在国家自然科学基金项目（批准号：52125206、52433013、52202209）等资助下，北京大学材料科学与工程学院周欢萍团队及合作者实现了高结晶质量钙钛矿纳米晶的原位可控制备，构筑的蓝光钙钛矿发光二极管（PeLED）外量子效率达到21.8%。相关研究成果以“用于高效蓝光钙钛矿发光二极管的原位纳米晶限域策略（In situ nanocrystal confinement for efficient blue perovskite LEDs）”为题，于2026年6月10日在《自然》（Nature）期刊上在线发表。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10596-3。

　　长期以来，如何在纳米晶原位制备过程中保持限域尺寸的同时实现高结晶质量，一直是制约PeLEDs性能提升的关键科学问题。高结晶质量有助于降低缺陷密度、抑制非辐射复合并提升器件运行稳定性，而纳米晶粒则能够增强载流子限域效应，提高辐射复合效率。然而，在薄膜原位结晶过程中，这两种需求往往相互制约：充分的晶粒生长有利于晶格有序化，却通常导致晶粒尺寸增大；而直接生长量子限域尺寸的纳米晶则往往伴随着较高的表面和界面缺陷密度。如何实现结晶质量与晶粒尺寸的协同调控，成为蓝光PeLED领域长期面临的重要挑战。

　　研究团队设计了一类可聚合配体，在钙钛矿结晶过程中原位构筑聚合物网络，对纳米晶生长进行动态限域调控。与传统限域方法不同，该聚合物网络不仅能够抑制晶粒二次生长，还能够调控结晶动力学过程，延长晶格有序重排时间，从而实现纳米尺度与高结晶质量的协同优化。进一步研究发现，原位纳米晶限域策略不仅实现了晶粒尺寸的精确调控，还诱导材料由正交相转变为立方相，降低电子-声子耦合强度，从而减少非辐射能量损耗并提升辐射复合效率。同时，聚合物网络对晶格结构的稳定作用进一步抑制了缺陷形成，使所得钙钛矿薄膜兼具优异的结构完整性和发光性能。

　　基于该高质量发光层构筑的蓝光PeLED器件发射峰位于491 nm，峰值EQE达到21.8%，较对照器件显著提升；同时，器件运行寿命提升超过6倍。研究表明，原位形成的聚合物网络不仅能够调控纳米晶结晶过程，还可有效抑制电场驱动的离子迁移，减缓器件运行过程中界面退化和性能衰减，从而实现发光效率与运行稳定性的同步提升。

　　该研究提出了高质量钙钛矿纳米晶原位可控制备新方法，实现了纳米晶尺寸、结晶质量和晶体结构的协同优化，揭示了有机配体原位聚合调控钙钛矿结晶与相结构演化机制，为高性能光电材料设计提供了新思路。该策略具有良好的普适性和可扩展性，有望应用于钙钛矿太阳能电池、量子点发光器件等领域。

图 钙钛矿纳米晶（NCs）的配体设计与结晶示意图