Fluolab【Adv.Mater.】高光致发光量子产率（100%和92%）的白光LED：近乎完美的光致发光量子产率Cs₃Cu₂X₅（X=Cl, Br）
简介
文章研究了无铅的铜基卤化物钙钛矿衍生物Cs₃Cu₂X₅（X=Cl, Br）在高效白光发光二极管中的应用，开发了一种可持续的低成本合成路线。这种材料表现出高光致发光量子产率（100%和92%），并且能稳定且环保地替代传统含铅钙钛矿材料。
摘要
通过系统实验研究，成功开发出具有优异发光性能和稳定性的Cs₃Cu₂Cl₅和Cs₃Cu₂Br₅。文章详细阐述了材料的结构、光学性能以及通过3D打印制造高透明光电设备的工艺，并制备了高效的白光LED，具有显色指数（CRI）高达98和可调色温范围3864至9677K。研究结果表明，Cs₃Cu₂X₅具有广泛的应用前景，不仅适用于固态照明，也可用于光伏和其他光电设备。
研究结果与讨论
1. 材料结构特性
通过DFT计算和实验，发现Cs₃Cu₂X₅具有孤立[Cu₂X₅]³⁻多面体的0D结构，由CuX₄³⁻四面体和CuX₃²⁻三角形平面构成。XRD分析和EDS元素验证显示该材料具有良好的晶体质量。
2. 光学与电子结构
研究发现Cs₃Cu₂Cl₅和Cs₃Cu₂Br₅分别发射绿色（≈526nm）和蓝色光（≈458nm），具有大斯托克斯位移和宽带宽发光特性，源于自陷光激发子的发光机制。DFT计算揭示其带隙值分别为3.80 eV和3.72 eV。
3. 合成优化
通过优化H₃PO₂浓度和反应温度，成功提升了材料的光致发光效率。Cs₃Cu₂Cl₅在150°C条件下达到100%量子产率，而Cs₃Cu₂Br₅在100°C条件下量子产率达到92%。
4. 材料稳定性
热重分析显示，Cs₃Cu₂X₅的分解温度高达≈600°C，展示出卓越的热稳定性。长期光学测试表明其相比传统含铅钙钛矿材料具有更低的光衰减率。
5. 白光LED制备
通过整合绿色发光的Cs₃Cu₂Cl₅、蓝色发光的Cs₃Cu₂Br₅以及黄色发光的双钙钛矿，成功制备出显色指数高达98的白光LED。3D打印的透明光电结构进一步验证了其稳定性与实用性。
结论
研究表明，Cs₃Cu₂X₅（X=Cl, Br）是一种卓越的无铅光电材料，具备高效的光致发光性能和显著的热光稳定性，可广泛应用于下一代固态照明与显示技术。
参考文献
Chen, Y.; Zhu, H.; Babaian, D.; Dzorkpata, C.; Grigoriev, A.; Wang, Z.; Wheat, S.; Guha, S.; Zhu, P. Near‐Unity PLQY of Cs₃Cu₂X₅ (X = Cl, Br) for High‐Efficiency White Light‐Emitting Diodes with Exceptional Color Quality. Advanced Materials 2025, 2500083. https://doi.org/10.1002/adma.202500083.