金属卤化物钙钛矿因其优异的光色纯度、可调带隙以及简便的溶液加工性，在高清显示领域引起了广泛关注。近年来，钙钛矿发光二极管（PeLED）在近红外、红光、绿光乃至天蓝光等波段取得了显著进展。然而，开发高效且色稳的纯蓝和深蓝PeLED（发射波长455-470 nm，系实现全彩显示的关键环节）仍是一项重大挑战。现有策略主要集中于减小尺寸和降低维度以拓宽钙钛矿带隙，从而实现饱和蓝光发射，但这类降维或小尺寸量子点体系往往需引入大量有机配体，牺牲了薄膜的电学性能，导致载流子迁移率显著降低，因此短波长蓝光器件的效率远未达预期。同时，与其他波段相比，蓝光PeLED所需的工作电压更高，加之电荷传输与注入的不平衡问题，进一步加剧了钙钛矿离子晶格的本征不稳定性，严重制约了其电致发光性能与器件稳定性。
二、【创新成果】
基于此，上海大学杨绪勇教授联合同济大学孔令媚教授和吉林大学王宁教授等人，在Nature上发表了题为“Isomeric multi-hydrogen-bonding enables blue perovskite LEDs”的论文，报道通过构建源于钙钛矿-分子及分子间相互作用的多氢键网络，成功实现了高效、稳定且具有饱和蓝光发射的PeLED。其中，置于空穴传输层与发光层之间的O-苄基羟胺盐酸盐（OBCl）作为氢键供体，与钙钛矿无机框架通过NH···X（X = Br, Cl）氢键结合，增强了钙钛矿的结构稳定性，并凭借其大偶极矩有效降低了空穴注入能垒；而添加于钙钛矿活性层中的异构N-苄基羟胺盐酸盐（NBCl）则同时提供氢键受体与供体位点，可与OB+及钙钛矿形成多重氢键。更为重要的是，异构OB+与NB+之间的分子间氢键相互作用不仅强化了界面接触，还诱导了钙钛矿薄膜沿(110)晶面的优先垂直取向，显著提高了载流子迁移率，并进一步抑制了缺陷和离子迁移。最终，本研究实现制备的器件在463 nm和468 nm发射峰处分别实现了16.8%和22.0%的创纪录外量子效率，同时工作寿命（T50）提升至对照器件的13倍，代表了纯蓝和深蓝PeLED领域的最高性能水平。
三、【图文解析】
图1 PeLEDs的器件结构和性能 © 2026 Springer Nature
图2 具有优先取向的钙钛矿的形成 © 2026 Springer Nature
图3 钙钛矿薄膜的电学和光学特性 © 2026 Springer Nature
图4 PeLEDs的稳定性表征 © 2026 Springer Nature
四、【科学启迪】
综上，本研究设计并构建了具有O–NH3+和NH2+–OH官能团的异构分子OBCl和NBCl通过NH···X（X = Br, Cl）氢键与钙钛矿结合，同时钙钛矿内部的NB+可与钙钛矿/HTL界面处的OB+通过形成NH···O氢键发生相互作用形成多氢键网络，从稳定八面体结构、平衡电荷注入、以及促进层状钙钛矿中垂直取向的形成等多方面，一次性解决蓝光钙钛矿四大行业瓶颈：晶格易畸变、离子迁移相分离、空穴注入势垒高、载流子迁移率低等难题，实现当前顶尖蓝光效率与超长工作寿命。本研究为改善纯蓝和深蓝PeLEDs的光色质量、载流子传输及结构稳定性提供了一条极具前景的途径，这将加速PeLED技术在高清全彩显示应用中的发展。
原文详情：Isomeric multi-hydrogen-bonding enables blue perovskite LEDs (Nature 2026, DOI: 10.1038/s41586-026-10723-0)
本文由大兵哥供稿。
