[发明专利]一种基于相分离的层状钙钛矿发光材料和发光增强方法

说明书

本发明提供了一种基于相分离的层状钙钛矿发光材料和发光增强方法，属于发光技术领域，包括通过长链阴离子形成的二维层状杂化和无机钙钛矿材料。该类材料存在的相分离，形成三维‑二维混合结构和能带势阱。电荷载流子会自发地转移进入三维势阱内，形成高浓度的电荷和高效率的发光。通过设计具有高粗糙度的衬底，可以在沉积于其上的钙钛矿薄膜内部引入应力和应变，从而增强相分离程度和最终的发光性能。

技术领域

本发明涉及发光技术领域，特别是涉及一种基于相分离的层状钙钛矿发光材料和发光增强方法。

背景技术

近年来，有机-无机杂化钙钛矿半导体被广泛用于光致和电致发光。但由于其独特的物理性质，发光效率较低。基于三维杂化钙钛矿的电致发光的量子效率仅能达到8.5％。为了提升该类材料的发光性能，利用长链有机离子，二维—三维杂化钙钛矿被引入。在该类材料中二维和三维材料会存在一定程度的相分离，形成量子阱结构，可用于电荷局域和高效发光。但基于有机长链离子的二维钙钛矿一般具有较大的层间距，电荷在层间传输性能差，进而限制了最终的电致发光性能。如何在相分离发光机制的基础上提高发光活性层的电荷传输能力，是提高最终性能的关键，但也是难点。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种基于相分离的层状钙钛矿发光材料，开发出了具有更高电荷转移性能的和量子阱机制的高效发光材料，以提升性能。

本发明的另一个目的是提供一种基于相分离的层状钙钛矿发光材料的发光增强方法，以在相分离发光机制的基础上提高发光活性层的电荷传输能力。

特别地，本发明提供了一种基于相分离的层状钙钛矿发光材料，包括通过长链阴离子形成的二维层状杂化和无机钙钛矿材料。

可选地，所述长链阴离子为长链硫氰根离子。

可选地，所述通过长链阴离子形成的二维层状杂化材料为(MA)₂Pb(SCN)₂I₂(CH₃NH₃)₂Pb(SCN)₂I₂，所述无机钙钛矿材料为Cs₂Pb(SCN)₂I₂。

可选地，所述(MA)₂Pb(SCN)₂I₂为(CH₃NH₃)₂Pb(SCN)₂I₂。

可选地，所述二维层状杂化材料通过溶液法进行薄膜沉积制成，所述二维层状杂化材料存在自发的局域相分离，导致电荷-载流子的空间转移和局域，产生量子阱发光。

本发明还提供了一种基于相分离的层状钙钛矿发光材料的发光增强方法，通过在钙钛矿薄膜内部引入应变，以增强材料的相分离和量子阱发光强度。

可选地，通过控制薄膜衬底粗糙度使得在钙钛矿薄膜内部引入应变。

可选地，通过在钙钛矿薄膜上进行微结构的沉积以使得在钙钛矿薄膜内部引入应变。

可选地，利用纳米颗粒的沉积或纳米结构的直接生长实现对薄膜衬底粗糙度的控制。