[发明专利]一种改性PEDOT:PSS、制备方法和石墨烯基钙钛矿量子点发光二极管的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性PEDOT:PSS，通过采用表面活性剂Triton X‑100以及DMSO对空穴传输材料PEDOT:PSS进行改性修饰，Triton X‑100以及DMSO的加入能明显改善PEDOT:PSS在石墨烯表面的润湿性，提高PEDOT:PSS在石墨烯表面的成膜均匀性，进而提升石墨烯基钙钛矿量子点发光二极管的空穴注入能力，使器件亮度性能提高3.7倍，效率提高4.4倍。本发明制备工艺简单，材料成本低，易于操作，重复性高，可应用于石墨烯基钙钛矿量子点发光二极管、石墨烯基无机量子点发光二极管、石墨烯基有机发光二极管等发光照明器件领域。

技术领域

本发明涉及PEDOT:PSS，尤其涉及改性PEDOT:PSS及其制备方法，和利用该改性PEDOT:PSS制备石墨烯基钙钛矿量子点发光二极管。

背景技术

钙钛矿量子点发光二极管在过去几年中得到迅速发展，主要因为卤化铅钙钛矿量子点具有优异的光电特性，包括可调的发光光谱、高达100%的光致发光量子产率（PLQY）、非常窄的发光谱等。钙钛矿量子点由于具有量子限制效应，在钙钛矿量子点发光二极管中可以实现 125的超宽色域，这是有机发光二极管、钙钛矿发光二极管和镉/锌基量子点发光二极管不能比拟的。这些明显的优势使钙钛矿量子点发光二极管在下一代高清显示器和高质量照明光源中具有巨大的应用潜力。ITO由于具有的高透射率和良好的导电性，已被广泛用作为有机发光二极管，有机太阳能电池和钙钛矿光伏器件的电极。但它的本身脆性使其不适合应用于未来的柔性光电器件。石墨烯（Graphene）是碳原子以sp²杂化形成的二维纳米材料，晶格呈六角型蜂巢状，石墨烯sp²杂化的碳原子通过共价键连接，剩余一个未杂化的P轨道的电子形成π键，使得石墨烯表现出较好的导电性。石墨烯只有一层到几层碳原子厚度，最高拥有97.7%的光学透过率，同时它是一种零带隙的导体材料，其价带和导带相交于费米能级处，在常温下能观察到量子霍尔效应，这些都反映出石墨烯优异的电学特性。同时，它的强柔韧性使其可以作为柔性透明电极材料，在柔性光电子领域具有巨大的潜力。因此，把石墨烯应用于钙钛矿量子点发光二极管对未来柔性显示及照明具有重要的意义。

钙钛矿量子点通过溶液加工的方法可制备大面积发光显示器件，工艺简单，成本较低，具有非常大的商业应用潜力。PEDOT:PSS是溶液加工过程最常见的商业化的空穴传输材料，当应用于石墨烯做电极、且采用溶液加工的钙钛矿量子点发光二极管时，石墨烯本身的疏水性使PEDOT:PSS不能均匀地旋涂在石墨烯表面，从而造成整个器件膜层的恶化，造成器件漏电流过大或者器件失败。同时石墨烯电极功函数较低，当应用于发光二极管时，它与传输层之间的注入势垒过大从而导致较差的空穴注入能力，研究表明提高石墨烯发光器件的空穴注入能力可以有效提高发光二极管的效率。

发明内容

本发明为了解决PEDOT:PSS不能均匀地旋涂在石墨烯表面，造成整个器件膜层的恶化、漏电流过大或者器件失败的问题，提供了一种改性PEDOT:PSS，改性后的PEDOT:PSS在石墨烯疏水基底表面获得平整的PEDOT:PSS膜层，有效改善石墨烯阳极表面成膜性，提高石墨烯空穴注入性能，增升钙钛矿量子点发光二极管的性能。

本发明所采取的技术方案为：一种改性PEDOT:PSS的制备方法，包括以下步骤

S01 将表面活性剂Triton X-100加入PEDOT:PSS溶液中得到混合溶液，充分搅拌所述混合溶液;

S02 向所述混合溶液中加入极性溶剂得到改性PEDOT:PSS溶液。

进一步的，向步骤S01所述混合溶液中加入PEDOT:PSS溶液稀释所述混合溶液，向稀释后的混合溶液中加入DMSO溶液得到改性PEDOT:PSS溶液。

进一步的，所述改性PEDOT:PSS溶液中Triton X-100占比为：0.01-0.15 wt%。

进一步的，所述改性PEDOT:PSS溶液中DMSO占比为0.1-5 vol%。