本发明专利技术公开了一种咪唑鎓化合物，所述咪唑鎓化合物由式(I)表示，其中，A为电荷传输基团，B为二价金属阳离子，X为卤阴离子，Y为氢、直链烷基、支链烷基、含杂原子的直链烷基或含杂原子的支链烷基。本发明专利技术还公开了一种咪唑鎓化合物的制备方法、用于制备钙钛矿材料的前体溶液、钙钛矿复合材料及其制备方法、以及其在电子器件中的应用、以及发光装置。以及发光装置。以及发光装置。
【技术实现步骤摘要】
咪唑鎓化合物及其制备方法、前体溶液、钙钛矿复合材料及其制备方法和应用以及发光装置
[0001]本专利技术涉及钙钛矿材料领域，特别涉及咪唑鎓化合物及其制备方法、用于制备钙钛矿复合材料的前体溶液、钙钛矿复合材料及其制备方法以及其在电子器件中的应用以及发光装置。
技术介绍
[0002]有机无机钙钛矿发光二极管(PeLED)以其发射的可调控性和窄发射性，在固态照明和显示技术中具有较好的应用前景。在ABX3型有机无机钙钛矿材料中，A和B是各种价数和离子半径的阳离子，X是阴离子。对于金属卤化物杂化钙钛矿，A通常是一价有机阳离子(如甲铵阳离子(CH3NH
3+
，MA
+
)或甲脒阳离子(HC(NH2)
2+
，FA
+
))、一价金属阳离子(如Cs
+
)或其组合；B通常是二价金属阳离子(如Pb
2+
、Sn
2+
或其组合)；X为卤化物阴离子(如CI-、I-、Br-或其组合)。然而，有机无机钙钛矿材料ABX3在稳定性方面仍存在问题。
技术实现思路
[0003]基于此，有必要提供一种咪唑鎓化合物及其制备方法、用于制备钙钛矿复合材料的前体溶液、钙钛矿复合材料及其制备方法以及其在电子器件中的应用以及发光装置。
[0004]一种咪唑鎓化合物，由式(I)表示：
[0005][0006]其中，A为电荷传输基团，B为二价金属阳离子，X为卤阴离子，Y为氢、直链烷基、支链烷基、含杂原子的直链烷基或含杂原子的支链烷基。
[0007]一种咪唑鎓化合物的制备方法，包括：
[0008]提供由式(II)表示的咪唑鎓的卤化物：
[0009]以及
[0010]将所述咪唑鎓的卤化物与二价金属的卤化物BX2反应。
[0011]一种用于制备钙钛矿复合材料的前体溶液，包括有机溶剂和咪唑鎓化合物，其特征在于，所述咪唑鎓化合物由式(I)表示：
[0012][0013]其中，A为电荷传输基团，B为二价金属阳离子，X为卤阴离子，Y为氢、直链烷基、支链烷基、含杂原子的直链烷基或含杂原子的支链烷基。
[0014]一种钙钛矿复合材料，包括第二包封剂和钙钛矿材料，所述第二包封剂为由式(II)表示的咪唑化合物：
[0015][0016]其中，A为电荷传输基团。
[0017]一种钙钛矿复合材料的制备方法，包括：
[0018]提供所述前体溶液；
[0019]将所述前体溶液退火形成固体；以及
[0020]将所述固体在第二有机前体的气体中熏蒸。
[0021]一种钙钛矿复合材料，包括第一包封剂和钙钛矿材料，所述第一包封剂为所述的咪唑鎓化合物。
[0022]一种所述钙钛矿复合材料在电子器件中的应用，所述电子器件为发光二极管、光伏电池、场效应管、激光器或薄膜晶体管。
[0023]一种发光装置，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的发光层，所述发光层包括所述钙钛矿复合材料。
[0024]本专利技术提供的所述咪唑鎓化合物可以直接作为第一包封剂与钙钛矿材料复合，或者作为第二包封剂与钙钛矿材料共同的前体，通过化学反应原位生成钙钛矿复合材料。利用咪唑鎓基团中的氮原子连接功能基团，可以对钙钛矿材料的性质进行调控。所述功能基团为电荷传输基团，在提高钙钛矿体相与电荷注入层或电荷提取层之间的电荷传输性能的同时，使通过包封剂包覆的钙钛矿材料的表面和体相钝化，提高钙钛矿材料的结构稳定性。通过所述咪唑鎓化合物制备得到的钙钛矿复合材料可以作为半导体材料用于电子器件中，改善器件的稳定性，尤其适用于有机发光二极管(OLED)的发光层和钙钛矿太阳能电池的光电转换层。
附图说明
[0025]图1为本专利技术一实施例的咪唑鎓化合物应用在发光装置的发光层中的制备过程及材料机理示意图。
[0026]图2至图11分别为各实施例制备的目标产物的核磁共振谱图。
[0027]图12(a)至图12(c)为实施例4和对比例1各薄膜的紫外-可见吸收光谱。
[0028]图13(a)至图13(c)为实施例6和对比例3的薄膜在潮湿环境中的吸光度随时间变
化曲线。
[0029]图14(a)至图14(j)为实施例6和对比例3的薄膜在潮湿环境中放置不同时间的紫外-可见吸收光谱。
[0030]图15为实施例7、对比例4和对比例3的薄膜在潮湿环境测试实验数据，其中图15(a)为薄膜在不同时间的光学照片；图15(b)为经过潮湿环境放置后的各薄膜的紫外-可见吸收光谱；图15(c)为各薄膜在潮湿环境中的吸光度随时间变化曲线。
[0031]图16(a)至16(c)为实施例7、对比例4和对比例3的薄膜150x 100um 局部区域的微分干涉显微镜(DIC)模式的光学显微镜图像。
[0032]图17为实施例7、对比例4和对比例3的薄膜的稳态光致发光谱(图17(a)) 和时间分辨光致发光谱(TRPL)(图17(b))。
[0033]图18为实施例8、实施例7和对比例3的薄膜在潮湿环境测试实验数据，其中图18(a)为薄膜在不同时间的光学照片；图18(b)为经过潮湿环境放置后的各薄膜的紫外-可见吸收光谱；图18(c)为各薄膜在潮湿环境中的吸光度随时间变化曲线。
[0034]图19(a)至19(c)为实施例8、实施例7和对比例3的薄膜150x 100um 局部区域的微分干涉显微镜(DIC)模式的光学显微镜图像。
[0035]图20为实施例8、实施例7和对比例3的薄膜的稳态光致发光谱(图20(a)) 和时间分辨光致发光谱(TRPL)(图20(b))。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0037]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0038]本专利技术实施例首先提供一种咪唑鎓化合物，由式(I)表示：
[0039][0040]其中，A为电荷传输基团，B为二价金属阳离子，X为卤阴离子，Y为氢、直链烷基、支链烷基、含杂原子的直链烷基或含杂原子的支链烷基。
[0041]本专利技术实施例提供的咪唑鎓化合物可以直接作为第一包封剂与钙钛矿材料复合，或者作为第二包封剂与钙钛矿材料共同的前体，通过化学反应原位生成钙钛矿复合材料。利用咪唑鎓基团中的氮原子连接功能基团，可以对钙钛矿材料的性质进行调控。所述功能基团为电荷传输基团，在提高钙钛矿体相与电荷注入层或电荷提取层之间的电荷传输性能的同时，使通过包封剂包覆的钙钛矿材料的表面和体相钝化，提高本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种咪唑鎓化合物，其特征在于，由式(I)表示：其中，A为电荷传输基团，B为二价金属阳离子，X为卤阴离子，Y为氢、直链烷基、支链烷基、含杂原子的直链烷基或含杂原子的支链烷基。2.根据权利要求1所述的咪唑鎓化合物，其特征在于，A为电子传输基团或空穴传输基团。3.根据权利要求1所述的咪唑鎓化合物，其特征在于，A为三苯胺基或取代三苯胺基；芴基、取代芴基、含杂原子的芴基或取代的含杂原子的芴基；蒽基、取代蒽基、含杂原子的蒽基或取代的含杂原子的蒽基；菲基、取代菲基、含杂原子的菲基或取代的含杂原子的菲基；或者芘基或取代芘基，其中A的一苯环中的一碳原子与所述式(I)的咪唑基的氮直接连接。4.根据权利要求3所述的咪唑鎓化合物，其特征在于，所述含杂原子的芴基为咔唑基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃基、二苯并硒吩基(dibenzoselenophene)、二苯并噻吩砜基或芴酮基；所述含杂原子的蒽基为吩噻嗪基、吩噁嗪基或蒽醌基；所述含杂原子的菲基为菲醌基。5.根据权利要求3所述的咪唑鎓化合物，其特征在于，所述取代为氢被卤素、C
1-C
12
烷基、取代；优选的，所述卤素为F、Cl或Br。6.根据权利要求1所述的咪唑鎓化合物，其特征在于，A由式(A-I)至式(A-V)中的一种表示：
其中，A1、A2、A3、A5、A
10
分别独立的选自H、卤素、优选的，所述卤素为F、Cl或Br；A4独立的选自O、Se或S；A6独立的选自A7独立的选自O、S或A8和A9分别独立的选自CH2或R1和R2分别独立的选自H或C
1-C
12
烷基。7.根据权利要求1所述的咪唑鎓化合物，其特征在于，B选自Pb
2+
、Sn
2+
、Pd
2+
、Cu
2+
、Ge
2+
、Sr
2+
、Cd
2+
、Ca
2+
、Ni
2+
、Mn
2+
、Fe
2+
、Co
2+
、Sn
2+
、Yb
2+
、Eu
2+
中的至少一种；优选的，B选自Pb
2+
和Sn
2+
中的至少一种；更优选的，B选自Pb
2+
。8.根据权利要求1所述的咪唑鎓化合物，其特征在于，X选自F-、Cl-、Br-、I-的一种或多种；优选的，X选自Cl-、Br-、I-的一种或多种；更优选的，X选自I-。9.根据权利要求1所述的咪唑...
【专利技术属性】
技术研发人员：凯瓦尔库玛，
申请(专利权)人：牛津大学苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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