钙钛矿发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钙钛矿发光二极管及其制备方法，所述钙钛矿发光二极管的结构自下而上依次包括衬底、阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，其中，所述发光层为钙钛矿发光层；在制备所述钙钛矿发光层时，将钙钛矿前驱体溶液旋涂于所述空穴传输层上，通过监测光致发光现象确定临界时间，并参考所述临界时间选择反溶剂引入时间引入反溶剂，再经退火处理得到钙钛矿发光层。本发明专利技术通过监测光致发光中荧光的现象，能够容易地确定引入反溶剂的滴落时间，实现了反溶剂滴落时间的精确控制。控制。控制。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿发光二极管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光电子器件制备
，尤其涉及一种钙钛矿发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属卤化物钙钛矿发光二极管(PeLEDs)因其高色纯度、发光波长可调、高光致发光量子效率和低成本的溶液法制备等特点而备受关注。自2014年首次报道室温近红外金属卤化物PeLEDs以来，绿色、红色和近红外PeLEDs的最大外量子效率(EQE)均超过20％，其光电性能与有机发光二极管和无机量子点发光二极管技术相媲美。PeLEDs的迅速崛起得益于对钙钛矿形成机理和光电性能的基础理解，以及在钙钛矿光电器件加工过程中的成熟经验。
[0003]尽管研究人员已经重复地证明了如何使用不同的方法来制造高效率的PeLEDs，但迄今为止报道的最高的器件性能钙钛矿发光二极管是通过简单的旋涂工艺制备。在旋涂过程中，可控均匀的结晶是保证形成高质量钙钛矿发光层的前提。迄今为止，反溶剂辅助旋涂工艺已被证明是合理控制结晶动力学的有效策略。原则上，反溶剂过程在旋涂过程结束之前使用，以除去主体溶剂，引发快速和广泛的成核，并随后加速结晶。经过反溶剂处理可以形成具有小尺寸均匀纳米晶体的平滑且致密的钙钛矿薄膜。均匀分布的小纳米晶体通过空间限制载流子/激子极大地增强了辐射复合。考虑到反溶剂在成核和结晶动力学中的作用，反溶剂过程的精确控制是至关重要的。然而，反溶剂步骤的实际操作是困难的，并且工艺窗口是窄的，研究人员已经研究了诸如反溶剂体积、工艺温度、掺杂添加剂、旋涂条件和溶剂气氛等变量如何影响钙钛矿薄膜的形成和所得薄膜的质量。
[0004]基本上，这些变量与反溶剂滴落时间密切相关，人们可以在不同的报告中找到不同的滴落时间。众所周知，尽管以前的工作已经为反溶剂过程提供了一个程序，但来自不同实验室的研究人员不得不浪费时间为自己寻找反溶剂步骤的最佳应用。更糟糕的是，例如，由于手套箱的溶剂气氛和工艺温度的变化，反溶剂滴落时间会随着时间而变化。滴落时间的这些明显差异和变化可归因于依赖于组分的液晶动力学和复杂的结晶途径，导致难以确定反溶剂步骤的滴落时间，因此，合理地控制反溶剂步骤是技术发展的关键需要，以实现具有优异性能的钙钛矿发光二极管高度可再现性制造。
[0005]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种钙钛矿发光二极管及其制备方法，旨在解决难以确定反溶剂步骤的滴落时间的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种钙钛矿发光二极管，所述钙钛矿发光二极管的结构自下而上依次包括衬底、阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，
其中，所述发光层为钙钛矿发光层；
[0008]在制备所述钙钛矿发光层时，将钙钛矿前驱体溶液旋涂于所述空穴传输层上，通过监测光致发光现象确定临界时间，并参考所述临界时间选择反溶剂引入时间引入反溶剂，再经退火处理得到钙钛矿发光层。
[0009]可选地，所述反溶剂引入时间包括在所述临界时间前、在临界时间时以及在临界时间后；
[0010]所述反溶剂包括氯苯
‑
三辛基氧化膦溶液。
[0011]可选地，所述钙钛矿前驱体溶液的制备方法为：将钙钛矿、大基团有机卤化物和其他添加剂共溶于二甲基亚砜或二甲基甲酰胺溶剂中，得到钙钛矿前驱体溶液。
[0012]可选地，当所述钙钛矿发光二极管为绿光钙钛矿发光二极管时，所述钙钛矿前驱体溶液的制备方法为：将溴化铯、溴化铅、苯乙基溴化胺和环十四四氮烷共溶于二甲基亚砜溶剂中，得到所述钙钛矿前驱体溶液。
[0013]可选地，当所述钙钛矿发光二极管为蓝光光钙钛矿发光二极管时，所述钙钛矿前驱体溶液的制备方法为：将溴化铯、溴化铅、苯乙基氯化胺、溴化胍和硫氰酸胍共溶于二甲基亚砜溶剂中，得到所述钙钛矿前驱体溶液。
[0014]可选地，所述阳极为氧化铟锡透明导电玻璃或柔性透明电极，所述阳极的厚度为10
‑
300nm；
[0015]所述空穴传输层为PEDOT:PSS(聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
‑
聚苯乙烯磺酸)、PVK(聚乙烯咔唑)和Poly
‑
TPD(聚[双(4
‑
苯基)(4
‑
丁基苯基)胺])中的一种或几种，所述空穴传输层的厚度为20
‑
100nm；
[0016]所述发光层包含钙钛矿、大基团有机卤化物以及其他添加剂中的一种或几种，所述发光层的厚度为20
‑
100nm；
[0017]所述电子传输层为TPBi(1,3,5
‑
三(1
‑
苯基
‑
1H
‑
苯并咪唑
‑2‑
基)苯)、POT2T(2,4,6
‑
三[3
‑
(二苯基膦氧基)苯基]‑
1,3,5
‑
三唑)和TmPyPB(4,6
‑
双(3,5
‑
二(3
‑
吡啶)基苯基)
‑2‑
甲基嘧啶)中的一种或几种，所述电子传输层的厚度为20
‑
100nm；
[0018]所述电子注入层为Liq(8
‑
羟基喹啉
‑
锂)或LiF(氟化锂)，所述电子注入层的厚度我0.5
‑
3nm；
[0019]所述阴极为铝(Al)或银(Ag)的一种或几种，所述阴极的厚度为50
‑
200nm。
[0020]本专利技术还提供一种钙钛矿发光二极管的制备方法，所述钙钛矿发光二极管的制备方法用于制备上述任一项的钙钛矿发光二极管，所述钙钛矿发光二极管的制备方法包括以下步骤：
[0021]利用激光刻蚀工艺对阳极衬底进行图案设计；
[0022]依次使用去离子水、碱液、异丙醇溶液和乙醇溶液对设计图案后的阳极衬底进行超声清洗，超声清洗后吹干放至烘干箱中干燥；
[0023]将干燥后的阳极衬底进行UV臭氧预处理；
[0024]将空穴传输层前驱体溶液旋涂在UV臭氧预处理后的阳极衬底上，再经退火处理得到空穴传输层；
[0025]将钙钛矿前驱体溶液旋涂于所述空穴传输层上，通过监测光致发光现象确定临界时间，并参考所述临界时间选择反溶剂引入时间引入反溶剂，再经退火处理得到钙钛矿发
光层；
[0026]通过真空热蒸镀方法在所述钙钛矿发光层上依次蒸镀电子传输层、电子注入层和阴极，得到钙钛矿发光二极管。
[0027]可选地，所述空穴层前驱体溶液的制备方法为：将PEDOT:PSS(4083)溶液与乙醇胺溶液按预设体积比混合，得到所述空穴层前驱体溶液。
[0028]可选地，对设计图案后的阳极衬底进行超声清洗对应的清洗时长为15
‑
30min，对干燥后的阳极衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述钙钛矿发光二极管的结构自下而上依次包括衬底、阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，其中，所述发光层为钙钛矿发光层；在制备所述钙钛矿发光层时，将钙钛矿前驱体溶液旋涂于所述空穴传输层上，通过监测光致发光现象确定临界时间，并参考所述临界时间选择反溶剂引入时间引入反溶剂，再经退火处理得到钙钛矿发光层。2.如权利要求1所述的钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述反溶剂引入时间包括在所述临界时间前、在临界时间时以及在临界时间后；所述反溶剂包括氯苯
‑
三辛基氧化膦溶液。3.如权利要求1所述的钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液的制备方法为：将钙钛矿、大基团有机卤化物和其他添加剂共溶于二甲基亚砜或二甲基甲酰胺溶剂中，得到钙钛矿前驱体溶液。4.如权利要求1所述的钙钛矿发光二极管，其特征在于，当所述钙钛矿发光二极管为绿光钙钛矿发光二极管时，所述钙钛矿前驱体溶液的制备方法为：将溴化铯、溴化铅、苯乙基溴化胺和环十四四氮烷共溶于二甲基亚砜溶剂中，得到所述钙钛矿前驱体溶液。5.如权利要求1所述的钙钛矿发光二极管，其特征在于，当所述钙钛矿发光二极管为蓝光光钙钛矿发光二极管时，所述钙钛矿前驱体溶液的制备方法为：将溴化铯、溴化铅、苯乙基氯化胺、溴化胍和硫氰酸胍共溶于二甲基亚砜溶剂中，得到所述钙钛矿前驱体溶液。6.如权利要求1所述的钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述阳极为氧化铟锡透明导电玻璃或柔性透明电极，所述阳极的厚度为10
‑
300nm；所述空穴传输层为PEDOT:PSS(聚(3,4
‑
乙烯二氧噻吩)
‑
聚苯乙烯磺酸)、PVK(聚乙烯咔唑)和Poly
‑
TPD(聚[双(4
‑
苯基)(4
‑
丁基苯基)胺])中的一种或几种，所述空穴传输层的厚度为20
‑
100nm；所述发光层包含钙钛矿、大基团有机卤化物以及其他添加剂中的一种或几种，所述发光层的厚度为20
‑
100nm；所述电子传输层为TPBi(1,3,5
‑
三(1
‑
苯基
‑
1H
‑
苯并咪唑
‑2‑
基)苯)、POT2T(2,4,6
‑
三[3
‑
(二苯基膦氧基)苯基]
‑
1,3,5
‑
三唑)和TmPyPB(4,6
‑
双...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵君，罗忠明，刘保星，郑婷，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：