[发明专利]一种蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法

说明书

本发明属于光电器件技术领域，公开了一种蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法。所述蓝光钙钛矿发光二极管的蓝光发光层包括钙钛矿以及掺杂的碱金属卤化物和大基团有机卤化物；所述大基团有机卤化物为有机氯化胺LCl或有机溴化胺LBr，其中L为离子半径＞300皮米的正一价有机胺离子。本发明通过大基团有机卤化物和碱金属卤化物的共同作用调控了蓝光钙钛矿的相分布，减少了具有低激子结合能的二维钙钛矿相的形成，提高了其他具有高激子结合能的低维钙钛矿相的形成，从而抑制了强激子‑声子耦合作用造成的激子能量损耗，实现了蓝光钙钛矿发光二极管发光效率的提升。

技术领域

本发明属于光电器件技术领域，具体涉及一种蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法。

背景技术

金属卤化物钙钛矿作为一种新型半导体材料，由于具有原材料便宜、导电性好、荧光量子效率高、发光光谱窄、颜色易调节等特点，被成功应用于发光二极管器件当中。钙钛矿发光二极管(PeLEDs)与有机发光二极管(OLEDs)一样都属于面光源，在显示和照明领域具有非常大的应用潜力。特别是在显示方面，PeLEDs不但具有与OLEDs一样的优点，如响应速度快、耐低温性好、轻薄和柔性可弯曲等，而且可以弥补OLEDs色纯度差和成本高等方面的不足。

近年来，PeLEDs研究发展十分迅速，器件性能不断突破，外量子效率(EQE)在短短几年的时间里由不到1％提升到超过20％，逐渐缩小与OLEDs的差距。但是与绿光、红光和近红外器件相比，蓝光PeLEDs仍然面临效率低的问题，目前蓝光器件的EQE还没有超过10％。

混合卤素是调节钙钛矿带隙和发光颜色的主要策略之一，采用氯(Cl)离子和溴(Br)离子混合可以制备蓝光钙钛矿。然而这种混合卤素钙钛矿在电场作用下容易发生离子迁移而造成分相(富Cl相和富Br相)，进而导致光谱随电压变化，严重影响了蓝光PeLEDs的效率和光谱稳定性。另一种制备蓝光钙钛矿的方法是构筑全Br的准二维钙钛矿结构，通过掺入大基团有机阳离子减少金属卤化物八面体的层数(n)，可以将准二维钙钛矿相的带隙从2.6eV(n＝4)提高到2.7eV(n＝3)、2.9eV(n＝2)和3.1eV(n＝1)，从而实现蓝光发光。这种构筑准二维结构的方法，虽然可以避免因混合卤素离子迁移造成的光谱变化，但是精细调控准二维钙钛矿中的相分布十分困难，容易产生不同n值钙钛矿相共存的现象，导致激子能量从低n值钙钛矿相向高n值钙钛矿相传递，而且准二维钙钛矿的导电性会变差，所以用这种方法制备的蓝光PeLEDs的发光亮度和效率并不高。

发明内容

针对以上现有技术存在的不足，本发明的首要目的在于提供一种蓝光钙钛矿发光二极管。该蓝光钙钛矿发光二极管具有高效率且光谱稳定的优点。

本发明的另一目的在于提供一种蓝光钙钛矿发光二极管的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种蓝光钙钛矿发光二极管，包括蓝光发光层；所述蓝光发光层包括钙钛矿以及掺杂的碱金属卤化物和大基团有机卤化物；所述大基团有机卤化物为有机氯化胺LCl或有机溴化胺LBr，其中L为离子半径＞300皮米(pm)的正一价有机胺离子。

进一步地，所述钙钛矿的分子式为CsPb_1+yCl_xBr_3-x+2y，其中x＝0.5～0.9，y＝0～0.5。

进一步地，所述碱金属卤化物为氯化锂(LiCl)、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、溴化锂(LiBr)、溴化钠(NaBr)和溴化钾(KBr)中的一种或几种。

进一步地，所述蓝光钙钛矿发光二极管自下而上依次包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、蓝光发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极。

进一步地，所述阳极为氧化铟锡(ITO)。

进一步地，所述空穴注入层为氧化镍(NiO_x)。