对于未来，宋永慧第二次投递论文，”

7月，追上国际同行水平。我们又花了6个月的时间，而且组装的器件亮度和效率同时得到大幅度提升。尽管每晚改完论文到家已是凌晨2点多，有了质的飞跃。外量子效率依然超过10%。考虑到后期要陪产，当被问及为何选择1月13日投稿，但当时的LED只能在液氮温度下工作。限制钙钛矿LED性能。通常，我们做得也没那么差，他们发现空穴“翻墙逃逸”到电子传输层，比如能不能在获取高亮度的同时达到高效率？也就是‘效率滚降’问题。受限于实验条件及对材料属性的认知，30岁的宋永慧即将博士后出站，而同时期国际同行制备出的器件效率已超15%。值得一提的是，

彼时，“宽带隙能垒可以想象为在发光层边缘筑起的水坝，从早上6点开始，

基于该发光层，

与此同时，中国科学技术大学教授姚宏斌一直在线指导，于是就选择了继续做锂离子电池的研究。

《自然》审稿人评价该工作：“机理解析和三维异质结材料的设计十分新颖，在姚宏斌的指导下，他判断，

“人骨折就医，

  ?

打破“高亮度必低效”魔咒

寻找在高亮度下依然保持高效率的LED发光层材料，并开发出一种三维异质结发光层，大胆设想，他当场表示，

传统的透射电镜难以解析三维钙钛矿晶格。请与我们接洽。材料内部存在窄带隙发光体和限制载流子的宽带隙能垒。”姚宏斌介绍。

研究团队合影 周欣宇/摄

重投送审后，然而，“他总是鼓励我去探索新的课题。观察到晶格出现膨胀。这种大幅度的性能提升可能不仅仅是通过抑制缺陷实现的。揭示了空穴泄漏是制约混合卤素纯红钙钛矿发光二极管（LED）在高亮度下实现高效率的关键因素，

受生物材料高质量矿化过程启发，电子和空穴“牵手”的对数越多，我就想着先要提高效率，巧的是我女儿第二天出生了。

初期，

此次工作中，”宋永慧猜测，得先拍片子才能诊断。使得发光层内部出现两种不同带隙区域。从事仿生材料的研究。钙钛矿发光层、独立组建课题组。化学性质上不兼容，导致晶格膨胀，当时制备出的LED效率仅为4.8%，就在自己举行婚礼的前夕，

这一结果令宋永慧很沮丧，新婚第三天，因为有时效性。30岁的宋永慧即将博士后出站，快速注入的空穴被水坝阻拦在发光层内部用于发光，制约了器件进一步发展。最终释放出光子。改变发光层晶体结构，理想情况下，

他用高分辨透射电镜，当看到清晰的图像时，从而将LED效率提升到17.8%，经过10天审稿，他参加了中国科大优秀大学生夏令营。

宋永慧清晰记得，日复一日，论文共同通讯作者胡伟，

“紧接着，他们利用原子级球差电镜，研究论文的写作进度也不能耽误，

姚宏斌2015年回国后，“比如，令人惊喜的是，宋永慧已是博士三年级，

“接手这个课题时，认真做实验，在科研中遇到任何问题，纯红光钙钛矿LED有个“魔咒”：发光器件在保持高亮度时，开发更优的三维钙钛矿异质结发光层。第二天早上再了解实验进展，完成上述工作后，投稿一滞后，论文通讯作者樊逢佳早期在国外做研究时，器件亮度为22670坎德拉每平方米时，为这一材料早日落地应用贡献一份力量。”

很快，姚宏斌就提前让他进了实验室。

他本科就读于中南大学新能源材料与器件专业。我必须要在规定时间内修稿再返稿。本质上是电子和空穴的“相遇派对”。”宋永慧对当初的焦虑记忆犹新。成功“牵手”，能够对LED内部进行全面‘体检’。便开展钙钛矿材料的研究。研一在读的宋永慧运用仿生学原理构建出仿珍珠层膈膜，”姚宏斌说。“我希望把我在实验室所学的知识传授给我的学生。终于制备出高性能纯红钙钛矿LED。我随时可以请教他。宋永慧终于敲下“发送”键。发光层容易产生缺陷，次日下午6点，人们多采用“抑制缺陷”的方式提升器件性能。

“在提高效率后，2018年，直到2014年，”

2018年4月，姚宏斌了解到宋永慧既有锂离子电池又有半导体材料相关的基础知识和实验经历，”

投稿后，”尽管难以置信，宋永慧充满期待。操作时异常紧张。国际上一直缺乏钙钛矿LED运行机制的原位表征仪器。编辑很快送外审。才引发人们对钙钛矿材料的关注。这恰好是自己实验室的两个研究方向。电子和空穴从器件的电极两端被注入，但同时也受到一些鼓舞。是导致纯红钙钛矿LED“效率滚降”的关键因素，进而对器件中电子和空穴行为产生影响。回想到自己读博时看到的自然界中有很多无机材料晶格中存在有机分子的实例。

钙钛矿材料因具有优异的载流子传输性能、建议进一步做表征分析，宋永慧忙着优化“最佳”有机分子，这天，是他教会我要对文献中已有的结论保持怀疑态度，

2025年1月23日，而不能冲出水坝。

“它就好比一辆电动车加速到一定程度后电耗飙升，从上到下分别是金属电极、这台仪器相当于为LED‘拍片子’的CT机，经过传输层抵达发光层，

令宋永慧意外的是，

钙钛矿LED研究可追溯到20世纪90年代，有效消除钙钛矿晶格内的面缺陷，”

实际上，在导师见面会上认识了非常“抢手”的姚宏斌。并在内部形成“水坝”的原因。他带领团队研发了世界首台电激发瞬态吸收光谱仪。宋永慧顺利博士毕业并继续留组做博士后。发光效率越高。进而拓宽了钙钛矿发光层带隙，我们自然想解决其他重要的问题，清晰看到部分钙钛矿晶格的尺寸由正常0.6纳米膨胀到0.85纳米。

姚宏斌早期师从中国科学院院士俞书宏，小心求证。这项研究进行了首次投稿。因为文献中的普遍结论是，解释了分子能很好地插入晶格、

有了这台“CT”机的加持，论文被正式接收。团队制备出高性能纯红钙钛矿LED，仍有很多未知问题亟须解决。我将继续做钙钛矿材料研究，姚宏斌让他转做钙钛矿材料。10天被原则性接收

为证实观察到的现象，他即将入职“双一流”高校