[发明专利]一种自发性Ag掺杂与钝化的钙钛矿量子点LED及制备方法

说明书

一种自发性Ag掺杂与钝化的钙钛矿量子点LED及其制备方法，属于照明技术领域。本发明所述的一种自发性Ag掺杂与钝化的钙钛矿量子点LED，采用Ag替代ITO作为阴极，依次由衬底、Ag阴极层、ZnO量子点/聚乙烯亚胺双层电子传输层、CsPbI₃钙钛矿量子点发光层、“4,4,4”‑三(咔唑‑9‑基)三苯胺空穴传输层、MoO₃/Au/MoO₃阳极层组成。本发明将Ag作为阴极，并选取MoO₃/Au/MoO₃作为阳极保证良好的透明性与导电性，实现银离子自发掺杂到钙钛矿量子点薄膜中，有效钝化钙钛矿量子点表面缺陷，进而提高钙钛矿量子点LED的性能，明显改善钙钛矿量子点及钙钛矿量子点LED的稳定性。

技术领域

本发明属于照明技术领域，具体涉及一种自发性Ag掺杂与钝化的钙钛矿量子点LED及其制备方法。

背景技术

LED作为高效固态发光光源，以其节能环保、安全高效、体积小、寿命长、色彩丰富等优点，广泛应用于通信、照明等众多领域中。钙钛矿量子点具有光致发光量子产率高、发射光谱半峰宽较窄、色域宽等优点，因此在LED等光电器件领域具有良好的的应用前景。然而，由于钙钛矿量子点表面存在缺陷，导致其外部量子效率低，稳定性较差，虽可通过用其他材料包覆钙钛矿量子点、控制表面配体浓度等处理方法改善钙钛矿量子点电致发光LED的性能，但会引起荧光量子产率及稳定性的降低。

因此，为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种自发性Ag掺杂与钝化的钙钛矿量子点LED，采用Ag替代ITO作为阴极，同时采用透明MoO₃/Au/MoO₃(MAM)三层结构来优化阳极侧，实现了在钙钛矿量子点发光层中自发掺杂Ag离子，使钙钛矿量子点LED的外部量子效率大幅提高，并且提高了非封装器件在氮气中的稳定性。经查找，目前已有金属离子、稀土离子等掺杂的方法改善钙钛矿的稳定性、荧光量子效率和钙钛矿LED的外部量子效率，但仍未达到较高水平。而这种自发性Ag掺杂与钝化的钙钛矿量子点LED未见公开报道。

发明内容

为了解决现有技术中钙钛矿量子点LED的外部量子效率低且稳定性差的问题，本发明提出了一种自发性Ag掺杂与钝化的钙钛矿量子点LED及其制备方法，可以有效地提高LED外部量子效率及稳定性。

本发明所述的一种自发性Ag掺杂与钝化的钙钛矿量子点LED，采用Ag替代ITO作为阴极。如图1所示，依次由衬底、Ag阴极层(厚度范围80～200nm)、ZnO量子点/聚乙烯亚胺(polyethyleneimine，PEI)双层电子传输层(厚度范围40～60nm)，CsPbI₃钙钛矿量子点发光层(厚度范围30～70nm)，“4,4,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)空穴传输层(厚度范围5～55nm)，MoO₃/Au/MoO₃阳极层(总厚度为16～24nm，其中MoO₃厚度范围2～4nm，Au厚度范围12～16nm)组成。

本发明所述的一种自发性Ag掺杂与钝化的钙钛矿量子点LED的制备方法，其步骤如下：

(1)制备CsPbI₃钙钛矿量子点；

(2)制备ZnO量子点；

(3)通过热蒸发在衬底(硅片、玻璃等)上沉积Ag膜作为阴极层；

(4)将ZnO量子点溶液在Ag膜上自旋包覆，再在空气中退火，在衬底上得到ZnO膜；然后将衬底转移到填充氮气的手套箱中，将PEI的2-甲氧基乙醇溶液旋涂到ZnO膜上并在空气中退火，得到ZnO量子点/PEI双层电子传输层；

(5)在ZnO量子点/PEI双层电子传输层上，将CsPbI₃钙钛矿量子点溶液自旋浇铸得到发光层；