[发明专利]基于Mg2+

说明书

本发明公开了一种基于Mg²⁺掺杂准二维钙钛矿材料的蓝色发光二极管的制备方法，属于钙钛矿发光器件制备工艺技术领域，通过将掺杂Mg²⁺的PEA₂CsPb₂Br₇薄膜作为发光层，制备蓝光PeLEDs。由于掺杂的Mg²⁺取代钙钛矿晶格中的Pb²⁺，导致带隙变宽，光谱蓝移。并且，掺杂Mg²⁺使得钙钛矿晶体表面缺陷形成能增高，有效抑制缺陷态形成，减少非辐射复合，提高器件效率。

技术领域

本发明涉及钙钛矿发光器件制备工艺技术领域，尤其涉及一种基于Mg²⁺掺杂的准二维钙钛矿材料的蓝色发光二极管的制备方法，将掺杂有Mg²⁺的准二维钙钛矿PEA₂CsPb₂Br₇作为发光层制备蓝光钙钛矿发光二极管。

背景技术

近几年钙钛矿因具有发光光谱可调、发光色纯度高和荧光量子效率高等特点，在发光二极管领域获得了广泛的关注。目前，对于钙钛矿发光二极管（PeLEDs）的研究已经取得了巨大的进步，其外量子相率已达到20%以上。但与绿光、红光相比，实现稳定高效的蓝光PeLED依然是一大挑战。相比于传统三维钙钛矿，准二维钙钛矿具有水氧环境下稳定性更高，激子结合能以及载流子复合效率更高的优势。并且，由于准二维钙钛矿晶粒尺寸更小，加之量子限域效应，其光谱会发生蓝移，是制备蓝光PeLEDs的有利材料。

制备蓝光PeLEDs通常采用的方法是以氯离子和溴离子混合的钙钛矿作为发光层。但在电场作用下，由于离子迁移，钙钛矿会分成富氯相和富溴相，从而造成光谱随电压变化，影响蓝光PeLEDs的光谱稳定性和效率。另一种方法是在全溴的准二维钙钛矿准二维钙钛矿中掺杂大分子有机阳离子，使带隙变宽，实现蓝光器件。但大分子有机阳离子的掺入会使准二维钙钛矿的导电性变差，从而影响器件效率。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于Mg²⁺掺杂的准二维钙钛矿材料的蓝色发光二极管的制备方法，通过在准二维钙钛矿PEA₂CsPb₂Br₇中掺杂Mg²⁺获得高效率的蓝色发光二极管。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于Mg²⁺掺杂的准二维钙钛矿材料的蓝色发光二极管的制备方法，包括以下步骤：

（1）ITO玻璃基片的清洗：

依次使用ITO清洗液和清水对ITO玻璃基片进行超声处理10min，再利用氮气吹干，并放置于120℃的热台上10min；

（2）对ITO玻璃基片的紫外臭氧处理：

将经过步骤（1）处理过后的ITO玻璃基片置于紫外光清洗机中处理15min；

（3）旋涂空穴注入层:

在经过步骤（2）处理后的ITO玻璃基片上旋涂PEDOT：PSS作为空穴注入层，旋涂转速为2500rap,时间为60s，之后置于120℃的热台上退火15~20min；

（4）制备准二维钙钛矿前驱体溶液:

将PbBr₂、CsBr和PEABr按摩尔比2:1:2溶于无水DMSO中，置于70℃的热台上搅拌2h，得到PEA₂CsPb₂Br₇前驱体溶液；

（5）旋涂发光层：