本发明专利技术公开了一种钙钛矿薄膜，所述钙钛矿薄膜包括钙钛矿溶液、添加剂和缺陷钝化剂；所述添加剂选自(4‑(1，2，2‑三苯基乙烯基)苯基)甲胺，本发明专利技术通过将有机大分子掺入钙钛矿前驱体溶液，可有效调节钙钛矿结晶过程，钝化晶格缺陷，可应用于发光二极管等光电子装置中的钙钛矿发光层制备，基于钙钛矿材料中(4‑(1，2，2‑三苯基乙烯基)苯基)甲胺的引入，可有效提高钙钛矿发光二极管器件的外量子效率和亮度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电器件，尤其是涉及一种钙钛矿薄膜、钙钛矿器件及制备方法及其应用。
技术介绍
1、钙钛矿材料因其光电特性优异、量子产率高、载流子寿命长和迁移率高、带隙可调、以及可溶液加工等优点，使其广泛应用于发光二极管并受到全世界研究人员们的重点关注。高结晶度通常对于高质量的钙钛矿薄膜，钙钛矿薄膜结晶度较低通常会伴随漏电流和低效率，同时存在大量缺陷，形成的非辐射复合中心会捕获载流子，导致器件效率和亮度下降，获得高结晶度和低缺陷密度的钙钛矿薄膜是制作高性能钙钛矿器件的挑战之一。
2、综上所述，开发一种稳定性高的器件从而实现提高发光二极管等发光器件的效率和亮度具有重要意义。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中的缺陷和不足，本专利技术的目的之一在于提供一种钙钛矿薄膜、钙钛矿器件及制备方法及其应用，本专利技术通过添加有机大分子添加剂，其大空间位阻效应可延缓钙钛矿的结晶过程，确保晶体的有序生长，抑制团簇，同时其自带的氨基基团可钝化钙钛矿晶界的缺陷，显著提高发光二极管等发光器件的效率和亮度，具有良好的应用前景。
2、本专利技术提供一种钙钛矿薄膜，所述钙钛矿薄膜包括钙钛矿溶液、添加剂和缺陷钝化剂；
3、所述添加剂选自(4-(1，2，2-三苯基乙烯基)苯基)甲胺；
4、所述缺陷钝化剂选自乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(etpta)、聚乙二醇(peg)、甲基氯化胺(macl)、5-氨基戊酸(5-ava)、聚环氧乙烷(peo)中的一种或多种。
>5、进一步地，所述钙钛矿溶液的材料选自c6h5(ch2)2nh3x、ax、bx、pbx2中的一种或多种；6、其中，a、b独立地选自ch3nh3_、ch(nh2)2_、cs_、rb_中的一种；
7、x选自卤素。
8、优选地，x选自cl、br、i中的一种。
9、进一步地，所述钙钛矿薄膜的厚度为80-200nm。
10、本专利技术的目的之一在于，提供所述钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：
11、在钙钛矿溶液中加入添加剂和缺陷钝化剂，惰性环境下，加热溶解，滴涂于基底表面，成膜处理，退火，得到钙钛矿薄膜。
12、进一步地，所述加热的温度为45-50℃。
13、进一步地，所述退火的温度为80-90℃。
14、进一步地，所述基底选自掺铟氧化锡(ito)玻璃或掺氟氧化锡(fto)玻璃中的一种。
15、进一步地，所述钙钛矿溶液的制备方法包括如下步骤：将ax、ch(nh2)2x、pbx2、c6h5(ch2)2nh3x和有机溶剂混合配制成钙钛矿溶液；
16、其中，所述ax中的a为ch3nh3_、cs_、rb_中的至少一种；
17、所述x独立地选自cl、br、i中的一种，所形成的钙钛矿可为二维、三维钙钛矿的一种。
18、进一步地，所述成膜处理的方法选自旋涂法、化学气相沉积法、蒸镀法、刮涂法、夹缝式挤压法、丝网印刷中的一种。
19、进一步地，所述有机溶剂选自n，n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。
20、本专利技术的目的之一在于，提供一种钙钛矿发光二极管，所述发光二极管从下往上依次包括导电电极、空穴注入层、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、阴极修饰层和金属电极；
21、其中，所述钙钛矿层采用所述钙钛矿薄膜作为钙钛矿层的材料。
22、进一步地，所述导电电极选自掺铟氧化锡(ito)或掺氟氧化锡(fto)中的一种或多种。
23、进一步地，所述空穴注入层的材质可为聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺](poly-tpd)中的一种或多种。
24、进一步地，所述空穴传输层的材质选于聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺(ptaa)、聚[(9，9-二辛基芴基-2，7-二基)-co-(4，4'-(n-(对丁基苯基))二苯胺)](tfb)、聚(9-乙烯基咔唑)(pvk)中的一种或多种。
25、进一步地，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)、2，4，6-三(2-(1h-吡唑-1-基)苯基)-1，3，5-三嗪(3p-t2t)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(tbadn)中的一种或多种。
26、进一步地，所述电子传输层的厚度为40-100nm。
27、进一步地，所述电极修饰层的材质为氟化锂(lif)、8-羟基喹啉-锂(liq)、8-羟基喹啉铝(alq3)、氟化铯(csf)中的一种或多种。
28、进一步地，所述电极修饰层的厚度为0.5-1nm。
29、进一步地，所述金属电极的材料可为金(au)，银(ag)，铝(al)的一种。
30、进一步地，所述金属电极的厚度为40-100nm。
31、进一步地，所述空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电极修饰层的制备方法选自溶液旋涂法、狭缝涂布法、真空蒸镀法中的一种。
32、本专利技术的目的之一在于，利用上述钙钛矿薄膜制备一种光学设备，所述光学设备可以应用在发光二极管、太阳能电池、光电探测器中。
33、本专利技术至少具有以下有益效果：
34、1、钙钛矿溶液成膜过程中会形成大量无序的成核位点，沿着无序成核位点快速生长形成的晶体通常伴随着大量缺陷，同时小晶体的无序生长导致形成的钙钛矿薄膜内部结构杂乱且充满间隙，薄膜质量较差；本专利技术通过将添加剂加入钛矿前驱液中，由于添加剂为有机大分子添加剂，通过其氨基配位晶体表面缺陷从而锚定晶体表面，同时位于晶体表面的有机大分子由于其大空间位阻效应会互相排斥，使得晶体得到有效的空间进行生长，从而形成有序的大晶体，有机大分子的添加可有效延缓钙钛矿的结晶过程，确保晶体的有序生长，抑制团簇，提高薄膜的质量，显著提高发光二极管等发光器件的效率和亮度，从而提升器件整体的光学性能。
35、2、该有机大分子添加剂的氨基可以与钙钛矿晶体表面的铅离子空位缺陷进行结合从而钝化晶体表面缺陷，对于晶体表面缺陷其作用与缺陷钝化剂相同，但是缺陷钝化剂只能对晶体表面进行缺陷钝化，无法钝化晶体无序生长所形成的内部缺陷，有机大分子添加剂促进晶体的规则生长一定程度上减少了晶体内部的缺陷，填补了缺陷钝化剂对晶体内部缺陷钝化的空白，通过加入有机大分子添加剂与缺陷钝化剂协同钝化钙钛矿晶体和晶界的缺陷，进一步降低钙钛矿薄膜的缺陷密度。
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【技术保护点】
1.一种钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿薄膜的材料包括钙钛矿溶液、添加剂和缺陷钝化剂；
2.根据权利要求1所述钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿溶液的材料选自C6H5(CH2)2NH3X、AX、BX、PbX2中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿薄膜的厚度为80-200nm。
4.权利要求1-3任一项所述钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为45-50℃。
6.根据权利要求4所述钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为80-90℃。
7.一种钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述发光二极管从下往上依次包括导电电极、空穴注入层、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、阴极修饰层和金属电极；
8.权利要求1-3中任一项所述钙钛矿薄膜在发光二极管、太阳能电池、光电探测器中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿薄膜的材料包括钙钛矿溶液、添加剂和缺陷钝化剂；
2.根据权利要求1所述钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿溶液的材料选自c6h5(ch2)2nh3x、ax、bx、pbx2中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿薄膜的厚度为80-200nm。
4.权利要求1-3任一项所述钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙明珠，钱基君，聂志国，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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