【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电器件领域，具体说是一种均相钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法与应用。
技术介绍
1、卤化物钙钛矿在太阳能电池、光电探测器等领域已表现出初具规模的应用价值。其具有多种优异的光电性能，如高迁移率、可调节的禁带宽度和长载流子迁移距离等。并且由于可溶液加工的特性，其相比于传统无机半导体具有明显的价格优势。当我们把卤化物钙钛矿做成小尺寸的纳米晶时，由于量子限域效应的存在，它表现出极高的发光量子产量和极窄的光谱。这使得其作为发光体在电致发光二极管、量子光源和激光等领域也具有潜在的应用价值。最近，基于钙钛矿纳米晶的近红外光和绿光电致发光二极管外量子效率已突破20％，可以与有机电致发光二极管和量子点电致发光二极管相媲美。
2、到目前为止，实现钙钛矿纳米晶的方法大多集中于热注入法和再沉淀法，在溶液相中完成纳米晶的结晶。然后，通过离心分离不同尺寸的纳米晶以实现对纳米晶尺寸和均匀性的控制。最后，通过旋涂或者刀片刮涂的方式将纳米晶分散液沉积在器件衬底上，以完成器件发光层的制备。虽然这样的方法可以实现尺寸均一的钙钛矿纳米晶薄膜的制备，但是其依赖于导电性能较差的长链配体(如油胺和油酸等)去阻止在溶液相中制备时的聚集。因此，为了实现好的电致发光器件，由此得到的薄膜需要进一步溶剂清洗和配体置换以获得导电性能良好的薄膜。但这样就会导致量子点表面缺陷的形成甚至导致钙钛矿核的降解。并且，这样的制备流程大量浪费了溶剂和配体，极大地提升了工艺的复杂度和制造成本。
3、作为一种改进的方法，钙钛矿纳米晶可以用前驱体溶液直接原位形成在器件衬底
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种均相钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法。本方法在原位制备方法的前驱体溶液中引入铵盐型双齿配体(包括6-氨基己酸氢溴酸盐、5-氨基戊酸氢溴酸盐、4-氨基丁酸氢溴酸盐、3-氨基丙酸氢溴酸盐等)调控结晶过程，引入的铵盐型双齿配体可以同时实现对结晶的延缓控制和晶粒尺寸的限制，实现了小尺寸大小均一的纳米晶，其发光性能和电学性能均得到明显提升，表现为更均一的电流传输和更小的漏电流。
2、为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种均相钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、步骤1，将溴化铅和甲脒氢溴酸盐溶于n，n-二甲基甲酰胺，氮气保护下60℃搅拌6h以上，得到钙钛矿前驱体溶液；
5、步骤2，将对氟代苯乙胺氢溴酸盐和铵盐型双齿配体溶于n，n-二甲基甲酰胺，并在溶液中加入二苯基磷酸，得到表面配体溶液；
6、步骤3，将步骤1制备的钙钛矿前驱体溶液和步骤2制备的表面配体溶液以3∶1的比例混合，60℃下搅拌2h，得到前驱体配体混合液备用；
7、步骤4，将步骤3得到的前驱体配体混合液过滤后，旋涂至基底上，退火后得到负载在基底上的均相钙钛矿纳米晶薄膜。
8、在上述方案的基础上，
9、步骤2中所述铵盐型双齿配体包括：6-氨基己酸氢溴酸盐、5-氨基戊酸氢溴酸盐、4＝氨基丁酸氢溴酸盐、3-氨基丙酸氢溴酸盐等；
10、在上述方案的基础上，
11、步骤1中所述的溴化铅和甲脒氢溴酸盐在钙钛矿前驱体溶液中的摩尔浓度比为1∶0.75-1∶1；
12、步骤2中所述的二苯基磷酸在表面配体溶液中的浓度为0.027mol l-1；
13、步骤3中所述的前驱体配体混合液中，对氟代苯乙胺氢溴酸盐与pb2+的摩尔浓度比为0.2∶1-0.3∶1；铵盐型双齿配体与pb2+的摩尔浓度比为0.15∶1-0.3∶1；
14、步骤4中所述的旋涂步骤具体为：
15、第一步：500rpm，5s；第二步：4500rpm，30s，第二步在第5秒时快速滴加300-500微升浓度为5-20mg ml-1的三苯基氧膦的甲苯溶液至湿膜表面；
16、步骤4中所述的退火条件为：100℃下退火5-10min。
17、本专利技术的另一个目的在于提供上述均相钙钛矿纳米晶薄膜的应用。
18、为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
19、一种均相钙钛矿发光二极管器件，其特征在于：包括依次叠加的ito玻璃、空穴传输层、均相钙钛矿纳米晶薄膜、电子传输层、电子注入层和金属电极层。
20、一种均相钙钛矿发光二极管器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
21、步骤1，将溴化铅和甲脒氢溴酸盐溶于n，n-二甲基甲酰胺，氮气保护下60℃搅拌6h以上，得到钙钛矿前驱体溶液；
22、步骤2，将对氟代苯乙胺氢溴酸盐和铵盐型双齿配体溶于n，n-二甲基甲酰胺，并在溶液中加入二苯基磷酸，得到表面配体溶液；；
23、步骤3，将步骤1制备的钙钛矿前驱体溶液和步骤2制备的表面配体溶液以3：1的比例混合，60℃下搅拌2h，得到前驱体配体混合液备用；
24、步骤4，清洗it0玻璃，并用氧等离子体处理15-30min；
25、步骤5，将pedot：pss溶液和nafion溶液以质量比1∶1混合，常温搅拌4h以上，得到空穴传输层溶液备用；
26、步骤6，将步骤5得到的溶液旋涂至经步骤4处理的it0玻璃上，旋涂完成后于150℃下退火20-30min；
27、步骤7，将步骤3得到的前驱体配体混合液过滤后，旋涂至空穴传输层上，旋涂完成后于100℃下退火5-10min，得到附加均相钙钛矿纳米晶薄膜的器件；
28、步骤8，在经步骤7处理器件的均相钙钛矿纳米晶薄膜上蒸镀电子传输层；
29、步骤9，在电子传输层上蒸镀电子注入层；
30、步骤10，在氟化锂层上蒸镀金属电极层，得到钙钛矿发光二极管器件。
31、在上述方案的基础上，
32、步骤2中所述铵盐型双齿配体包括：6-氨基己酸氢溴酸盐、5-氨基戊酸氢溴酸盐、4-氨基丁酸氢溴酸盐、3-氨基丙酸氢溴酸盐；
33、在上述方案的基础上，
34、步骤1中所述的溴化铅和甲脒氢溴酸盐在钙钛矿前驱体溶液中的摩尔浓度比为1∶0.75-1∶1；
35、步骤2中所述的二苯基磷酸在表面配体溶液中的浓度为0.027mol l-1；
36、步骤3中所述的前驱体配体混合液中，对氟代苯乙胺氢溴酸盐与pb2+的摩尔浓度比为0.2∶1-0.3∶1；铵盐型双齿配体与pb2+的摩尔浓度比为0.15∶1-0.3∶1；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种均相钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
4.应用如权利要求1至3任意一项所述均相钙钛矿纳米晶薄膜的一种均相钙钛矿发光二极管器件，其特征在于：包括依次叠加的ITO玻璃、空穴传输层、均相钙钛矿纳米晶薄膜、电子传输层、电子注入层和金属电极层。
5.如权利要求4所述一种均相钙钛矿发光二极管器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种均相钙钛矿纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
4.应用如权利要求1至3任意一项所述均相钙钛矿纳米晶薄膜的一种均相钙钛矿发光二极管器件，其特征在于：包括依次叠加的ito玻璃、空穴传输层、...
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