钙钛矿量子点发光二极管及其制备方法技术

本申请提供一种钙钛矿量子点发光二极管及其制备方法。钙钛矿量子点的制备方法包括：含有电荷传输物质和溶剂的雾滴沉积在钙钛矿量子点发光层上，所述雾滴聚集形成液膜层；干燥所述液膜层，得到电荷传输层；所述电荷传输层为电子传输层或空穴传输层。本申请通过在钙钛矿量子点发光层上沉积含有电荷传输物质的雾滴，并且通过低温干燥从而制备电荷传输层，可以极大的减小对钙钛矿量子点发光层的破坏。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿量子点发光二极管及其制备方法
本申请属于半导体发光器件领域，尤其涉及一种钙钛矿量子点发光二极管及其制备方法。
技术介绍
钙钛矿量子点是一种可溶液加工的半导体材料，具有低成本、光吸收系数大、发射波长可控、发射波长半峰宽窄等特点，在电致发光领域中具有巨大的应用前景。钙钛矿量子点发光二极管包括顺序层置的阳极、空穴传输层、钙钛矿量子点发光层、电子传输层和阴极。在制备钙钛矿量子点发光二极管的过程中，通常需要将含有空穴传输材料的溶液或者电子传输材料的溶液旋涂在钙钛矿量子点发光层上，这样容易破坏钙钛矿量子点发光层。
技术实现思路
针对上述技术问题，本申请提供一种钙钛矿量子点发光二极管的制备方法，以解决现有制备钙钛矿量子点发光二极管的过程中钙钛矿量子点发光层容易被破坏的问题。根据本申请的一个方面，提供一种钙钛矿量子点发光二极管的制备方法，包括：含有电荷传输物质和溶剂的雾滴沉积在钙钛矿量子点发光层上，雾滴聚集形成液膜层；干燥液膜层，得到电荷传输层；电荷传输层为电子传输层或空穴传输层。根据制备钙钛矿量子点各功能层的顺序的不同，现有技术中可以依次按照阳极、空穴传输层、钙钛矿量子点发光层、电子传输层和阴极的顺序制备，即在钙钛矿量子点发光层之上制备电子传输层；也可以相反，即在钙钛矿量子点发光层之上制备空穴传输层。本申请中，电荷传输物质是指具有电子传输性能或者空穴传输性能的物质，可以理解的是，电子传输也可以被称为“电子注入”、“电子传递”等，虽然这些叫法各不相同，但是均指在阴极与钙钛矿量子点发光层之间的用于电子传递的过渡层。与电子传输类似，空穴传输也可以被称为“空穴注入”、“空穴传递”等，虽然这些叫法各不相同，但是均指在阳极与钙钛矿量子点发光层之间的用于空穴传递的过渡层。本申请中雾滴是指能悬浮在空气中的液体小颗粒，雾滴的尺寸一般小于100微米。由于表面张力的作用，沉积在钙钛矿量子点发光层上的雾滴与雾滴之间会缓慢聚集在一起，形成液膜层。然而，由于钙钛矿量子点发光层比较蓬松容易被冲洗掉，且钙钛矿量子点表面的配体容易脱落，当雾滴沉积在钙钛矿量子点发光层上时，尺寸较小的雾滴对钙钛矿量子点发光层的冲击力极小。这样，与在钙钛矿量子点发光层上旋涂或者沉积大颗粒液滴时相比，可以有效减小对钙钛矿量子点发光层的破坏。雾滴沉积在钙钛矿量子点发光层上的方式优选为自然沉积，为了加速雾滴的沉积速度也可以对雾滴施加外部机械力，比如采用喷嘴雾化后，利用喷嘴产生的压力直接驱动雾滴沉积在钙钛矿量子点发光层上。本申请中，钙钛矿量子点包括但是不限定于CH3NH3PbX3、(CH3)3Bi2X9或者ABX3，其中，A为Rb或者Cs，B为Ge、Sn或者Pb，X为Cl、Br或者I。例如，钙钛矿量子点可以为CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbBr2I、CH3NH3PbBr2Cl、(CH3)3Bi2Cl9、(CH3)3Bi2Br9、(CH3)3Bi2I9、CsPbI3、CsPbCl3、CsSnI3等。钙钛矿量子点的表面配体可以为有机酸、有机胺、有机膦或者硫醇。例如，表面配体包括但不限于，甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、辛硫醇、十二烷硫醇、十六烷硫醇、十八烷硫醇、苄硫醇、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、十二烷胺、十六烷基胺、十八烷基胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、十二烷酸、十六烷酸、十八烷酸、油酸、苯甲酸、甲基膦、乙基膦、丙基膦、丁基膦、戊基膦、甲基膦氧化物、乙基膦氧化物、丙基膦氧化物、丁基膦氧化物、二苯基膦化合物或者三苯基膦化合物。优选的，钙钛矿量子点的表面配体为油胺或者油酸。在一个实施例中，雾滴沉积的方式包括喷涂。得到雾滴的方式包括采用喷枪或碟式雾化器将含有电荷传输物质和溶液的液体雾化。本申请中可以选择不同的雾化装置，从而得到预定尺寸的雾滴。在一个优选的实施例中，雾滴的尺寸在0.1～50μm，更优选地，雾滴的尺寸在1～10μm。专利技术人发现，当雾滴的尺寸大于50微米时，雾滴沉积时对钙钛矿量子点发光层的冲击作用较大，从而造成钙钛矿量子点被冲洗掉或者将钙钛矿量子点表面的配体冲洗掉；而当雾滴的尺寸小于1微米，尤其是小于0.1微米时，雾滴的沉积速度较慢，不利于高效率制备电荷传输层。因此，雾滴的尺寸优选在上述范围内。在一个实施例中，干燥液膜层的步骤在10～60摄氏度下进行，本申请中，由于不同溶剂的沸点具有区别，为了使得溶剂能够在上述温度下挥发，对于不同的溶剂选择在不同的真空环境进行干燥。对液膜层进行干燥时，当干燥温度较高，比如大于70摄氏度，尤其大于100摄氏度时，会导致钙钛矿量子点发光层中钙钛矿量子点的表面配体脱落，造成钙钛矿量子点的发光效率严重下降，这样，进一步导致钙钛矿量子点发光二极管的发光效率降低甚至不发光。而当干燥温度较低时，比如小于10摄氏度时，溶剂挥发需要的真空度较高。因此，干燥液膜层的步骤优选在10～60摄氏度下进行。在一个实施例中，电荷传输物质包括有机小分子、有机聚合物、无机纳米颗粒中的至少一种。例如，电荷传输物质包括掺杂或者不掺杂的氧化锌纳米颗粒、掺杂或者不掺杂的氧化镁纳米颗粒、掺杂或者不掺杂的氧化钨纳米颗粒、掺杂或者不掺杂的氧化镍纳米颗粒、恶二唑类、噁二唑类衍生物、恶唑类、恶唑类衍生物、异恶唑、异恶唑衍生物、噻唑、噻唑衍生物、1,2,3-三唑、1,2,3-三唑衍生物、1,3,5-三嗪类、1,3,5-三嗪类化合物衍生物、喹喔啉、喹喔啉衍生物、吡咯低聚物、吡咯聚合物、乙烯基苯撑低聚物、乙烯基苯撑聚合物、乙烯基咔唑低聚物、乙烯基咔唑聚合物、氟低聚物、氟聚合物、乙炔基苯撑低聚物、乙炔基苯撑聚合物、苯撑低聚物、苯撑聚合物、噻吩低聚物、噻吩聚合物、乙炔低聚物、乙炔聚合物、叔芳胺、吡咯低聚物、酞菁、酞菁衍生物、紫菜碱和紫菜碱衍生物。对于无机纳米颗粒进行掺杂，比如掺杂非金属元素、金属元素或者金属的化合物，从而可以改变无机纳米颗粒的电学性能，掺杂的元素包括但是不限定于镁、锌、锰、铬、钒、卤素、锂等。在一个实施例，电荷传输物质为掺杂或者不掺杂的氧化锌纳米颗粒，溶剂为乙醇。根据本申请的另一个方面，提供一种钙钛矿量子点发光二极管，包括：依次层置的阳极、空穴传输层、钙钛矿量子点发光层、电子传输层和阴极，钙钛矿量子点发光二极管通过如上任一所述的制备方法制备。本申请具有如下有益效果：(1)通过在钙钛矿量子点发光层上沉积含有电荷传输物质的雾滴，可以极大的减小对钙钛矿量子点发光层的破坏；(2)通过在较低温度10～60摄氏度下对液膜层进行干燥，可以得到发光性质优良的钙钛矿量子点发光二极管。附图说明图1为实施例1至实施例4中钙钛矿量子点发光二极管的电致发射光谱图；图2为对比例1中钙钛矿量子点发光二极管的电致发射光谱图。具体实施方式下面将结合本申请实施方式，对本申请实施例中的技术方案进行详细的描述。应注意的是，所描述的实施方式仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钙钛矿量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：/n含有电荷传输物质和溶剂的雾滴沉积在钙钛矿量子点发光层上，所述雾滴聚集形成液膜层；/n干燥所述液膜层，得到电荷传输层；所述电荷传输层为电子传输层或者空穴传输层。/n

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：
含有电荷传输物质和溶剂的雾滴沉积在钙钛矿量子点发光层上，所述雾滴聚集形成液膜层；
干燥所述液膜层，得到电荷传输层；所述电荷传输层为电子传输层或者空穴传输层。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿量子点包括CH3NH3PbX3、(CH3)3Bi2X9或者ABX3，其中，A为Rb或者Cs，B为Ge、Sn或者Pb，X为Cl、Br或者I。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿量子点的表面配体为有机酸、有机胺、有机膦或者硫醇。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述雾滴沉积的方式包括喷涂。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王允军，刘东强，
申请(专利权)人：苏州星烁纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32