固態照明（SSL）技術由于其在節能和減少環境污染方面的優勢，正逐漸取代傳統的照明光源。因此，開發可應用在SSL設備的高性能發光材料成為近十年來的一個非常熱門的研究方向。這些發光材料可作為發光二極管（LEDs）或有機發光二極管（OLEDs）的熒光粉或發射層。本綜述簡要總結了近年來不同種類的具有優越發光性能的無機-有機雜化半導體材料最新研究進展，并探討其在節能發光照明領域的應用前景。

研究背景：

近年來，能源與環境問題日益嚴峻，開發新能源材料成為材料研究的重點。提高能源效率的最有效方法是用更高效的替代品取代傳統的高能耗技術。用于照明的固態照明（SSL）技術，包括發光二極管（LED）和有機發光二極管（OLED），比傳統照明設備的效率和壽命要高得多。由于通用照明在全球能源消耗中占有相當大的比重，SSL在照明和顯示行業掀起了一場革命，被廣泛認為是未來的照明技術。熒光材料是LED和OLED不可缺少發光部件。目前商業化的熒光材料有多種，但其普遍含有稀土金屬元素。稀土元素的開采和提煉，尤其是在利益的驅使下出現大量非法開采對環境造成了嚴重的損害，同時也存在著巨大的安全隱患。由于這些原因，開發新型的性能更優越的發光照明材料仍具有重要意義。

無機-有機雜化半導體材料是一類由無機半導體材料和有機配體通過化學鍵結合形成的從零維到三維的雜化結構。由于這類雜化材料結構中既有無機組分也有有機組分，因此其不僅具有原無機半導體材料所具有的光、電、磁等性能，也兼具了有機組分的柔性、可溶性和可調節性等。此外，通過無機組分和有機組分的融合這類半導體材料又會衍生出新的性能。在過去的幾十年里，多個雜化半導體材料體系被開發，其光電性能不斷的被發掘，已成為太陽能電池和節能照明領域的研究熱點（圖1）。其中很多材料有望發展成為商業化熒光材料的無稀土元素的替代品而應用于固態節能照明領域。

圖1.無機-有機雜化半導體材料及其在新能源領域應用示意圖

內容簡介：

1.綜述了近年來一些重要的無機-有機雜化熒光半導體材料的研究進展

無機-有機雜化半導體材料很早就有報道且種類結構復雜多樣。基于其無機組分的不同，可對其進行簡單直接的分類。本文主要介紹五類基于二元無機半導體的雜化材料，它們是基于（1）IB-VIA，（2）IIB-VIA，（3）IB-VIIA，（4）IVA-VIIA，and（5）VA-VIIA族半導體的雜化材料。這五大類中一些具有代表性的雜化材料在本文中被詳細介紹，并對其光物理性質進行了歸納總結，展示其在節能照明領域中的應用。

圖2.無機-有機雜化材料發展的重要里程。

2.討論了無機-有機雜化熒光半導體材料的結構設計策略和發光機理

本文總結了無機-有機雜化熒光半導體材料的設計合成策略，通過對傳統水熱、溶劑熱方法的改進，可實現這類材料的可控性合成和綠色合成。同時深入探討了無機-有機雜化半導體材料結構與發光性能之間的構效關系，討論了材料的優化改性設計策略和發光機理。針對不同類型的雜化材料，總結多種對雜化材料進行優化改性的方法和技術，以提高這類材料發光效能和穩定性，延長器件的使用壽命。

3.無機-有機雜化熒光半導體材料研究展望

雖然雜化材料中部分成員表現出非常卓越的發光性能，但它們商業化熒光粉相比依舊存在著差距。設計和合成新一代照明材料仍然是一項非常重要但具有挑戰性的任務。一種理想的照明材料應該是由地球上儲量豐富且價格低廉的元素組成，接近100%的量子效率和極高的穩定性。由于目前的白光熒光粉通常會發出“冷”白光，因此對高效的紅光材料的需求不斷增加。將理論研究與實驗研究結合起來，是設計開發高性能雜化熒光粉材料的重要手段。

作者簡介：

劉威

副教授，深圳職業技術學院霍夫曼先進材料研究院

教育背景

2010-2017美國羅格斯新澤西州立大學博士

2006-2010南京大學學士

研究方向以及成就

劉威副教授本科畢業于南京大學化學化工學院，隨后在美國新澤西州立羅格斯大學獲得博士學位，指導教授為李靜教授?，F就職于深圳職業技術學院霍夫曼先進材料研究院。他多年來一直從事有機-無機雜化半導體材料的研究及其在新能源與清潔能源領域的應用，相關工作先后發表在J.Am.Chem.Soc.、Adv.Funct.Mater.、J.Mater.Chem.C等雜志上。

李靜

教授，美國羅格斯新澤西州立大學，深圳職業技術學院霍夫曼先進材料研究院

教育背景

1984-1989美國康奈爾大學博士

研究方向以及成就

李靜教授現任美國新澤西州立羅格斯大學化學與化學生物學系資深終身教授，深圳職業技術學院霍夫曼先進材料研究院院長。她1984-1989年在康奈爾大學師從霍夫曼教授（1981年諾貝爾化學家得主）獲得博士學位，1989-1991年在康奈爾大學的Francis J.DiSalvo教授（美國國家科學院院士）指導下進行博士后研究工作。1991年開始在羅格斯大學化學系任教至今。她1995年獲得美國總統教授獎，2008年受聘教育部“長江學者”講座教授，2012年獲得美國能源部頒發的首屆清潔能源創新貢獻獎，并入選2012年美國科學促進協會會員，2013年獲得德國洪堡基金會的洪堡研究獎（Humboldt Research Award），2015年入選皇家化學學會會員（FRSC），主要研究方向為新型多功能導電發光材料和微孔材料及在節能LED、太陽能電池、氣體吸附分離捕捉和化學傳感方面的應用，迄今發表學術論文340余篇，并擁有14項專利。