[发明专利]含双官能团添加剂的钙钛矿薄膜、发光二极管、制备方法

说明书

本公开提供了一种含双官能团添加剂的钙钛矿薄膜、发光二极管及其制备方法，其中，双官能团添加剂具有如式(1)所示的结构：其中，A1选自Csubgt;1/subgt;‑Csubgt;5/subgt;的烷基；X选自含N、O、F、Cl、Br、I中至少一种孤对电子基团，孤对电子基团与式(1)中氨基形成分子间氢键自组装结构作为物理间隔层，抑制电荷传输层界面低能态激基复合物的产生而导致的钙钛矿薄膜非辐射能量的损失，孤对电子能够钝化因卤化物空缺造成的不饱和铅悬空键，减少钙钛矿薄膜中的缺陷。利用添加剂中氨基与钙钛矿体系中甲脒氢碘酸盐的氨基之间形成的氢键或分子间作用力，减缓钙钛矿成膜过程中晶粒生长，进而诱导FAPbIsubgt;3/subgt;钙钛矿薄膜具有更高的结晶度，提高了薄膜的质量和发光效率。

技术领域

本公开属于光电技术领域，尤其涉及一种含双官能团添加剂的钙钛矿薄膜、基于FAPbI₃的钙钛矿发光二极管及其制备方法，更具体地涉及一种基于含双官能团添加剂钙钛矿薄膜的近红外钙钛矿发光二极管及其制备方法。

背景技术

钙钛矿材料具有独特的光电特性，它具有吸收系数高、光学带隙易于调节、电子空穴迁移率高、载流子扩散长度长、缺陷容忍度高、色纯度高、可溶剂加工等优点，使其在发光二极管中具有很高的应用价值和潜力。在过去十年内，钙钛矿发光二极管实现了超过23％的外量子效率(External Quantum Efficiency，EQE)。目前，大多数钙钛矿发光二极管的高EQE是在低电流密度(＜0.1mA cm^-2)和低亮度(1W sr^-1 m^-2)下获得的，而在高亮度(＞100Wsr^-1 m^-2)下器件的外量子效率大幅降低和快速降解，限制了钙钛矿发光二极管的商业化应用。

三维(3D)钙钛矿由于其独特的光电特性，如较高载流子迁移率、相对平衡的双极电荷传输和较低的俄歇复合，已被证明是高亮度发光二极管的候选材料。然而，不良的薄膜形貌和高缺陷诱导的非辐射能量损失严重阻碍了其性能的进一步提升。同时，电荷传输层界面上严重的钙钛矿的非辐射能量损失也造成了钙钛矿发光二极管在高亮度下EQE大幅下降且稳定性较差。

因此，开发有一种多功能添加剂并将其应用到钙钛矿中，使其能够解决上述技术问题，同时在较高亮度下保持较高的EQE和器件稳定性，解决目前商业化钙钛矿发光二极管所面临的关键性挑战是非常必要的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种含双官能团添加剂的钙钛矿薄膜、发光二极管、制备方法，以期至少部分地解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本公开提供的技术方案如下：

作为本公开第一个方面，提供了一种含双官能团添加剂的钙钛矿薄膜，双官能团添加剂具有如式(1)所示的结构：

其中，A₁选自C₁-C₅的烷基；

X选自含N、O、F、Cl、Br、I中至少一种的孤对电子基团，孤对电子基团与式(1)中的氨基形成分子间氢键。

在其中一个实施例中，双官能团添加剂中烷基包括-CH₂-CH₂-。

在其中一个实施例中，双官能团添加剂中X包括以下任意一种孤对电子基团：

在其中一个实施例中，双官能团添加剂中X包括以下任意一种孤对电子基团：

在其中一个实施例中，双官能团添加剂包括以下任意一种：