冷白光到暖白光的一系列白光照片。e）在不同的施加電壓下三個WLED的EQE。插圖顯示三個設備的CIE顏色坐標。f）WLED在運行時間內的亮度變化。

總之，基于將兩種寬帶發(fā)光材料組裝在一起的想法，作者已經成功展示了高CRI和穩(wěn)定的電驅動WLED。在第一性原理熱力學計算的推動下，通過一種簡便的一步法合成了黃色發(fā)光的CsCu2I3和藍色發(fā)光的Cs3Cu2I5的銅基鹵化物。通過方便地更改CsI/CuI前驅體的混合比例和激發(fā)光波長，復合材料在冷/暖白光調諧下顯示穩(wěn)定的白光發(fā)射。通過將此類白光復合材料用作發(fā)射器，成功地制造了一系列冷/暖可調諧WLED，其最大亮度為145 cd/m-2，EQE為0.15％，并實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的91.6的高CRI。更重要的是，WLED在空氣環(huán)境中表現(xiàn)出強大的工作穩(wěn)定性，可產生約238.5分鐘的長T50。此類具有組裝的寬帶發(fā)射STE的銅基鹵化物復合材料的無毒，高顯色性和良好的穩(wěn)定性，可使其在下一代照明技術中具有廣闊的前景。