蓝光钙钛矿薄膜的制备方法、蓝光钙钛矿薄膜及发光器件技术

本发明专利技术公开了一种蓝光钙钛矿薄膜的制备方法、蓝光钙钛矿薄膜及发光器件，将溴化铯、溴化铅、氯化铅和有机配体的混合物溶解在二甲基亚砜溶剂中，得到前驱体溶液；有机配体为苯乙基溴化胺；在前驱体溶液中加入额外配体，得到钙钛矿前体溶液；额外配体为一种手性分子或至少两种手性分子的组合；在充满氮气的手套箱中，将均匀溶液进行旋转涂覆，并在旋转涂覆过程中添加反溶剂，得到原始薄膜；对原始薄膜退火后进行真空干燥，得到蓝光钙钛矿薄膜。上述方案以手性分子作为额外配体，可以跳出平面分子结构的框架，产生有效钝化钙钛矿缺陷作用的基团，并且还可以调节小n相的分布，最终使制备得到的蓝光钙钛矿发光薄膜的性能得到了很大的提升。的提升。的提升。

【技术实现步骤摘要】
蓝光钙钛矿薄膜的制备方法、蓝光钙钛矿薄膜及发光器件


[0001]本专利技术涉及发光二极管
，尤其涉及一种蓝光钙钛矿薄膜的制备方法、蓝光钙钛矿薄膜及发光器件。

技术介绍

[0002]PeLED(Organometal halide perovskite LED，钙钛矿发光二极管)在绿光、红光和近红外区域基本可以和商用的有机电激光二极管(OLED)和量子点发光二极管(QLED)相媲美。然而，蓝光PeLED却发展缓慢。
[0003]目前，尽管蓝光PeLED的效率已经逐步提高，然而蓝光PeLED的性能仍然不令人满意。首先，目前的研究主要集中在单一方法工程(例如，维度工程、合成工程或阶段工程)的改进，而协同工程很少被研究。由于每个工程对器件性能有不同的影响，因此缺乏对协同工程的理解可能会限制蓝光PeLED的性能改进。其次，蓝光PeLED实现高效率(EQE≥9％)和高亮度(≥2000cd m
‑2)比较困难。目前蓝光PeLED的最大效率通常在低亮度下实现，由于高亮度对显示器和照明至关重要，蓝光PeLED的低亮度阻碍了实际应用。第三，蓝光PeLED的功率效率(PE)通常较低。第四，稳定的颜色是显示器应用的必要条件。然而，蓝光PeLED通常表现出较差的光谱稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，为此，本专利技术第一方面提出一种蓝光钙钛矿薄膜的制备方法，所述方法包括：
[0005]将溴化铯、溴化铅、氯化铅和有机配体的混合物溶解在二甲基亚砜溶剂中，得到前驱体溶液；所述有机配体为苯乙基溴化胺；
[0006]在所述前驱体溶液中加入额外配体，得到钙钛矿前体溶液；所述额外配体为一种手性分子或至少两种手性分子的组合；
[0007]在所述钙钛矿前体溶液中加入添加剂，并搅拌预设第一时长，得到均匀溶液；
[0008]在充满氮气的手套箱中，将所述均匀溶液进行旋转涂覆，并在所述旋转涂覆过程中添加反溶剂，得到原始薄膜；
[0009]对所述原始薄膜退火后进行真空干燥，得到蓝光钙钛矿薄膜。
[0010]可选地，所述至少两种手性分子的组合包括：L
‑
苯丙氨酸甲酯盐酸盐与D
‑
苯丙氨酸甲酯盐酸盐的组合，L
‑
苯丙氨酸甲酯盐酸盐、D
‑
苯丙氨酸甲酯盐酸盐与L
‑
苯丙氨酸盐酸盐的组合。
[0011]可选地，所述溴化铅中的铅离子、所述溴化铯中的铯离子、所述苯乙基溴化胺中的苯乙胺离子之间的浓度比例为1:1:1，所述铅离子的浓度范围为0.1mol/L
‑
0.2mol/L。
[0012]可选地，所述额外配体在所述前驱体溶液中占总配体的摩尔比为30％，所述总配体包括所述额外配体和所述有机配体，所述总配体的浓度为0.1mol/L。
[0013]可选地，所述溴化铯、溴化铅、氯化铅的浓度分别为0.1mol/L、0.09mol/L、
0.01mol/L。
[0014]可选地，所述将所述均匀溶液进行旋转涂覆，并在所述旋转涂覆过程中添加反溶剂，包括：
[0015]将所述均匀溶液以4000rpm的速度旋转涂覆，并开始计时；
[0016]在所述旋转涂覆过程中钙钛矿结晶开始时添加反溶剂，并在第90秒结束旋转涂覆；所述钙钛矿结晶开始的时刻为第22
‑
27秒。
[0017]可选地，所述将所述原始薄膜退火后进行真空干燥，包括：
[0018]在所述原始薄膜为65℃时退火5分钟，并进行真空干燥。
[0019]可选地，所述反溶剂为乙酸乙酯。
[0020]本专利技术第二方面提出一种蓝光钙钛矿薄膜，由第一方面所述的方法制备。
[0021]本专利技术第三方面提出一种钙钛矿电致发光器件，包括基板、阴极、阳极、和介于所述阳极与所述阴极之间的功能层；所述功能层包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层，所述发光层为第二方面所述的蓝光钙钛矿薄膜。
[0022]本专利技术实施例具有以下有益效果：
[0023]本专利技术实施例提供的蓝光钙钛矿薄膜的制备方法、蓝光钙钛矿薄膜及发光器件，将溴化铯、溴化铅、氯化铅和有机配体的混合物溶解在二甲基亚砜溶剂中，得到前驱体溶液；所述有机配体为苯乙基溴化胺；在所述前驱体溶液中加入额外配体，得到钙钛矿前体溶液；所述额外配体为一种手性分子或至少两种手性分子的组合；在所述钙钛矿前体溶液中加入添加剂，并搅拌预设第一时长，得到均匀溶液；在充满氮气的手套箱中，将所述均匀溶液进行旋转涂覆，并在所述旋转涂覆过程中添加反溶剂，得到原始薄膜；对所述原始薄膜退火后进行真空干燥，得到蓝光钙钛矿薄膜。上述方案通过使用配体、反溶剂、器件和添加剂工程的协同策略，并以手性分子作为额外配体，由于手性分子一方面具有空间异构性，可以跳出平面分子结构的框架，产生有效钝化钙钛矿缺陷作用的基团；另一方面大分子体积的手性配体还可以起到调节小n相的分布的作用，最终使制备得到的蓝光钙钛矿发光薄膜的光致量子效率、最大外量子效率、最大功率效率都有了很大的提升，还获得了较高的最大亮度和稳定的电致发光光谱。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例提供的一种蓝光钙钛矿薄膜的制备方法的流程图；
[0025]图2为本专利技术实施例提供的L
‑
PMeCl的分子结构图；
[0026]图3为本专利技术实施例提供的铵离子与不饱和配位的Pb、Br、Cl空位相互作用的钝化机理示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例提供的未掺杂和掺入L
‑
PMeCl的钙钛矿薄膜中n值的相分布示意图；
[0028]图5为本专利技术实施例提供的PeLED的电荷动力学机制示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例提供的基于不同PMeCl摩尔比的器件的外量子效率
‑
电流密度曲线示意图；
[0030]图7为本专利技术实施例提供的一种前驱体溶液中L
‑
PMeCl的浓度变化时PL峰值的变化示意图；
[0031]图8为本专利技术实施例提供的一种钙钛矿电致发光器件的结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，“基于”或“根据”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”或“根据”一个或多个所述条件或值的过程、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝光钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括：将溴化铯、溴化铅、氯化铅和有机配体的混合物溶解在二甲基亚砜溶剂中，得到前驱体溶液；所述有机配体为苯乙基溴化胺；在所述前驱体溶液中加入额外配体，得到钙钛矿前体溶液；所述额外配体为一种手性分子或至少两种手性分子的组合；在所述钙钛矿前体溶液中加入添加剂，并搅拌预设第一时长，得到均匀溶液；在充满氮气的手套箱中，将所述均匀溶液进行旋转涂覆，并在所述旋转涂覆过程中添加反溶剂，得到原始薄膜；对所述原始薄膜退火后进行真空干燥，得到蓝光钙钛矿薄膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两种手性分子的组合包括：L
‑
苯丙氨酸甲酯盐酸盐与D
‑
苯丙氨酸甲酯盐酸盐的组合，L
‑
苯丙氨酸甲酯盐酸盐、D
‑
苯丙氨酸甲酯盐酸盐与L
‑
苯丙氨酸盐酸盐的组合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溴化铅中的铅离子、所述溴化铯中的铯离子、所述苯乙基溴化胺中的苯乙胺离子之间的浓度比例为1:1:1，所述铅离子的浓度范围为0.1mol/L
‑
0.2mol/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述额外配体在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佰全，张灵骄，刘川，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：