【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电子器件和材料科学领域，具体涉及绿光钙钛矿发光器件及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前基于m-v族和n-vi族无机半导体材料的发光二极管(led)，被广泛应用于仪表显示和生活照明；以有机电致发光二极管(oled)和量子点发光二极管(qled)为代表的led面光源，被广泛地用作手机和电视显示屏。近几年来，一种新型髙效的led技术，即采用钙钛矿材料制备的钙钛矿led出现了。钙钛矿材料结构式一般为abx3，其中a位是一价阳离子ma+([ch3nh3]+)、fa+([ch3(nh)2]+)和cs+等，b位一般是二价金属阳离子pb2+、sn2+、ge2+等，x位是卤素离子cl-、br-和i-等。钙钛矿材料不仅具有荧光量子效率(plqe)高、发光带隙可调和载流子迁移率高等优异的光电性能，同时还具有发光半峰宽窄、可用溶液法制备和原材料易得等优点，因此钙钛矿led和oled相比，具有更髙的色纯度、更简单的制作工艺和更低廉的制备成本等优点，极有可能成为新一代的照明显示技术。红绿蓝是显示三基色，其中人眼对绿光最敏感，所以发展高纯绿光(525-535nm)钙钛矿led对照明和显示产业具有重要意义。
2、目前钙钛矿材料由于其有机阳离子的挥发性和阳离子扩散的低活化能，极易在钙钛矿薄膜中出现了离子缺陷。此外，在高温热退火过程中，不可避免地会在表面和晶界留下带电空位。虽然这是制备高质量钙钛矿薄膜的必要步骤，但是，在多晶钙钛矿表面、晶界或界面上很容易形成作为非辐射复合中心的带电缺陷态，会进一步降低器件的光电性能。因此，为了提高钙
3、为了减少钙钛矿薄膜中的缺陷态并且提升器件的效率和稳定性，本专利将使用fa+来部分替代钙钛矿a位上的cs+来填补钙钛矿薄膜的a位空缺以减少薄膜中的缺陷态。同时在空穴传输层pedot:pss水溶液中加入部分4-苯乙烯磺酸钠(pss:na)来增强空穴传输层的空穴输送能力。最终，我们探索出合理的薄膜以及器件制备工艺，有效的钝化了钙钛矿薄膜中的缺陷，同时搭配了合适的电子和空穴传输层，不仅提升了器件效率，而且稳定性也有很大的提升，给未来绿光钙钛矿led商业化奠定了良好的基础。目前想要制备出高效的peled第一步就是要制备出具有低缺陷态密度的薄膜，因为薄膜在peled中扮演发光层的重要角色。但是目前基于大多数配方所制备出的薄膜普遍缺陷态密度较高，同时所选取的器件结构能级匹配不合适都会导致制备出高效率的peled效率较低，制备出外量子效率超过20％的peled更是一个不小的挑战。
技术实现思路
1、本专利技术针对钙钛矿薄膜中的缺陷态导致的光电性能下降问题，进行改进，提出了一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，包括以下步骤：
2、s1将fabr、csbr、pbbr2和peabr按照0.25：0.75：1：0.4的摩尔比进行原料称取；
3、s2向称取的所述原料中，加入dmso溶剂，进行搅拌，获得澄清的钙钛矿前驱体溶液，所述钙钛矿的化学式为：fa0.25cs0.75pbbr3；所述钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.3mmol/ml，其他浓度的前驱体溶液不能做出理想效果的器件；
4、s3配制18-冠醚-6的dmso溶液，浓度为100mg/ml，进行搅拌，获得澄清的18-冠醚-6溶液；
5、s4将钙钛矿前驱体溶液与18-冠醚-6溶液按照1:0.07的质量份数比例进行混合，进行搅拌而后过滤，获得澄清的低缺陷态钙钛矿前驱体溶液；
6、s5按0.78：0.5的质量份数比例,将pedot:pss水溶液和pss:na水溶液进行混合得到m-pedot:pss水溶液；所述pedot:pss水溶液的浓度为1.3wt％dispersion in h2o，所述pss:na水溶液的浓度为100mg/ml；
7、s6将0.22质量份数所述m-pedot:pss水溶液，铺满ito玻璃表面，使用匀胶机旋涂60s；旋涂的加速度为5000转/s2，转速为5000转/s，得到ito/m-pedot:pss薄膜；
8、s7将所述ito/m-pedot:pss薄膜放置在100-150℃的烤胶热台上退火20分钟后，在惰性气体保护下冷却，得到冷却后的ito/m-pedot:pss薄膜；
9、s8取0.006质量份数的pvk溶液滴加在冷却后的ito/m-pedot:pss薄膜上并以5000转/s2，转速为5000转/s条件下旋涂60s，得到ito/m-pedot:pss/pvk薄膜；所述pvk溶液的浓度为6mg/ml；
10、s9将ito/m-pedot:pss/pvk薄膜放置在100-130℃的烤胶热台上退火30分钟后，性气体保护下冷却；得到冷却后的ito/m-pedot:pss/pvk薄膜；
11、s10取0.0704质量份数的s4得到的澄清的低缺陷态钙钛矿前驱体溶液，滴加在所述冷却后的ito/m-pedot:pss/pvk薄膜上，旋涂70s，旋涂加速度为5000转/s2，转速为5000转/s；
12、在旋涂开始后的第18s起，匀速滴加0.017质量份数的乙酸乙酯溶液，所述乙酸乙酯溶液的浓度为99.8％；得到旋涂后的复合膜；
13、s11、将所述复合膜放在70-100℃的烤胶热台上退火10分钟；冷却后，先蒸镀30-130nm的电子传输层tpbi，然后再蒸镀0.5-3nm的中间过渡层lif；再蒸镀70-200nm的电极al，得到绿光钙钛矿发光器件。
14、优选的，s2中，所述搅拌的时间按以下方式确定：
15、当环境温度在25～40摄氏度时，搅拌的时间为2小时，当环境温度在0～25摄氏度时，搅拌的时间为6小时。
16、优选的，s4中的所述ito玻璃，是通过以下步骤清洁得到的：先用丙酮和异丙醇清洗，再用高纯氮气吹干；再放入高功率臭氧发生器中，在高浓度臭氧环境中处理30分钟。
17、优选的，s5中的所述m-pedot:pss水溶液的制备过程包括以下步骤：
18、将pedot:pss水溶液和pss:na水溶液混合后进行搅拌并过滤，得到所述m-pedot:pss水溶液。
19、优选的，s11中，先蒸镀130nm的电子传输层tpbi，然后再蒸镀1nm的中间过渡层lif；再蒸镀120nm的电极al，得到绿光钙钛矿发光器件，所述绿光钙钛矿发光器件的外量子效率达到21.5％。
20、本专利技术还提供一种绿光钙钛矿发光器件，所述一种绿光钙钛矿发光器件是使用所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法制备得到的，其中蒸镀过程中蒸镀真空度要高于10-3pa，蒸镀tpbi的蒸镀速率稳定维持在0.3a/s-0.4a/s，lif的蒸镀速率维持在0.1a/s以下，al的蒸镀速率维持在4a/s-6a/s。
21、本专利技术还提供一种绿光钙钛矿发光器件的应用，在以下3种场景中的任意一种中的应用：显示领域、照明设备、化学本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，S2中，所述搅拌的时间按以下方式确定：
3.如权利要求1所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，S4中的所述ITO玻璃，是通过以下步骤清洁得到的：先用丙酮和异丙醇清洗，再用高纯氮气吹干；再放入高功率臭氧发生器中，在高浓度臭氧环境中处理30分钟。
4.如权利要求1所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，S5中的所述m-PEDOT:PSS水溶液的制备过程包括以下步骤：
5.如权利要求1所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，S11中，先蒸镀130nm的电子传输层TPBi，然后再蒸镀1nm的中间过渡层LiF；再蒸镀120nm的电极Al，得到绿光钙钛矿发光器件，所述绿光钙钛矿发光器件的外量子效率达到21.5％。
6.一种绿光钙钛矿发光器件，其特征在于，所述一种绿光钙钛矿发光器件是使用如权利要求5所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法制备得到的，其中蒸镀过程中蒸镀
7.如权利要求6所述的一种绿光钙钛矿发光器件的应用，其特征在于，在以下3种场景中的任意一种中的应用：显示领域、照明设备、化学光谱分析。
...【技术特征摘要】
1.一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，s2中，所述搅拌的时间按以下方式确定：
3.如权利要求1所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，s4中的所述ito玻璃，是通过以下步骤清洁得到的：先用丙酮和异丙醇清洗，再用高纯氮气吹干；再放入高功率臭氧发生器中，在高浓度臭氧环境中处理30分钟。
4.如权利要求1所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，s5中的所述m-pedot:pss水溶液的制备过程包括以下步骤：
5.如权利要求1所述的一种绿光钙钛矿发光器件的制备方法，其特征在于，s11中，先...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宇航，杨得鑫，胡娟，周颀，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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