[发明专利]一种喷墨打印用钙钛矿纳米晶墨水及其配制方法

说明书

本发明公开一种喷墨打印用钙钛矿纳米晶墨水及其配制方法，此墨水由第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂和分散质混合而成；第一溶剂为低沸点钙钛矿纳米晶的非良溶剂；第二溶剂为高沸点钙钛矿纳米晶的非良溶剂；第三溶剂为钙钛矿纳米晶的良溶剂；分散质为ABX₃型钙钛矿纳米晶，其可分散于包含第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂的混合溶剂中。本发明构建的混合溶剂体系，可抑制喷墨打印膜层的咖啡环效应，改善打印钙钛矿纳米晶的成膜质量，在印刷显示屏、太阳能电池、防伪图案等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及印刷电子技术领域，具体涉及一种喷墨打印用钙钛矿纳米晶墨水及其配制方法。

背景技术

ABX₃型钙钛矿纳米晶具有荧光量子效率高、色域宽、色纯度高、量子限域效应强等优势，在印刷显示屏、太阳能电池、防伪图案等领域展现出了良好的应用前景。

钙钛矿纳米晶薄膜可通过旋涂、蒸镀、刮涂、打印等方式制备而成。其中，喷墨打印技术是一种非接触式的印刷技术，具有节省材料、无需掩膜板等优点，可大幅降低器件的制备成本。但是在打印过程中，膜层容易出现“咖啡环”效应，即薄膜的边缘厚度大于薄膜中心厚度，致使薄膜厚度不均匀，在发光、太阳能电池等各类器件应用中，薄膜的不均匀会导致器件的性能变差、寿命减短和局部电压过高，因此对于薄膜均匀性的调控非常有必要。而这种现象的产生主要是由于液滴的蒸发通量分布不均匀造成的，墨水的挥发速率直接影响着薄膜的形貌，这对墨水的配方提出了更高的要求，但这也显示对于墨水的配制具有非常重要的研究价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷墨打印用ABX₃型钙钛矿纳米晶墨水及其配制方法，采用该方法配制的墨水可以抑制咖啡环效应，打印出均匀的膜层。

本发明是这样来实现的：一种喷墨打印用ABX₃型钙钛矿纳米晶墨水，利用

ABX₃型钙钛矿纳米晶作为分散质分散在包含第一溶剂、第二溶剂和第三溶剂的混合溶剂中配制而成；

其中，A选自甲脒、甲胺、Cs中的一种或几种的组合，B选自Pb、Sn、Ge或Cu中的一种或几种的组合，X选自Cl、Br或I中的一种或几种的组合；

第一溶剂为低沸点的钙钛矿纳米晶的非良溶剂，第二溶剂为高沸点的钙钛矿纳米晶的非良溶剂，第三溶剂为钙钛矿纳米晶的良溶剂。

进一步地，第一溶剂的含量为0Vol％~99 Vol％，第二溶剂的含量为0 Vol％~99Vol％，第三溶剂的含量为0 Vol％~40Vol％。

进一步地，第一溶剂的其沸点范围为50-160℃，第二溶剂的沸点范围为160-270℃。

作为优选，第一溶剂为乙酸乙酯（77℃）、乙酸（117.9℃）、乙酸甲酯（57.8℃）中的一种或多种的混合物。

作为优选，第二溶剂为苯甲酸（249.2℃）、苯甲酸甲酯（198℃）、苯甲酸乙酯（212.6℃）、苯甲酸丁酯（250℃）、苯乙酸（265.5℃）、苯乙酮（202.6℃）、苯乙醚（170℃）、苯乙酸甲酯（216.5℃）、苯乙酸乙酯（229℃）、苯甲醇（205.7℃）中的一种或多种的混合物。

作为优选，第三溶剂为乙醇、甲醇、聚乙二醇200、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯甲醇中一种或多种的混合物。

上述喷墨打印用ABX₃型钙钛矿纳米晶墨水的配制步骤如下：

A)将分散质分散于第一溶剂与第三溶剂的混合溶剂中，得到混合溶液；

B)将混合溶液与第二溶剂混合，得到喷墨打印用钙钛矿纳米晶墨水；

或

A)将分散质分散于第二溶剂与第三溶剂的混合溶剂中，得到混合溶液；