【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电器件，尤其是涉及一种基于9-乙酰基咔唑有机界面修饰层的钙钛矿器件及其制备方法。
技术介绍
1、钙钛矿因其来源广、成本低、光电特性优异且制备方法简便，受到了研究人员的广泛关注。多数研究中，通常使用pedot：pss等作为钙钛矿器件的空穴传输层，其虽具有优异的导电性且工艺简便，但由于其本身具有吸湿性。若与钙钛矿层直接接触，不仅会使钙钛矿层受到一定程度的腐蚀，也会严重影响器件性能参数。因此，针对钙钛矿器件的结构优化仍是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于9-乙酰基咔唑有机界面修饰层的钙钛矿器件及其制备方法。
2、本专利技术的第一方面，提出了一种基于9-乙酰基咔唑有机界面修饰层的钙钛矿器件，由下至上依次由基底、空穴传输层、有机界面修饰层、钙钛矿发光层、电子传输层、电极修饰层、金属电极构成，所述有机界面修饰层材料为9-乙酰基咔唑。
3、通过在空穴传输层上添加一层由9-乙酰基咔唑制备而成的超薄的有机界面修饰层，可以优化钙钛矿发光层与空穴传输层之间的界面接触能力，使得钙钛矿器件的性能得到了显著改善。
4、本专利技术的钙钛矿器件可为发光二极管、太阳能电池、光电探测器等。优选地，所述钙钛矿器件为发光二极管。
5、优选地，所述钙钛矿发光层，选自三维或二维钙钛矿中的其中一种或几种。钙钛矿薄膜的制备方法包括但不限于旋涂、刮涂、蒸镀、丝网印刷、气相沉积、磁控溅射等
6、优选地，透明导电电极为掺铟氧化锡(ito)或掺氟氧化锡(fto)。
7、优选地，所述空穴传输层的材质选自聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(pedot：pss)、聚乙烯咔唑(pvk)、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺](poly-tpd)、2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌(f4tcnq)、7，7，8，8-四氰基苯醌二甲烷(tcnq)、9，10-双[n，n-二(对甲苯基)氨基]蒽(ttpa)、9，9′-(1，3-苯基)二-9h-咔唑(mcp)、2，2′，7，7′-四[n，n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺二芴(spiro-ometad)中的至少一种。
8、优选地，所述电子传输层的材质选自1，3，5-三(1-苯基-1h-苯并咪唑-2-基)苯(tpbi)、3，3′-[5′-[3-(3-吡啶基)苯基][1，1′：3′，1”-三联苯]-3，3”-二基]二吡啶(tmpypb)、4，6-双(3，5-二(3-吡啶)基苯基)-2-甲基嘧啶(b3pympm)、富勒烯衍生物(pcbm)中的至少一种。
9、优选地，所述电极材料选自铝(al)、银(ag)和金(au)的其中一种。
10、优选地，所述电极修饰层的材质选自氟化锂(lif)、8-羟基喹啉-锂(liq)、8-羟基喹啉铝(alq3)、喹啉锂(c9h6lino)、氟化铯(csf)、碳酸铯(cs2co3)中的其中一种。电极修饰层的厚度为1～3nm。
11、本专利技术的第二方面还提供了上述的钙钛矿器件的制备方法，包括以下步骤：
12、取浓度为2～8mg/ml 9-乙酰基咔唑溶液在空穴传输层上均匀铺开，控制旋涂速度为4000～8000转每分钟在所述空穴传输层上形成有机界面修饰层。
13、优选地，还包括：采用钙钛矿前驱液在所述有机界面修饰层上制备钙钛矿薄膜；所述钙钛矿前驱液中含有ax、pbx2和c6h5(ch2)2nh3+，其中x选自cl-、br-、i-中的至少一种，a由混合阳离子fa+与cs+组成，且fa+与cs+的摩尔比为(0.8-0.2)∶(0.2-0.8)。
14、优选地，所述钙钛矿前驱液还包括缺陷钝化剂。缺陷钝化剂可采用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(etpta)、三正辛基氧化膦(topo)、甲基氯化胺(ch3nh3cl)、5-氨基戊酸(5-ava)、聚环氧乙烷(peo)、聚乙二醇(peg)、18-冠醚-6(18-crown-6)或溴化钾(kbr)中的至少一种。通过缺陷钝化剂的添加，以降低由缺陷导致的非辐射复合，并提高钙钛矿发光二极管的发光效率。
15、优选地，钙钛矿前驱液配制过程具体可先将ax、pbx2和c6h5(ch2)2nh3+溶解于有机溶剂中，而后加入一定量的缺陷钝化剂，再进行搅拌至完全溶解，制得钙钛矿前驱液。缺陷钝化剂与铅(pb)的摩尔比可控制在(0.02～0.05)∶1；所述有机溶剂可以选自n，n-二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的至少一种。
16、本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术通过在空穴传输层与钙钛矿层之间加入超薄的9-乙酰基咔唑界面修饰层，有效改善了空穴传输层与钙钛矿之间的能级差；所引入超薄的有机界面修饰层还能够有效避免钙钛矿薄膜受到pedot：pss等空穴传输层的腐蚀；进一步的基于钙钛矿前驱液组分的优化调整及器件结构的配合，本专利技术的钙钛矿器件，不仅改善了钙钛矿薄膜的光电性能，器件参数也得到有效提升。
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1.一种基于9-乙酰基咔唑有机界面修饰层的钙钛矿器件，其特征在于：由下至上依次由基底、空穴传输层、有机界面修饰层、钙钛矿发光层、电子传输层、电极修饰层、金属电极构成，所述有机界面修饰层材料为9-乙酰基咔唑。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述钙钛矿器件为发光二极管。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述透明导电电极基底为ITO或FTO。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述空穴传输层的材质选自PEDOT：PSS、PVK、Poly-TPD、F4TCNQ、TCNQ、TTPA、mCP、Spiro-OMeTAD中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述电子传输层的材质选自TPBi、TmPyPb、B3PYMPM、PCBM中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述电极材料选自Al、Ag、Au中的一种。
7.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述电极修饰层的材质选自LiF、Liq、Alq3、C9H6LiNO、Cs
8.根据权利要求1中所述的钙钛矿器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括：采用钙钛矿前驱液在所述有机界面修饰层上制备钙钛矿发光层；所述钙钛矿前驱液中含有AX、PbX2和C6H5(CH2)2NH3+，其中X选自C1-、Br-、I-中的至少一种，A由FA+与Cs+组成，且FA+与Cs+的摩尔比为(0.8-0.2)：(0.2-0.8)。
10.根据权利要求9中所述的钙钛矿器件的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱液还包括缺陷钝化剂。
...【技术特征摘要】
1.一种基于9-乙酰基咔唑有机界面修饰层的钙钛矿器件，其特征在于：由下至上依次由基底、空穴传输层、有机界面修饰层、钙钛矿发光层、电子传输层、电极修饰层、金属电极构成，所述有机界面修饰层材料为9-乙酰基咔唑。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述钙钛矿器件为发光二极管。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述透明导电电极基底为ito或fto。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述空穴传输层的材质选自pedot：pss、pvk、poly-tpd、f4tcnq、tcnq、ttpa、mcp、spiro-ometad中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿器件，其特征在于：所述电子传输层的材质选自tpbi、tmpypb、b3pympm、pcbm中的至少一种。
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【专利技术属性】
技术研发人员：龙明珠，聂志国，钱基君，孟威威，周国富，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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