发光材料与器件国家重点实验室工作简报2025年第2期(总第90期）.pdf

摘要：

新闻动态

张少康副省长慰问实验室马於光院士

2月8日下午，广东省人民政府副省长、九三学社广东省委会主任委员张少康来校，慰问中国科学院院士、九三学社社员马於光教授，并代表九三学社省委会向他致以诚挚问候和新春祝福。九三学社省委会专职副主委董美玲，学校副校长李卫青参加了慰问。

实验室承办IUPAC全球女化学家早餐会广州会场活动

2月11日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室承办的“2025年IUPAC全球女化学家早餐会-中国分会场”广州会场活动举行。会上，共有约30位在科研领域取得优异成绩的女化学工作者汇聚一堂，她们分别来自华南理工大学、中山大学、香港中文大学（深圳）和深圳大学等10所湾区高校，围绕“学科交叉研究与创新”“构建和谐的导学关系”“（青年）女科技工作者的职业发展”“女性的科技贡献和力量”等主题交流思想，分享心得，共同探讨女性在化学科技领域的发展机遇与挑战。  

研究进展

严克友教授团队：在锂金属电池领域获重大进展

锂金属电池凭借锂金属负极极低的电化学还原电位和超高的理论比容量，而被认为是最有潜力的下一代电池候选者，它有潜力将现有锂离子电池的能量密度提升一倍。然而，现有基于锂离子电池的碳酸酯基电解液体系，与锂金属电池仍然无法很好地兼容。其根本原因在于，目前的商业电解液无法在锂金属负极表面形成稳定的固态电解质界面。这种缺陷不仅会造成锂枝晶的生长，带来电池爆炸的风险，还会严重影响锂金属电池的循环寿命。如何在锂金属负极界面表面构建同时具有高电子绝缘性、高离子电导率和高化学稳定的理想型固态电解质界面，一直是这一领域中的关键难题。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室严克友教授团队在高能量密度锂金属电池领域又取得重大进展。该成果为研发、制造新一代高性能锂电池、推动新能源汽车以及光伏-储能一体化等领域发展提供了新的关键技术。该团队针对锂金属负极在碳酸酯电解液的界面稳定性难题，利用单斜相m-Li2ZrF6 纳米颗粒作为添加剂，成功在锂金属负极表面构建了具有优异电化学性能的基于三方相t-Li2ZrF6固态电解质界面，实现了锂金属电池在高载量、低N/P值和超高倍率下的稳定循环，能够在2C的倍率下循环3000次后依然拥有80%的容量保持率，达到同级别最高水平。

马於光教授团队：非富勒烯受体中的强孤子特性——对未来分子设计的新光化学见解

非富勒烯受体（NFAs），特别是受体-供体-受体（D-A-D）结构的NFAs，如ITIC和Y6，具有刚性骨架、近红外（NIR）吸收、高摩尔消光系数（ε）和陡峭的带边等优点（图1 a）。高的消光系数和弱的带边系数有助于改善短路电流密度（JSC）和开路电压（VOC），从而提升有机太阳能电池（OPV）的器件性能。目前，基于ITIC和Y系列NFA的最先进OSC的功率转换效率（PCE）分别超过了15%和20%，这主要是由于材料设计和器件工程的创新。然而，NFA的设计机制仍然是研究人员打破性能瓶颈的巨大挑战，包括效率、稳定性和工业化。鉴于此，分子结构和性质之间的关系迫切需要在下一阶段的发展中建立起来。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室马於光教授团队受花菁染料启发，提出ITIC和Y6等典型非富勒烯受体中强的类孤子电子结构特征是其高摩尔消光系数、陡峭吸收带边的内在原因，有望为未来高性能有机光伏活性层材料的设计提供新的视角。

殷盼超教授团队：拓扑复合策略精准调控材料受挫堆积

多孔材料中孔结构对气体吸附和分离至关重要，合理设计和调控孔结构为实现高性能的气体吸附和分离材料提供了可能。框架材料由于其高的比表面积、广泛可调节的孔隙以及易于功能化的孔表面，在气体吸附和分离方面显示出巨大的潜力。然而，由于缺乏对其微观孔结构与宏观气体传输之间的关系，限制了其进一步的应用。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室殷盼超教授课题组利用拓扑超分子复合策略，实现超分子框架中孔结构的调控，有望拓展超分子框架在气体吸附和分离领域的应用。

陈军武教授团队：厚度不敏感紫外线阻挡层载流子提取和深陷阱实现稳定的有机太阳能电池

有机太阳能电池（OSCs）凭借轻质柔性、低成本制造等优势备受关注，但其稳定性不足严重阻碍商业化。尽管单结器件效率突破20%，光照引发的活性层和界面材料光氧化会导致吸收衰减、能级偏移及器件内部陷阱增多等问题，其中紫外线造成的损伤尤为显著。现有光稳定性研究多采用不含紫外的LED光源或在氮气环境测试，无法真实反映AM 1.5G全光谱（含紫外）及空气暴露下的衰减机制。此外，紫外吸收剂在阳极界面层的改性研究匮乏，亟需开发兼具合适功函数、高导电性、紫外屏蔽和易加工特性的新型界面材料，这对提升OSCs实际应用可靠性至关重要。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室陈军武教授课题组通过逐层处理构建了具有紫外吸收剂 BP2的双层阳极界面层 (DL-AIL)，以同时提高OSC的功率转换效率（PCE）和光稳定性，有望拓展有机太阳电池领域的应用。

马东阁教授团队：基于TTA和hISC双通道利用三线态激子的高效蓝光OLED

TTA上转换和高能态反向系间窜越（热激子）均是有效提高蓝光有机发光二极管外量子效率的途径，然而，如何进一步利用三线态激子以及减小三线态激子的损耗仍具有挑战性。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的马东阁教授课题组构建了快速的TTA上转换和高能态反向系间窜越多通道，制备了高效蓝光有机发光二极管，有望拓展OLED蓝光领域的应用。

马东阁教授团队：基于配体工程的高效抗热型绿光钙钛矿纳米晶 LED

发光器件在工作过程中不可避免会产生焦耳热，而热致荧光猝灭效应会导致其发光性能随温度升高显著降低。这是发光材料与器件在实际应用中亟需解决的关键问题之一。金属卤化物钙钛矿作为一种新兴的半导体材料，虽然在发光效率上取得了长足进步，但抑制其热致荧光猝灭效应仍然面临巨大挑战。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室马东阁教授团队采用室温合成方法结合芳香胺配体调控策略，开发出具有高质量和优异光电性能的纯绿光FAPbBr3纳米晶，能够满足Rec.2020标准。提出的配体调控策略成功抑制了FAPbBr3纳米晶的热致荧光猝灭效应，使其在380 K时仍能保持室温荧光强度的90%。基于开发的FAPbBr3纳米晶制备出抗热型LED器件，室温时其外量子效率在亮度1580 cd/m²时达到了21.9%，343 K时效率损失低于室温初始值的10%。

马东阁教授团队：基于结晶调控的高效绿光钙钛矿LED

由于带隙均匀性和强电荷限制效应，尺寸大于玻尔激子直径的钙钛矿纳米晶粒在实现高性能发光二极管（LED）方面具有显著优势。然而，通过简单的一步旋涂法制备的钙钛矿纳米晶粒薄膜由于结晶过程难以控制，导致薄膜结晶质量差、晶粒尺寸分布不均匀、容易产生大量缺陷导致严重的非辐射复合，进而大大降低了LED的性能。因此，调控结晶过程和抑制晶体缺陷对于实现高性能钙钛矿纳米晶粒LED至关重要。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室马东阁教授课题组利用一种协同双添加剂策略来调控CsPbBr3基纳米晶粒薄膜的结晶生长并有效钝化晶粒缺陷，最终钙钛矿LED实现了20.95%的最大外部量子效率（EQE）和接近20%的平均EQE，器件工作寿命也提高了近7倍，有望拓展钙钛矿光电领域的应用。

夏志国教授团队：具有宽带近红外发光的纳米晶玻璃复合光纤光源

荧光成像因其高灵敏度和高时空分辨率，在光子学和生命科学领域受到广泛关注。然而，目前的成像造影剂通常依赖高功率激光或X射线激发，这可能导致信号衰减、光照不均和生物损伤等问题。相比之下，650~1100nm范围的宽带发射的近红外光源能够同时激发多种荧光造影剂，简化多通道荧光成像系统。同时，现有荧光成像技术受生物组织光子衰减的限制，仍需大创口手术暴露手术区域，影响成像可靠性并增加感染风险。内窥镜技术通过集成微型工具，有效解决了这些问题，但高效宽带近红外微型光源的缺乏，限制了荧光成像与内窥镜技术的完美融合与发展。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室夏志国教授课题组成功开发了一种具有高效宽带近红外发光的纳米晶玻璃光纤阵列光源，并构建了全光纤耦合系统，实现了多通道荧光成像。这一成果有助于推动荧光成像技术与内窥镜技术的器件制造与应用。

黄飞教授团队：基于膜模拟的共轭电解质分子木马用于刺激响应性药物释放

药物递送系统在现代药物研发中具有重要意义。为了提高治疗效果，除了确保药物在到达目标前的稳定性外，控制药物的释放同样至关重要。近年来，外源性刺激已成为调控药物释放的热门选择，其中光控系统由于其空间和时间的精准控制，广受关注。然而，现有的光控药物递送系统面临着稳定性不足、药物泄漏等挑战，亟需更稳定且可控的解决方案。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室黄飞教授、周城教授团队与南方科技大学李凯教授团队合作，在这一领域取得了重要突破。他们设计并合成了一种名为Zwit的两性离子共轭电解质（Conjugated Electrolyte，CE）分子，成功解决了药物递送系统中的关键难题。

仪器设备

EM10和3311磁体系统

针对有机光电子学前沿重大科学问题，带动实验室在分子聚集态的发光、激光、光伏、光探测、量子材料效应等方面的基础研究，实验室购买了东方晨景的EM10和3311磁体系统， 通过与超快激光平台飞秒OPA平台和飞秒OPO平台的集成，建立研究自旋角动量激发态和轨道角动量激发态的动态磁-光-电-综合实验平台和实验方法，从而开展深入的光物理和自旋物理研究。

EM10磁体系统包含了双极性专用励磁电源，电动旋转及升降装置，内置高斯计，循环冷水机等，可实现40mm间隙下磁场强度不小于2T，长时间运行稳定性 <±1G，支持磁场模式和电流模式；3311磁体系统则小巧灵活，方便移动及搭建测试系统，同时磁场强度可达5000Gs，长时间运行稳定性<±0.5G，支持磁场模式和电流模式。

超快平台 通过与EM10和3311磁体系统的集成化开发升级，完成动态磁-光-电综合效应实验平台的搭建，升级后的测试功能及方法包括如下：

1.建立和完善泵浦探测在自旋空间和动量空间的激发态动力学过程研究手段：泵浦探测磁场效应、泵浦探测pump-probe手性选择光谱技术；

2.激子在自旋态和Rashba能带结构中动力学过程检测手段；动态圆偏振发光光谱、动态圆偏振发光光谱磁场效应。

境内外学术交流来访

2月12日，成均馆大学Jun Yeob Lee教授在全重502会议室作题为“Host engineering for blue organic light-emitting diodes”的学术报告。