一种钙钛量子点矿膜层的制备方法及其应用技术

本发明专利技术揭示了一种钙钛量子点矿膜层的制备方法及其应用，该方法包括如下步骤：S1：对透明导电玻璃氧化铟基片进行预处理；S2：将经S1步骤预处理后的透明导电玻璃氧化铟基片旋涂一层有机物材料，作为空穴注入层；S3：将经S2步骤得到的空穴注入层上旋涂一层有机物材料，作为空穴传输层；S4：将经S3步骤得到的空穴传输层上旋涂聚合物钙钛量子点得到有机聚合物量子点膜层，作为发光层；S5：将经S4步骤得到的发光层上蒸镀一层有机物材料，作为电子传输层；S6：将经S5步骤得到的电子传输层上蒸镀一层有机物材料，作为电子注入层；S7：将经S6步骤得到的电子注入层上蒸镀一层金属材料，作为电极；最后得到以聚合物钙钛矿量子点为发光层的发光二极管器件。

Preparation and Application of Perovskite Quantum Dot Coating

The invention discloses a preparation method of perovskite quantum dot mineral film and its application. The method comprises the following steps: S1: pretreatment of transparent conductive glass indium oxide substrate; S2: spin coating of transparent conductive glass indium oxide substrate pretreated by S1 step as a hole injection layer; S3: spin coating of the hole injection layer obtained by S2 step with a layer of organic matter; Organic material is used as the hole transport layer; S4: Organic polymer quantum dot film is obtained by spinning polymer perovskite quantum dots on the hole transport layer obtained by step S3 as the luminescent layer; S5: Organic material is evaporated on the luminescent layer obtained by step S4 as the electron transport layer; S6: Organic material is evaporated on the electron transport layer obtained by step S5 as the organic material. Electron injection layer; S7: A layer of metal material is evaporated on the electron injection layer obtained by S6 step as the electrode; finally, a light emitting diode device with polymer perovskite quantum dots as the light emitting layer is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛量子点矿膜层的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种钙钛量子点矿膜层的制备方法及其应用，可用于钙钛矿量子点光电器件

技术介绍
钙钛矿量子点作为一种新兴的纳米材料，具有荧光量子产率高、半峰宽窄以及荧光波长可以覆盖整个可见光区等特点。钙钛矿量子点已初步在LED中得到了应用，并取得了一系列结果。Tan等分别用CH3NH3PbBr3和CH3NH3PbCl3-xIx作为发光层制备了在可见光区和红外光区发光的LED器件，外量子效率分别达到了0.1％和0.76％。由于外量子效率是光电器件性能的主要指标之一，提高基于钙钛矿量子点器件的外量子效率有利于提高器件的性能，研究者们随后也做了大量工作以提高器件的性能。2015年，Wang等在发光层CH3NH3PbCl3-xIx与空穴传输层ZnO之间增加了一层聚醚酰亚胺(PEI)，PEI的加入调节了量子点的能带结构，从而使LED的外量子效率提高到了3.5％。Cho等用CH3NH3PbBr3作发光层制备了绿光LED器件，他们通过提高甲氨基溴(MABr)的比例并且减少激子扩散长度到67nm，外量子效率提高到了8.53％，但是，目前钙钛矿量子膜层存在覆盖率低，膜层不连续，电致发光光谱不稳定等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种钙钛量子点矿膜层的制备方法及其应用。本专利技术的目的将通过以下技术方案得以实现：一种钙钛量子点矿膜层的制备方法，该方法包括如下步骤：S1：对透明导电玻璃氧化铟基片进行预处理；S2：将经S1步骤预处理后的透明导电玻璃氧化铟基片旋涂一层有机物材料，作为空穴注入层；S3：将经S2步骤得到的空穴注入层上旋涂一层有机物材料，作为空穴传输层；S4：将经S3步骤得到的空穴传输层上旋涂聚合物钙钛量子点得到有机聚合物量子点膜层，作为发光层；S5：将经S4步骤得到的发光层上蒸镀一层有机物材料，作为电子传输层；S6：将经S5步骤得到的电子传输层上蒸镀一层有机物材料，作为电子注入层；S7：将经S6步骤得到的电子注入层上蒸镀一层金属材料，作为电极；最后得到以聚合物钙钛矿量子点为发光层的发光二极管器件。优选地，在所述S1步骤中，将透明导电玻璃氧化铟基片依次浸泡在丙酮，乙醇中超声，除去透明导电玻璃氧化铟基片表面的有机物和残留在透明导电玻璃氧化铟基片表面的丙酮，接着使用乙醇对超声处理后的透明导电玻璃氧化铟基片进行擦洗，使用去离子水冲洗，烘干储存备用。优选地，在所述S2步骤中，将经S1步骤预处理后的透明导电玻璃氧化铟基片放置于紫外臭氧清洗仪灯下照射10min，使用3000rpm的转速旋涂聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸作为电致发光器件的空穴注入层，旋涂时间45s，120℃退火30～45min固膜。优选地，在所述S3步骤中，将经S2步骤得到的空穴注入层上旋涂一层有机物材料，使用1000rpm转速旋涂浓度为10mgmL-1的聚(9-乙烯基咔唑)的甲苯溶液，作为电致发光器件的空穴传输层，旋涂时间1min，150℃退火15～30min固膜。优选地，在所述S4步骤中，将经S3步骤得到的空穴传输层上旋涂聚合物钙钛量子点膜层，每次旋涂聚合物钙钛矿量子点溶液之后，需对钙钛矿薄膜进行50～60℃的热退火处理，处理时间为15～30min。优选地，在所述S5步骤中，将经S4步骤得到的聚合物钙钛量子点膜层上蒸镀一层有机物材料，在高真空状态下，以一定速率蒸镀厚度为40～50nm的1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯作为电致发光器件的电子传输层。优选地，在所述S6步骤中，将经S5步骤得到的电子传输层上蒸镀一层有机物材料，在高真空状态下，以一定速率蒸镀厚度为1～2nm的氟化锂作为电致发光器件的电子注入层。优选地，在所述S7步骤中，将经S6步骤得到的电子注入层上蒸镀一层金属材料，在高真空状态下，以一定速率蒸镀厚度为100～150nm的金属铝作为电致发光器件的电极。优选地，所述钙钛矿量子点的结构为ABX3，其中A为有机或者纯无机阳离子，甲胺、甲脒或铯，B为金属元素，铅、铜、或锗，X为卤素，氯、溴或碘；所述A为甲胺、甲脒、铯中的一种或者两种以上有机或者纯无机阳离子；所述有机聚合物钙钛矿量子点为聚氧化乙烯的分子量为200-1000000，为以该聚合物为基础制备的其他离子配位聚合。本专利技术还揭示了一种钙钛量子点矿膜层的应用，所述钙钛量子点矿膜层可应用于太阳能电池、发光二极管、激光、薄膜晶体管、光电探测器或微传感器件。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本技术方案使用量子点-聚环氧乙烯聚合物作为电致器件的发光层，极大地提高了钙钛矿量子点的膜层覆盖率，薄膜的荧光量子效率(PLQY)提升57.1％，降低了电致发光器件正常工作时的电流密度，器件的外量子效率(EQE)提升约18倍；解决了目前有机无机杂化钙钛矿量子点亮度低，膜层不连续，电致发光亮度低以及发光光谱不稳定等问题。本专利技术制备工艺简单，材料成本低廉，重复性高，易于操作，该方法可以应用于各类高效的钙钛矿量子点发光二极管，光探测器，太阳能电池等光学器件领域。附图说明图1为本专利技术的含有不同聚环氧乙烯浓度的量子点聚合物薄膜光学照片和在波长375nm的紫外光照射下的图片。图2为本专利技术的聚合物钛矿量子点薄膜的X射线衍射图。图3为本专利技术的聚合物钛矿量子点薄膜的吸收和发射曲线。图4为本专利技术的实施例1所制备的聚合物钛矿量子点电致发光器件的结构示意图。图5为使用本专利技术所述的聚合物钛矿量子点膜层制备方法制得的钙钛矿发光二极管的亮度曲线。图6为使用本专利技术所述的聚合物钛矿量子点膜层制备方法制得的钙钛矿发光二极管的EQE曲线。图7为使用本专利技术所述的聚合物钛矿量子点膜层制备方法制得的钙钛矿发光二极管在不同电压下的电致发光光谱曲线。具体实施方式本专利技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本专利技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本专利技术要求保护的范围之内。本专利技术揭示了一种钙钛量子点矿膜层的制备方法，该方法包括如下步骤：Sl：对透明导电玻璃氧化铟基片进行预处理；S2：将经S1步骤预处理后的透明导电玻璃氧化铟基片旋涂一层有机物材料，作为空穴注入层；S3：将经S2步骤得到的空穴注入层上旋涂一层有机物材料，作为空穴传输层；S4：将经S3步骤得到的空穴传输层上旋涂聚合物钙钛量子点得到有机聚合物量子点膜层，作为发光层；S5：将经S4步骤得到的发光层上蒸镀一层有机物材料，作为电子传输层；S6：将经S5步骤得到的电子传输层上蒸镀一层有机物材料，作为电子注入层；S7：将经S6步骤得到的电子注入层上蒸镀一层金属材料，作为电极；最后得到以聚合物钙钛矿量子点为发光层的发光二极管。在所述S1步骤中：对透明导电玻璃氧化铟基片进行预处理。将透明导电玻璃氧化铟基片依次浸泡在丙酮，乙醇中超声，除去透明导电玻璃氧化铟基片表面的有机物和残留在透明导电玻璃氧化铟基片表面的丙酮，接着使用乙醇对超声处理后的透明导电玻璃氧化铟基片进行擦洗，使用去离子水冲洗，烘干储存备用。在所述S2步骤中：将经S1步骤预处理后的透明导电玻璃氧化铟基片放置于紫外臭氧清洗仪灯下照射10min，使用300本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钙钛量子点矿膜层的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：S1：对透明导电玻璃氧化铟基片进行预处理；S2：将经S1步骤预处理后的透明导电玻璃氧化铟基片旋涂一层有机物材料，作为空穴注入层；S3：将经S2步骤得到的空穴注入层上旋涂一层有机物材料，作为空穴传输层；S4：将经S3步骤得到的空穴传输层上旋涂聚合物钙钛量子点得到有机聚合物量子点膜层，作为发光层；S5：将经S4步骤得到的发光层上蒸镀一层有机物材料，作为电子传输层；S6：将经S5步骤得到的电子传输层上蒸镀一层有机物材料，作为电子注入层；S7：将经S6步骤得到的电子注入层上蒸镀一层金属材料，作为电极；最后得到以有机聚合物钙钛矿量子点为发光层的发光二极管器件。

【技术特征摘要】
1.一种钙钛量子点矿膜层的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：S1：对透明导电玻璃氧化铟基片进行预处理；S2：将经S1步骤预处理后的透明导电玻璃氧化铟基片旋涂一层有机物材料，作为空穴注入层；S3：将经S2步骤得到的空穴注入层上旋涂一层有机物材料，作为空穴传输层；S4：将经S3步骤得到的空穴传输层上旋涂聚合物钙钛量子点得到有机聚合物量子点膜层，作为发光层；S5：将经S4步骤得到的发光层上蒸镀一层有机物材料，作为电子传输层；S6：将经S5步骤得到的电子传输层上蒸镀一层有机物材料，作为电子注入层；S7：将经S6步骤得到的电子注入层上蒸镀一层金属材料，作为电极；最后得到以有机聚合物钙钛矿量子点为发光层的发光二极管器件。2.根据权利要求1所述的一种钙钛量子点矿膜层的制备方法，其特征在于：在所述S1步骤中，将透明导电玻璃氧化铟基片依次浸泡在丙酮，乙醇中超声，除去透明导电玻璃氧化铟基片表面的有机物和残留在透明导电玻璃氧化铟基片表面的丙酮，接着使用乙醇对超声处理后的透明导电玻璃氧化铟基片进行擦洗，使用去离子水冲洗，烘干储存备用。3.根据权利要求1所述的一种钙钛量子点矿膜层的制备方法，其特征在于：在所述S2步骤中，将经S1步骤预处理后的透明导电玻璃氧化铟基片放置于紫外臭氧清洗仪灯下照射10min，使用3000rpm的转速旋涂聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸作为电致发光器件的空穴注入层，旋涂时间45s，120℃退火30～45min固膜。4.根据权利要求1所述的一种钙钛量子点矿膜层的制备方法，其特征在于：在所述S3步骤中，将经S2步骤得到的空穴注入层上旋涂一层有机物材料，使用1000rpm转速旋涂浓度为10mgmL-1的聚(9-乙烯基咔唑)的甲苯溶液，作为电致发光器件的空穴传输层，旋涂时间1min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈淑芬，于洪涛，卢瑶，吴亚南，黄维，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32