[发明专利]一种钙钛矿复合多量子阱LED及其制备方法

说明书

本发明提供一种钙钛矿复合多量子阱LED及其制备方法。本发明提供的钙钛矿复合多量子阱LED包括依次设置的衬底、电子注入层、发光层、空穴注入层和电极，所述发光层包括CH₃NH₃PbBr₃薄膜和镶嵌于所述CH₃NH₃PbBr₃薄膜中的CH₃NH₃PbI₃量子点。本发明将较宽带隙的钙钛矿连续相CH₃NH₃PbBr₃薄膜中镶嵌较窄带隙的钙钛矿量子点CH₃NH₃PbI₃，由于钙钛矿的高电子、空穴迁移率和载流子扩散长度，加上量子点的量子效应和二者形成的多量子阱，载流子源源不断地优先导向低势垒的量子阱复合发光；另外，不同组分的钙钛矿间晶格匹配较好，相比其他量子阱结构界面缺陷少，有效减少非辐射复合中心。

技术领域

本发明涉及电子元件制备技术领域，特别涉及一种钙钛矿复合多量子阱LED及其制备方法。

背景技术

近些年，有机无机杂化钙钛矿(CH₃NH₃PbX₃，X＝Cl、I、Br)材料因其载流子扩散距离长、直接带系宽、吸收谱线宽窄和带宽从蓝光到近红外可连续调节等优越特性，在半导体发光器件领域的应用引起人们的广泛关注。特别是其制备过程不需要大型真空或者高温设备，在降低成本方面有着巨大的市场优势。

在钙钛矿太阳能电池研究的基础上，钙钛矿LED的研发也进入新的阶段。从2013年起，钙钛矿太阳能电池技术迈入快速发展阶段，研究组首次采用两步沉积法来制备钙钛矿薄膜层，最终获得电池器件的光电转换效率达到15％。钙钛矿薄膜的制备有一定技术基础，研究阶段常见的CH₃NH₃PbBr₃绿光LED和CH₃NH₃PbI₃红光LED也相继被制备出来。在近3年的改善中，结构由正置到倒置，发光层由薄膜到量子点，甚至掺杂一些介电性有机物，用来提高发光层的覆盖率，减少漏电流和非辐射复合等。但载流子辐射发光的复合中心还有很大的提升空间，从本质上提高发光器件的效率。

在已经市场化的GaN型LED中，多量子阱结构的应用让其效率有了质的飞跃。量子阱是指由2种不同的半导体材料相间排列形成的、具有明显量子限制效应的电子或空穴的势阱。其结构特征是由2种不同半导体材料薄层交替生长形成的多层结构，形成许多分离的量子阱，称为多量子阱(Multiple Quantum Well，MQW)。现有的有关钙钛矿能带调解或者量子阱的报道中，局限于调节钙钛矿(CH₃NH₃PbX₃，X＝Cl、I、Br)微观组分达到能带调节，不能实现宏观结构的能带可控，且量子阱结构界面缺陷多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钙钛矿复合多量子阱LED及其制备方法。本发明提供的钙钛矿复合多量子阱LED界面缺陷少，且能带可控。

本发明提供了一种钙钛矿复合多量子阱LED，包括依次设置的衬底、电子注入层、发光层、空穴注入层和电极，所述发光层包括CH₃NH₃PbBr₃薄膜和镶嵌于所述CH₃NH₃PbBr₃薄膜中的CH₃NH₃PbI₃量子点。

优选的，所述CH₃NH₃PbBr₃薄膜的厚度为280～350nm。