[发明专利]基于硫化铅包覆钙钛矿量子点的电致发光LED及制备方法

说明书

本发明涉及一种基于硫化铅包覆钙钛矿量子点的电致发光LED及制备方法。所述的电致发光LED包括：ITO玻璃作为底部电极；n型ZnO/聚乙烯亚胺作为电子传输层(ETL)和空穴阻挡层(HBL)；PbS包覆钙钛矿量子点作为发光层；p型4,4’，4”‑三(咔唑‑9‑基)苯胺薄膜作为空穴传输层(HTL)和电子阻挡层(EBL)；MoO₃/Au作为顶部电极。其制备方法包括：首先制备铯油酸溶液，之后经制备PbS包覆的CsPbI₃量子点、电子传输层和空穴阻挡层、发光层、空穴传输层和电子阻挡层等步骤，获得PbS包覆钙钛矿量子点电致发光LED。本发明通过采用PbS包覆钙钛矿量子点，提高钙钛矿量子点光电性能，同时保证其稳定性和保持其良好的半导体性能，并以此作为发光层制备高效稳定的电致发光LED。

技术领域

本发明涉及一种新型量子点发光二极管的制备，具体涉及一种基于硫化铅（PbS）包覆钙钛矿量子点的电致发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）及制备方法，属于电致发光器件领域。

背景技术

近年来，钙钛矿量子点由于其独特的光学性质，如高色纯度、高荧光量子产率、颜色可调、窄的发射峰等突出特点，在发光二极管等光电器件领域具有广泛的应用前景。但是，钙钛矿量子点发光二极管呈现出两个主要的问题：一是钙钛矿量子点存在着表面缺陷，导致制备的LED的外量子效率较低；二是钙钛矿量子点在空气中的稳定性较差，导致制备的LED的稳定性有待于改善。目前，主要采用表面配体浓度控制、界面工程等处理方法，以此改善钙钛矿量子点电致发光LED的性能，使其外量子效率（EQE）从低于1%提高到8-9%。然而，这些方式通常伴随着量子点荧光量子产率的下降、稳定性降低等问题，大大阻碍了它们的实际应用。另一方面，人们采用二氧化硅、聚合物、多面体低聚倍半硅氧烷(polyhedraloligomeric silsesquioxane，POSS)包覆钙钛矿量子点，以改善其稳定性。然而，这些处理方法会损害钙钛矿量子点的半导体性能，使他们不再适合于制备电致发光器件。

为了解决上述问题，本发明提出采用PbS包覆钙钛矿量子点，在钝化其表面缺陷、提高光学性能并保证量子点稳定性的同时，保持其半导体性能。将PbS包覆钙钛矿量子点作为发光层制备的电致发光LED，其外量子效率等性能及稳定性均得到明显改善。经查找，采用PbS包覆钙钛矿量子点改善其光电性能和稳定性，并以此新型量子点材料作为发光层制备钙钛矿量子点电致发光LED，未见公开报道。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种基于硫化铅包覆钙钛矿量子点的电致发光LED及制备方法。通过采用PbS包覆钙钛矿量子点，提高钙钛矿量子点光电性能，同时保证其稳定性和保持其良好的半导体性能，并以此作为发光层制备高效稳定的电致发光LED。

本发明采用以下方案，结合附图说明如下：

一种基于硫化铅包覆钙钛矿量子点的电致发光LED，采用PbS包覆钙钛矿量子点改善其光电性能和稳定性，并以此量子点材料作为发光层制备钙钛矿量子点电致发光LED；所述PbS包覆的钙钛矿量子点LED的结构参阅图1所示。包括：ITO玻璃作为底部电极；n型ZnO/聚乙烯亚胺（C₂H₅N，Polyethylenimine，简称PEI）作为电子传输层（ETL）和空穴阻挡层（HBL）；PbS包覆钙钛矿量子点作为发光层；p型4,4’，4”-三（咔唑-9-基）苯胺（C₅₄H₃₆N_4, 4,4'，4''-tris(carbazol-9-yl)triphenylamine，TCTA）薄膜作为空穴传输层（HTL）和电子阻挡层（EBL）；MoO₃/Au作为顶部电极。

所述一种基于PbS包覆钙钛矿量子点电致发光LED的制备方法，具体步骤如下：

第一步、制备PbS包覆的CsPbI₃量子点；