[发明专利]多层有机-无机杂化钙钛矿发光二极管及其制备方法

说明书

本发明提供多层有机‑无机杂化钙钛矿发光二极管及其制备方法，方法包括：步骤1.将ITO导电玻璃清洗后烘干作为阳极基底；步骤2.在阳极基底上滴加PEDOT:PSS溶液，旋涂，然后退火，得到空穴传输层；步骤3.制备甲胺溴铅前驱体溶液；步骤4.将前驱体溶液旋涂在空穴传输层上，退火，得到第一钙钛矿层；增加转速，在第一层顶部旋涂，退火，得到第二钙钛矿层；依次增加转速，逐层进行旋涂和退火处理，获得包含至少三层钙钛层的钙钛矿发光层；步骤5.在高真空下，于钙钛矿发光层的上方蒸镀TPBI，得到电子传输层；步骤6.在高真空下，于电子传输层上热蒸发沉积一定厚度的电子注入层；步骤7.于电子注入层上蒸镀一定厚度的阴极。

技术领域

本发明属于电致发光器件领域，具体涉及一种多层有机-无机杂化钙钛矿发光二极管及其制备方法。

技术背景

钙钛矿是指具有ABX₃构型的晶体材料。目前，应用于太阳能电池的钙钛矿分子是一种长程有序的有机-无机杂化结构，A、B和X分别代表一价有机阳离子(MA：CH₃NH₃⁺，FA：NH₂CH＝NH₂⁺，Cs⁺)、二价金属阳离子(Pb²⁺，Sn²⁺)和卤素阴离子(Cl^-，Br^-，I^-)。这种有机金属卤化物钙钛矿材料具有消光系数高、载流子迁移率高、载流子寿命长、激子束缚能低、以及双极性传输等优异特性，使其在工作过程中能够充分地吸收太阳光，并且降低在光电转换过程中的能量损失，因而在廉价太阳能电池、发光二极管、光电探测器、激光器、薄膜晶体管等方面都具有很好的发展前景。其中，因具有发光效率高、发光谱线窄、载流子迁移率高以及能带可调等优点，钙钛矿材料可应用于可见光波段的电致发光器件并受到广泛的关注。

然而，器件中钙钛矿层覆盖率低、平整度低造成严重的非辐射漏电流的产生，因此钙钛矿薄膜的质量决定着钙钛矿发光二极管性能。如何制备光滑、覆盖率高钙钛矿薄膜对于钙钛矿发光二极管而言变得至关重要，决定着器件的发光强度和外量子效率。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于出一种多层有机-无机杂化钙钛矿发光二极管及其制备方法，能够获得小颗粒并且高覆盖率平整的钙钛矿薄膜，有效提高发光二极管的发光强度和外量子效率。本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<制备方法>

本发明提供一种多层有机-无机杂化钙钛矿发光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.将氧化铟锡(ITO)导电玻璃进行标准化清洗后烘干并将其作为阳极基底；步骤2.制备空穴传输层：在阳极基底上滴加聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)溶液，进行旋涂，然后进行退火处理，得到空穴传输层；步骤3.配置前驱体溶液：通过PbBr₂与CH₃NH₃Br制备甲胺溴铅(CH₃NH₃PbBr₃)前驱体溶液；步骤4.制备钙钛矿发光层：将前驱体溶液旋涂在空穴传输层上，然后进行退火处理，得到第一钙钛矿层；增加转速，在第一钙钛矿层的顶部旋涂，然后进行退火处理，得到第二钙钛矿层；按照该方式，依次增加转速，逐层进行旋涂和退火处理，获得包含至少三层钙钛层的钙钛矿发光层；步骤5.制备电子传输层：在高真空下，于钙钛矿发光层的上方蒸镀1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)，得到电子传输层；步骤6.制备电子注入层：在高真空下，于电子传输层上热蒸发沉积一定厚度的电子注入层；步骤7.制备阴极：于电子注入层上蒸镀一定厚度的阴极。