[发明专利]一种基于全溴配比的蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于全溴配比的蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法，包括从下而上依次设置的阳极衬底、空穴传输层、活性发光层、电子传输层、阴极修饰层和阴极电极，其特征在于：空穴传输层由聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸钠与空穴传输层修饰材料构成，空穴传输层修饰材料为咪唑；活性发光层的材质为钙钛矿，由钙钛矿前驱体制备，钙钛矿前驱体由基液A、基液B和调节剂构成，由下至上依次制备各层。本发明实现了光致与电致的出光峰连续可调，制备工艺简单高效。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，具体涉及一种基于溴基钙钛矿的蓝光发光二极管及其制备方法。

背景技术

近些年来，钙钛矿材料因其优越的光学性能，在太阳能以及显示领域的应用得到了迅猛的发展。钙钛矿量子点以及薄膜具有荧光产率高、色域广、光致与电致发光峰宽度窄等特性，在绿光、红光以及近红外波长段电致器件效率已可匹敌现行的OLED材料，同时具备成本低、能耗低、工艺简单等鲜明优势。

蓝光钙钛矿发光二极管的发展尚明显落后于绿光与红光，其原因在于传输材料载流子注入势垒高、复合效率较低；同时钙钛矿层材料缺陷态高、荧光产率低；天蓝光（484nm）与纯蓝光（468nm）器件最高外量子效率（EQE）仅为9.5%与2.8% （参见文献Nat Photon 13,760–764(2019)；Adv. Mater. 2019, 1904319）。

目前，实现蓝光钙钛矿发光二极管主要通过以下两种手段：其一是引入氯离子（参见Nat Comm 10，1027(2019)），此方法会带来器件工作状态下离子迁徙的问题，使得光谱在高电压下出现明显的红移现象；其二是通过构建较大离子半径的A位阳离子（参见Adv.Mater. 2019, 1904319），虽然此方法下器件电致光谱稳定，不过发光峰可调范围有限，且效率与亮度均处于较低的水平。

为了实现对器件发光峰的调节，中国发明专利CN105441074A公开了一种基于对CsPbBr₃钙钛矿量子点从蓝光到绿光调控的制备方法，在不同温度条件下（例如分别在100℃、120℃、140℃、150℃、160℃）制备出对应的CsPbBr₃量子点，将5种量子点组合，实现蓝光到绿光的调控。该方法对发光峰调控复杂，制备工艺过程繁琐，难以实现工业化应用。

另一方面，空穴传输层的材料也会对钙钛矿层产生不良影响，为此，中国发明申请CN110649171A公开了一种高效、发光颜色稳定的钙钛矿蓝光发光二极管，在空穴注入层和发光层之间设置界面修饰层氯化铷。一方面，该方案中的钙钛矿为引入氯离子的混合材料，不能实现纯溴配比，另一方面，增加界面修饰层导致工艺步骤的增加，同时对器件的性能会产生影响。

因此，如何实现基于全溴配比的蓝光钙钛矿发光二极管，提高其发光效率并使发光峰易于调节，是本领域急需解决的问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种基于全溴配比的蓝光钙钛矿发光二极管，实现获得发光峰光谱稳定及光谱连续可调；本发明的另一发明目的是提供这种发光二极管的制备方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种基于全溴配比的蓝光钙钛矿发光二极管，包括从下而上依次设置的阳极衬底、空穴传输层、活性发光层、电子传输层、阴极修饰层和阴极电极，所述空穴传输层由聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠（PEDOT:PSS）与空穴传输层修饰材料构成，所述空穴传输层修饰材料为咪唑；所述活性发光层的材质为钙钛矿；所述钙钛矿由钙钛矿前驱体制备，所述钙钛矿前驱体由基液A、基液B和调节剂构成，所述基液A为引入 1-丁基胺氢溴酸盐掺杂的CsPbBr₃ 的二亚甲砜溶液，所述基液B为 (BA)₂PbBr₄的二亚甲砜溶液，其中BA为C₄H₉NH₃⁺，所述调节剂为乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或其混合物。