一种蓝色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蓝色钙钛矿发光二极管及其制备方法；所述蓝色钙钛矿发光二极管包括发光层，所述发光层为旋涂四丁基氯化铵的有机溶液的钙钛矿发光层。本发明专利技术通过在钙钛矿发光层上旋涂四丁基氯化铵的有机溶液，得到发光层。本发明专利技术旋涂四丁基氯化铵后的钙钛矿发光层很好的实现了蓝光发射，解决了卤素工程中无机氯难溶于前驱体的难题。同时采用的动态旋涂材料为四丁基氯化铵，其为离子化合物，溶解于氯苯中电离出氯离子，不会发生过多的水解反应，高效的实现了从绿色到蓝色接近50nm的光谱转变。另外四丁基氯化铵的加入能够钝化缺陷，有利于获得高质量的钙钛矿发光层。利于获得高质量的钙钛矿发光层。利于获得高质量的钙钛矿发光层。

【技术实现步骤摘要】
一种蓝色钙钛矿发光二极管及其制备方法


[0001]本专利技术属于光电器件
，具体涉及一种蓝色钙钛矿发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属卤化物钙钛矿材料由于具有可低温溶液加工、高载流子迁移率、光学带隙可调、较大的载流子扩散长度和高色纯度等出色性能，成为制备高效光电器件的有力候选材料。其发展也非常迅速，短短时间里，其效率有了大幅度的提升，目前绿光和红光PeLED效率已超过20％。但是蓝光钙钛矿发光二极管的发展相对比较滞后，尤其是在深蓝色PeLED方面。目前实现深蓝光发射主要有两种途径，即空间工程和卤素工程。其中，空间工程是利用量子限域效应，通过掺入有机配体，从而调控钙钛矿的带隙，实现蓝移，但是实现深蓝光需要较多的有机配体，会导致严重的非辐射复合，加剧电荷注入问题。卤素工程中，则需要在前驱体中掺入氯离子，调节带隙发生光色蓝移，但是无机氯盐在DMSO/DMF中的低溶解度限制了组分调控的可能，而且氯离子会导致较高的缺陷态密度(Nenon DP,Pressler K,Kang J,et al.Design principles for trap
‑
free CsPbX3 nanocrystals:enumerating and eliminating surface halide vacancies with softer Lewis bases[J].Journal of the American Chemical Society,2018,140(50):17760
‑
>17772.)。因此，为了同步三基色PeLEDs的整体发展，解决蓝色PeLEDs的制备和效率提高等难题刻不容缓。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种蓝色钙钛矿发光二极管及其制备方法。该方法通过含氯季铵盐动态旋涂后处理，高效快速的掺入氯离子实现离子交换，无需多余水解反应，实现了从绿光到蓝光近50nm的光色转变；同时提高发光效率。
[0004]本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：
[0005]一种蓝色钙钛矿发光二极管，包括发光层，所述发光层为旋涂四丁基氯化铵的有机溶液的钙钛矿发光层。
[0006]优选的，所述钙钛矿发光层为摩尔比为0.2～0.6:1.0～1.2:1的苯乙基溴化铵、溴化铯和溴化铅组成；所述钙钛矿发光层的厚度为10
‑
20nm。
[0007]进一步优选的，所述钙钛矿发光层为摩尔比为0.4:1:1的苯乙基溴化铵、溴化铯和溴化铅组成；
[0008]优选的，所述钙钛矿发光层通过钙钛矿前驱体溶液旋涂成膜；其中，钙钛矿前驱体溶液由PEABr、CsBr和PbBr2制备，旋涂速度为3000
‑
6000rpm/min，旋涂时间为30
‑
60s，旋涂后在保护气氛下60
‑
90℃退火1
‑
10min。
[0009]优选的，所述四丁基氯化铵的有机溶液中的有机溶剂为氯苯；
[0010]优选的，所述四丁基氯化铵的有机溶液的浓度为1
‑
4mg/mL。
[0011]优选的，所述旋涂为动态旋涂；所述旋涂的速度为4000
‑
7000rpm/min；所述旋涂的
时间为30
‑
60s；所述旋涂的厚度为1
‑
3nm。
[0012]优选的，所述蓝色钙钛矿发光二极管自下而上由阳极、空穴注入层、发光层、电子传输层、电子注入层与阴极层叠而成。
[0013]进一步优选的，所述的阳极为金属、金属氧化物和石墨烯及其衍生物中的至少一种；所述阳极的加工方法包括溅射、化学气相沉积、喷雾高温分解。
[0014]更优选的，所述金属氧化物包括氧化铟锡导电膜、掺杂二氧化锡氧化锌、铟稼锌氧化物。
[0015]进一步优选的，所述的空穴注入层为PEDOT：PSS：Arg；
[0016]进一步优选的，所述空穴注入层采用溶液旋涂工艺成膜；其中，旋涂速度为2000
‑
4000rpm/min，旋涂时间为20
‑
40s，旋涂后在大气环境中以150
‑
180℃退火5
‑
15min。
[0017]进一步优选的，所述电子传输层为TPBi，电子注入层为LiF；
[0018]进一步优选的，所述阴极为金属、金属合金或金属氧化物；所述阴极的加工方法包括电极蒸镀、溶液加工、喷墨打印。
[0019]上述的蓝色钙钛矿发光二极管的制备方法，在钙钛矿发光层上旋涂四丁基氯化铵的有机溶液，得到发光层。
[0020]相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术通过将四丁基氯化铵溶液动态旋涂在钙钛矿发光层上，通过界面离子交换方法，将氯离子掺入绿光钙钛矿发光层中，调整带隙，达到光色蓝移，从而实现蓝色钙钛矿发光二极管。优化后的钙钛矿发光层很好的实现了蓝光发射，解决了卤素工程中无机氯难溶于前驱体的难题。同时采用的动态旋涂材料为四丁基氯化铵，其为离子化合物，溶解于氯苯中电离出氯离子，不会发生过多的水解反应，高效的实现了从绿色到蓝色接近50nm的光谱转变。另外四丁基氯化铵的加入能够钝化缺陷，有利于获得高质量的钙钛矿发光层，提高发光效率。总之，本专利技术提供的工艺方法简单，重复性好，操作简便，材料来源广且价格便宜，为未来生产蓝光钙钛矿发光二极管提供一种可行性思路。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的工艺示意图；
[0023]图2为本专利技术的器件结构示意图；
[0024]图3为实施例1
‑
3与对比例所制备的钙钛矿发光二极管J
‑
V
‑
L曲线；
[0025]图4为实施例1
‑
3与对比例所制备的钙钛矿发光二极管J
‑
EQE曲线；
[0026]图5为实施例1
‑
3与对比例所制备的钙钛矿发光二极管的归一化PL光谱图。
具体实施方式
[0027]下面对本专利技术的实施例作详细说明。本实施例基于本专利技术技术方案，给出了详细实施方式和具体操作过程。本专利技术的保护范围包括但不限于下述的实施例。
[0028]本专利技术提供的一种四丁基氯化铵动态旋涂制备蓝色钙钛矿发光二极管的方法，包括以下步骤：
[0029](1)清洗阳极基底；
[0030](2)制备空穴注入层；
[0031]滴加空穴注入溶液于上阳极基底，旋涂后退火处理；
[0032](3)制备钙钛矿发光层
[0033]滴加钙钛矿溶液于空穴注入层薄膜上，旋涂后退火处理；动态旋涂后处理溶液于钙钛矿发光层上；
[0034](4)制备电子传输层
[0035]在高真空下，于钙钛矿发光层的上方蒸镀TPBi，得到电子传输层；
[0036](5)制备电子注入层
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝色钙钛矿发光二极管，其特征在于，包括发光层，所述发光层为旋涂四丁基氯化铵的有机溶液的钙钛矿发光层。2.根据权利要求1所述的蓝色钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述钙钛矿发光层为摩尔比为0.2～0.6:1.0～1.2:1的苯乙基溴化铵、溴化铯和溴化铅组成；所述钙钛矿发光层的厚度为10
‑
20nm；所述钙钛矿发光层通过钙钛矿前驱体溶液旋涂成膜；其中，钙钛矿前驱体溶液由PEABr、CsBr和PbBr2制备，旋涂速度为3000
‑
6000rpm/min，旋涂时间为30
‑
60s，旋涂后在保护气氛下60
‑
90℃退火1
‑
10min。3.根据权利要求1所述的蓝色钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述四丁基氯化铵的有机溶液中的有机溶剂为氯苯；所述四丁基氯化铵的有机溶液的浓度为1
‑
4mg/mL。4.根据权利要求1所述的蓝色钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述旋涂为动态旋涂；所述旋涂的速度为4000
‑
7000rpm/min；所述旋涂的时间为30
‑
60s；所述旋涂的厚度为1
‑
3nm。5.根据权利要求1所述的蓝色钙钛矿发光二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坚，曾慕雪，王磊，陈丹，张淦帅，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：