[发明专利]一种使用两亲性二氧化硅离子掺杂的钙钛矿薄膜及发光二极管制备方法

说明书

本发明涉及一种使用两亲性二氧化硅离子掺杂的钙钛矿薄膜及发光二极管制备方法。首先在ITO玻璃上，在经过对ITO导电玻璃的清洁和臭氧处理之后，利用旋涂工艺在ITO薄膜之上制备ZnO薄膜以及PEIE薄膜，随后通过两步旋涂而后通过退火获得了使用两亲性二氧化硅离子掺杂的钙钛矿薄膜发光层，再利用旋涂工艺在钙钛矿薄膜上制备空穴传输层，并利用蒸镀技术热蒸发氧化钼和金，最终形成一种使用两亲性二氧化硅离子掺杂的钙钛矿发光二极管器件。本发明制备方法新颖，制作成本低，制备工艺简单，本发明过两亲性二氧化硅纳米颗粒对FAPbI₃这种钙钛矿的掺杂混合，不仅使得纳米颗粒在钙钛矿颗粒间隙之间堆积，从而提高了钙钛矿发光层的抗水氧腐蚀性，而且还防止了电子、空穴在间隙处的直接复合，从而提高了器件的性能。

技术领域

本发明属于光电材料与器件领域，具体涉及一种使用两亲性二氧化硅离子掺杂的钙钛矿薄膜及发光二极管制备方法。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，信息交流与传递成为了日常生活中必不可少的一部分。量子点光致发光光学薄膜器件，作为一种最有可能实现实用化的显示器件，在信息交流和传递等领域起着至关重要的作用。而量子点发光光学薄膜器件作为一种最有可能实现实用化的显示器件，因为其优异的光致发光性能，色域广和光色可调等优点，已经成为了目前最为热门的研究对象。

就目前而言，钙钛矿发光二极管可以通过先在DMF或DMSO溶液中溶解卤化铅和卤化铯粉末来准备前驱体溶液，溶液随后通过旋涂退火形成钙钛矿发光薄膜，而后制成器件的方法制备钙钛矿发光二极管。但是这种方法所制备出的钙钛矿发光薄膜，由于在成膜过程中晶核生长的不确定性会导致所形成的薄膜不仅存在大量孔隙，而且很容易发生相变导致不发光，将会对器件的性能产生很大的负面影响，无法在保证发光性能的同时在稳定性方面有所建树。

为了提高器件的发光性能以及提高发光稳定性及寿命，我们就需要通过控制钙钛矿前驱体或者钙钛矿发光膜层抗水氧腐蚀性，在提高表面工整度的同时提高其稳定性。通过大量的实验，人们利用在钙钛矿薄膜上使用反溶剂进行旋涂，使得在制备器件时，反溶剂中的物质能将钙钛矿的表面缺陷钝化，同时反溶剂中的物质对钙钛矿薄膜有一个简单的包覆作用，起到一个微封装的作用，提高抗水氧腐蚀性，从而实现稳定性提升的同时，不损失器件的效率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种使用两亲性二氧化硅离子掺杂的钙钛矿薄膜及发光二极管制备方法，该制备方法新颖，制作成本低，制备工艺简单，通过在钙钛矿发光层中掺杂混合了二氧化硅纳米颗粒这一材料，在提高了器件性能同时，提高了钙钛矿的稳定性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种使用两亲性二氧化硅离子掺杂的钙钛矿薄膜及发光二极管制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、选取一ITO玻璃基板作为发光二极管的衬底，所述ITO玻璃包括一玻璃衬底以及所述玻璃衬底表面覆盖的ITO薄膜；

步骤S2、配置ZnO前驱体溶液和PEIE溶液，利用旋涂工艺在ITO玻璃基板表面先后旋涂ZnO前驱体溶液与PEIE溶液，通过退火形成ZnO/PEIE薄膜；

步骤S3、配置二氧化硅纳米颗粒的甲苯溶液，将二氧化硅纳米颗粒的甲苯溶液作为反溶剂，旋涂于钙钛矿发光层之上；

步骤S4、使用DMF溶液，制备得到钙钛矿前驱体溶液；

步骤S5、利用旋涂的工艺在ZnO/PEIE薄膜表面旋涂钙钛矿前驱体溶液和二氧化硅纳米颗粒的甲苯溶液，退火干燥形成混合有二氧化硅纳米颗粒的钙钛矿薄膜，即混合有二氧化硅纳米颗粒的钙钛矿发光层；

步骤S6、配制空穴传输层前驱体溶液，在掺杂有二氧化硅纳米颗粒的钙钛矿薄膜表面旋涂空穴传输层前驱体溶液，并退火干燥形成空穴传输层；