[发明专利]基于修饰空穴传输层的蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于修饰空穴传输层的蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法，器件包括阳极基板、修饰空穴传输层、钙钛矿发光层、电子传输层以及阴极。本发明创造性的引入丙醇胺分子添加剂，可以有效调控蓝光钙钛矿发光层的结晶生长，使之形成高均匀度、高结晶性和低缺陷密度的高质量发光薄膜，薄膜光致发光特性和光谱稳定性都得到增强，所制备的蓝光钙钛矿发光二极管的亮度、外量子效率和工作寿命明显提升。本发明中的修饰方法成本低廉，操作简单，效果显著，适用于旋涂、刮涂、印刷以及喷墨打印等多种现行的制备工艺。

技术领域

本发明涉及钙钛矿光电器件制备领域，具体涉及一种基于空穴传输层界面修饰的蓝光钙钛矿发光二极管制备方法。

背景技术

金属卤化物钙钛矿（Perovskite）是继石墨烯之后国际研究的热门材料，其具有优良的光电性质，成本低廉而且可溶液加工，在光电器件技术领域被广泛研究；其中，钙钛矿太阳能电池已经实现商业化大规模制备，钙钛矿发光二极管在近10年也取得快速发展，在显示和照明领域具有很好的应用前景。

钙钛矿发光二极管具有的突出优点是色纯度高、溶液法加工。目前，绿光和红光钙钛矿发光二极管的外量子效率已经突破20%，器件寿命也提高到了几百个小时；但是蓝光钙钛矿发光二极管的器件性能还很差，限制了钙钛矿发光二极管的全色显示及其实际应用，因此，寻找合适的方法提高蓝光钙钛矿发光二极管的性能具有重要意义。

制备蓝光钙钛矿常见的方法是在溴体系的钙钛矿中引入一定量的氯离子调节发光光谱，但氯离子的引入会使钙钛矿薄膜的均匀性和结晶性变差，极大地降低器件的发光性能。目前，反溶剂法常被用来改善钙钛矿薄膜的结晶质量，但此法增加了操作复杂性，且难适用于工业上溶液法的大面积器件制备工艺，如印刷和喷墨打印；在器件中引入微纳结构增强光耦合，能提高器件的出光，但加工工艺复杂，增加制造成本；对钙钛矿层进行组分调节，与前两种方法相比更有优势，但实际操作也比较复杂，容易使钙钛矿的发光波长产生大的偏移。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于修饰空穴传输层的蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法，适用于溶液法加工的旋涂、刮涂、印刷以及喷墨打印等多种现行的制备工艺技术。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于修饰空穴传输层的蓝光钙钛矿发光二极管，其空穴传输层为醇胺修饰空穴传输层。进一步的，所述基于修饰空穴传输层的蓝光钙钛矿发光二极管还包括蓝光钙钛矿发光层、电子传输层、阳极和阴极，都为常规技术，根据现有材料以及制备方法得到。

本发明的创造性在于以醇胺修饰空穴传输层作为钙钛矿发光器件中的空穴传输层，其他结构或者组成都是现有技术，所述醇胺优选为丙醇胺（Propanolamine）。优选的，醇胺的体积为空穴传输层原液体积的1~3‰。

本发明将醇胺与空穴传输层原液按1~3:1000的体积比混合并搅拌均匀，得到修饰的空穴传输层溶液，其中醇胺掺杂浓度为1~3μl/ml。将修饰的空穴传输层溶液根据常规方法制备成膜，作为钙钛矿发光器件中的空穴传输层。

本发明中，醇胺修饰空穴传输层的厚度为30~40 nm，蓝光钙钛矿发光层厚度为20~25 nm，电子传输层厚度为40~50 nm，LiF厚度为1 nm，Al厚度为90~120 nm。

本发明公开了上述基于修饰空穴传输层的蓝光钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤，将醇胺加入空穴传输层原液中，得到修饰的空穴传输层溶液，然后将修饰的空穴传输层溶液旋涂于阳极表面，退火处理，得到空穴传输层，再制备蓝光钙钛矿发光层、电子传输层和阴极，得到基于修饰空穴传输层的蓝光钙钛矿发光二极管。