来源：光电未来
白光发光二极管凭借其卓越的能源效率、低功耗、长使用寿命以及相比传统白炽灯和荧光灯源更低的发热量，已彻底改变了现代照明和显示技术。当前商业白光发光二极管系统主要依赖两种光子配置：蓝光InGaN芯片结合下转换荧光粉，以及精确调控CIE 1931色品坐标的红绿蓝三基色微型发光二极管阵列集成平台。然而，这两种方法在实现高效蓝光发射方面都面临根本性限制，主要归因于蓝光半导体固有的宽带隙和显著的载流子输运不平衡。开发高效蓝光发光二极管的难度在2014年因氮化镓基蓝光发光器件的开创性发展而被授予诺贝尔物理学奖，这一点尤为引人关注。因此，寻求高性能蓝光发射材料仍是下一代白光发光二极管的关键研究方向。
近年来，CsPbX₃ 纳米晶体因其出色的光学特性，如高光致发光量子产率、大的激子结合能和窄发射线宽，作为白光发光二极管应用中的潜在发光体而备受关注。然而，其实际应用受到Pb²⁺离子的毒性和较差的环境稳定性的严重制约。这些局限性促使人们广泛研究低毒性、环境耐受性强且保持高发光效率的钙钛矿衍生材料。新兴的无铅替代体系包括双钙钛矿及相关化合物。其中，铜基卤化物已成为发光应用中极具吸引力的候选材料。例如，Cs₃Cu₂I₅晶体表现出高纯度的蓝色光致发光，据报道其光致发光量子产率可达约96.6%，这使其特别适用于白光发光二极管。这种明亮的蓝光发射源于自陷激子，是由[Cu₂I₅]³⁻二聚体(一种由边缘共享的CuI₃三角形和CuI₄四面体组成的结构单元，孤立于Cs⁺基质中)的光致对称性破缺所导致。
近期进展进一步凸显了铜基卤化物在白光发光二极管中的潜力。例如，研究团队开发的Cs₃Cu₂I₅@Gua₃Cu₂I₅复合发光体，其光致发光量子产率达96.1%，在紫外激发下实现了显色指数为93的白光发光二极管。另有研究利用Cs₃Cu₂I₅@CsCu₂I₃复合材料实现了可调谐白光发射(相关色温从4,149到12,810 K)，显色指数达92，并且通过负热淬灭效应增强了紫外驱动下的光输出。还有研究引入了EDTA配体策略，同时提高了Cs₃Cu₂I₅的稳定性和发光性能，获得了94.7%的光致发光量子产率，并在90天后仍保持74.7%的发光强度;通过抑制Cu⁺氧化和缺陷钝化，实现了高性能白光发光二极管。
目前已经建立了多种合成高质量Cs₃Cu₂I₅晶体的方法，包括反溶剂蒸气饱和法、热注入法、过饱和结晶法和溶剂蒸发法。其中，溶剂蒸发结晶法因其可扩展性和环境友好性而脱颖而出，避免了高温、真空条件或使用有害有机溶剂的需求。尽管有这些优点，但通过此路径系统研究Cs₃Cu₂I₅晶体光学增强的工作仍然很少。因此，开发一种简便且可扩展的方法来制备具有改善光学性能和环境稳定性的高性能Cs₃Cu₂I₅晶体，是一个关键的研究目标。
除了调控合成路径，还探索了多种替代策略来增强Cs₃Cu₂X₅材料的光学性能和稳定性。一种有效方法聚焦于结晶工程，其中优化的反溶剂介导结晶已被证明可显著提高晶体质量并抑制缺陷形成。例如，研究采用绿色反溶剂法诱导合成出高质量的Cs₃Cu₂I₅纳米晶体，光致发光量子产率高达87.2%，实现了增强的发射均匀性和适用于大面积闪烁体应用的长期稳定性。配体和表面钝化是另一种通过调控表面化学来减轻非辐射复合的有效途径。例如，HCOO⁻诱导的缺陷钝化将Cs₃Cu₂I₅的光致发光量子产率从约30%提高到约87%，同时保持了长期的光稳定性。类似地，结合辅助钝化剂与溶液或机械化学处理的协同表面改性策略，实现了高光致发光量子产率的Cs₃Cu₂I₅纳米晶体，并改善了其环境稳定性。此外也探索了合成后成分工程，例如通过液相卤素交换在温和条件下可控地调控Cs₃Cu₂X₅薄膜的晶格结构和自陷激子发射，而无需重新合成主体材料。
掺杂已被证明是增强Cs₃Cu₂I₅晶体发光性能的可行途径。特别是，A位掺杂可以在不明显改变主体能带结构的情况下，调控缺陷动力学并重新分布电子密度，从而钝化非辐射复合中心，同时保留固有的自陷激子发射特性。例如，有报道称，K⁺掺杂的Cs₃Cu₂I₅纳米晶体获得了97.2%的创纪录光致发光量子产率，归因于有效的缺陷抑制。类似地，FA⁺掺杂通过晶格缺陷钝化，同时增强了发光和稳定性，实现了95%的光致发光量子产率，比未掺杂材料提高了35.7%。尽管取得了这些进展，大多数掺杂策略仍依赖于复杂的合成程序，为不影响性能的简化制备路径留下了探索空间。
海南大学叶巍翔、鄢冬冬等人报道了通过一种简便的低温溶剂蒸发法，将Rb⁺离子策略性地掺入Cs₃Cu₂I₅晶体中，显著改善了其环境稳定性和发光性能。通过优化Rb⁺掺杂浓度，实现了增强的结构完整性和光物理性能，包括激发无关的蓝光发射、更高的光致发光强度和延长的使用寿命。引入的Rb⁺离子有效抑制了非辐射复合路径，并实现了适用于白光生成的精细光谱调控。基于此，成功制备了基于Rb⁺掺杂Cs₃Cu₂I₅荧光粉的高性能白光发光二极管，该器件在连续驱动条件下展现出宽光谱发射、优异的显色性和出色的工作稳定性。
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