技术突破 - 团队创新提出“层间光子循环”技术，将叠层钙钛矿发光二极管的外量子效率提升至45.5% [1] - 该技术使一层钙钛矿层产生的光子可被另一层重新吸收并再次发射，从而突破传统光提取效率的限制 [1] - 叠层钙钛矿LED的外量子效率此前长期未突破10%，45.5%的效率标志着重大技术瓶颈被攻克 [1][2] 行业影响 - 钙钛矿LED在发光亮度和色纯度方面较成熟的有机LED更具优势，是全球新型发光与显示技术的研究热点 [1] - 成熟的有机LED普遍采用叠层器件结构以提高亮度和延长器件寿命，此次突破为钙钛矿LED领域开辟了重要方向 [1][2] - 尽管器件尚处于实验室阶段，但其效率已达商业化水平，团队将尝试放大成果并推进产业化 [2] 研发背景 - 叠层结构的核心难点在于连接层需同时实现高效的载流子注入与光子透射，并保证溶液逐层旋涂过程中每层薄膜的质量 [1] - 团队历经十余年不断优化连接层和钙钛矿发光层的微纳结构，最终实现效率突破 [1]

科学突破 - 首次在有机半导体材料P3TTM中观测到曾被认为仅存在于无机金属氧化物中的“莫特-哈伯德绝缘体”量子效应 [1] - 该材料中每个分子的核心有一个不成对的“单身”电子，使其具备独特的磁性与电子行为 [1] - 当分子紧密堆积时，相邻“单身”电子相互作用，促使它们交替上下排列，展现出特殊的量子现象 [1] 技术原理 - “单身”电子吸收光能后瞬间获得能量，跃迁至邻近分子，在原位置留下带正电的“空穴”，实现正负电荷的干净利落分离 [2] - 这些自由移动的电荷可通过外部电极收集，形成持续电流 [2] - 新材料仅凭单一物质即可完成整个光能转化为电能的过程，而传统有机太阳能电池需要两种材料分别提供和接收电子 [2] 性能与应用潜力 - 基于P3TTM薄膜的太阳能电池器件在光照下实现了近乎完美的电荷收集效率，几乎每一个入射光子都被转化为可用电流 [2] - 新分子结构可调节分子间接触与电荷分离所需的能量平衡 [2] - 该突破有望催生更简单、更轻便、更廉价的太阳能电池，使用低成本、轻质的材料制造 [1][2]