近日，江汉大学柔性光电材料与技术教育部重点实验室肖标教授团队联合西安石油大学材料科学与工程学院等单位，在环保型近红外量子点发光二极管（NIR-QLED）研究方面取得重要进展。相关成果以 “Near-Infrared Light-Emitting Diodes With 15.8% External Quantum Efficiency via Electron-Phonon Coupling Regulation in Eco-Friendly CuInSe/ZnS Quantum Dots” 为题，发表于国际材料科学领域知名期刊 Advanced Functional Materials。江汉大学为第一完成单位，实验室硕士研究生李宗哲为论文第一作者。
I-III-VI 族铜基硫属量子点（如 CuInS₂、CuInSe₂ 及其合金 CuInSSe）具有直接带隙、光谱可调、生物相容性好、不含镉铅等重金属等优点，被认为是极具前景的环保型近红外发光材料。然而，这类量子点内部和表面缺陷复杂，且存在较强的电子-声子耦合（EPC），导致非辐射复合严重、发光效率偏低，限制了其在高性能近红外光电器件中的应用。
针对上述难题，研究团队提出了一种溶剂工程策略，通过调控 1-十二硫醇（DDT）与 1-十八烯（ODE）的比例，同步调节 CuInSSe（CISSe）量子点的化学组成与缺陷状态。DDT 既作为硫源，又作为表面配体；ODE 作为非配位高沸点溶剂，可提供温和稳定的反应环境。团队系统研究了不同溶剂比例下的反应动力学、前驱体反应路径、合金组成和缺陷演化，发现优化 ODE:DDT = 75%:25% 时，量子点发光性能最佳。
在机理方面，变温光致发光、Raman 光谱和第一性原理计算表明，溶剂工程可有效抑制缺陷相关的晶格无序，改善 Cu 发光中心周围的局域配位环境，从而显著削弱电子-声子耦合。最优样品中，Huang-Rhys 因子由 6.2 降至 1.2，热激活能由 49.7 meV 提升至 83.9 meV，非辐射复合速率降低约 32%，光致发光量子产率（PLQY）提升至 56.4%。进一步包覆 ZnS 壳层后，PLQY 高达 93.9%。
基于上述高质量量子点，团队构筑了结构为 ITO/PEDOT:PSS/Poly-TPD/QDs/ZnMgO/Al 的近红外量子点发光二极管。器件在 910 nm 处实现平均外量子效率（EQE）15.8 ± 1.3%（20 个器件统计），最高 EQE 达 18.5%，峰值辐射亮度为 7.8 W sr⁻¹ m⁻²，表现出优异的工作稳定性。该效率在目前已报道的 CuInSSe 基近红外 QLED 中处于领先水平。团队还展示了该器件在非侵入生物成像中的应用潜力，成功实现了人体手指皮下血管和活体金鱼内部器官的近红外透射成像。
该工作不仅提供了一种高性能、环保型近红外光源，也揭示了溶剂化学调控反应路径、缺陷形成和电子-声子耦合强度的内在机制，为无重金属光电器件的设计提供了新思路。
Zongzhe Li, et al. Near-Infrared Light-Emitting Diodes With 15.8% External Quantum Efficiency via Electron-Phonon Coupling Regulation in Eco-Friendly CuInSe/ZnS Quantum Dots. Advanced Functional Materials, 2026. doi.org/10.1002/adfm.78081.
编辑：李宗哲
初审：肖标
复审：万晓波
终审：蒋加兴