[发明专利]低滚降准二维钙钛矿发光二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低滚降准二维钙钛矿发光二极管及其制备方法，从下而上依次设置阴极、空穴传输层、空穴传输层与发光层界面修饰层、钙钛矿发光层、发光层与电子传输界面修饰层、电子传输层、电子注入层、阳极。本发明通过修饰空穴传输层与钙钛矿发光层的界面，不仅减小空穴层与发光层间的空穴注入势垒，改善空穴的注入效率，并且能阻挡空穴层对钙钛矿层的淬灭，提高钙钛矿层的发光效率。本发明还修饰钙钛矿发光层与电子传输层的界面，不仅能钝化钙钛矿表面的缺陷态，同时改善发光层的薄膜质量，抑制非辐射复合，从而进一步提高器件发光效率。

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿发光二极管及其制备方法，特别是涉及一种准二维钙钛矿发光二极管及其制备方法，应用于半导体材料制备工艺技术领域。

背景技术

钙钛矿作为一种新型且高效的半导体材料具有许多优越的光学特性，相对于已经商业化的有机发光二极管(OLED)而言，它的半峰宽窄、光谱可覆盖全波长范围、且可溶液制备，因此成为当前的研究热点。近年来，钙钛矿在太阳能电池、LED照明、光电探测器、激光、平板显示等方面都呈现出可观的应用价值。然而目前的LED大都面临高电压下的效率滚降，使钙钛矿的商业化进程受到了一定程度上的限制。因此钙钛矿LED的高压稳定性成为了亟待解决的问题。

准二维钙钛矿晶粒较小，有利于抑制激子在扩散过程中的解离；由于能自组装形成多量子阱结构，使载流子能自发地从宽带隙转移到窄带隙并在其中复合，提高了激子发光效率；而且准二维钙钛矿中疏水性长链有机阳离子能阻挡空气中水分对钙钛矿的侵蚀，使其湿度稳定性较三维钙钛矿有所提升。但是与传统三维钙钛矿相比，准二维钙钛矿由于晶粒减小导致薄膜晶界较多，薄膜质量变差，并且高电压下器件效率滚降严重是钙钛矿LED普遍存在的问题。因此，发展一种基于准二维的低滚降LED器件对钙钛矿的使用和发展具有非比寻常的意义。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种低滚降准二维钙钛矿发光二极管及其制备方法，通过修饰空穴传输层与钙钛矿发光层的界面，不仅减小空穴层与发光层间的空穴注入势垒，改善空穴的注入效率，并且能阻挡空穴层对钙钛矿层的淬灭，提高钙钛矿层的发光效率。本发明还修饰钙钛矿发光层与电子传输层的界面，不仅能钝化钙钛矿表面的缺陷态，同时改善发光层的薄膜质量，抑制非辐射复合，从而进一步提高器件发光效率。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种低滚降准二维钙钛矿发光二极管，从下而上依次设置阳极、空穴传输层、空穴传输层与发光层界面修饰层、钙钛矿发光层、发光层与电子传输界面修饰层、电子传输层、电子注入层、阴极；所述阳极的厚度为100-150nm；所述空穴传输层的厚度为40-50nm；所述空穴传输层与发光层界面修饰层的厚度为1-10nm；所述钙钛矿发光层的厚度为60-100nm；所述发光层与电子传输界面修饰层的厚度为1-10nm；所述电子传输层的厚度为30-40nm；所述电子注入层的厚度为1-2nm；所述阴极的厚度为100～150nm；空穴传输层与发光层界面修饰层修饰空穴传输层和钙钛矿发光层的界面，发光层与电子传输界面修饰层修饰钙钛矿发光层与电子传输层的界面。

上述栅极优选采用ITO导电玻璃薄膜；

上述空穴传输层优选采用PEDOT:PSS、poly-TPD、PVK、TFB中的至少一种材料制成；

上述空穴传输层与发光层界面修饰层的材料优选采用碳酸铯(Cs₂CO₃)；

上述发光层与电子传输界面修饰层的材料优选采用四正辛基溴化铵(TOAB)；

上述电子传输层的材料优选采用TPBI；

上述电子注入层的材料优选采用氟化锂(LiF)；

上述阴极优选采用铝电极或者银电极。