一种钙钛矿发光二极管及其制备方法技术

本申请涉及发光二极管技术领域，具体为一种蓝光钙钛矿发光二极管，包括钙钛矿发光层，所述钙钛矿发光层包括钙钛矿、大基团有机卤化物和卤代有机卤化物，其中，所述大基团有机卤化物包括有机氯化胺LCl或者有机溴化胺LBr，L为离子半径大于300皮米的正一价有机胺离子；所述卤代有机卤化物包括卤代有机氯化胺MCl或者卤代有机溴化胺MBr，其中M为含有碳卤键(C

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿发光二极管及其制备方法


[0001]本申请属于发光二极管
，具体为一种蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属卤化铅钙钛矿作为一种流行的半导体材料在光电子领域具有广泛的应用，例如光伏电池、发光二极管(LED)、激光器和探测器。其具有突出的光学和电学特性，如高光致发光量子效率(PLQY)、可调带隙、高载流子迁移率和高色纯度，以及其溶液可加工性，在高性价比、高性能的光电子器件中具有广阔的应用前景，并且有望在显示和照明领域与同为面光源的OLED和QLED一争高下。因此，钙钛矿型电致发光二极管(PeLED)已成为一个重要的研究领域。
[0003]但是与绿光、红光和近红外器件相比，尽管蓝光器件的EQE已经突破了10％，但是蓝光PeLEDs存在光谱不稳定、相生成及分布不可控等问题，因此仍然面临效率较低的问题，蓝光PeLED作为显示和照明的关键部分，其性能仍需进一步提高。因此，如何保证钙钛矿稳定发射蓝光，提高蓝光钙钛矿发光二极管的发光效率，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本说明书一个或多个实施例的目的是提供一种蓝光钙钛矿发光二极管及其制备方法，能够保证钙钛矿稳定发射蓝光，提高蓝光钙钛矿发光二极管的发光效率。
[0005]为解决上述技术问题，本说明书一个或多个实施例是这样实现的：
[0006]第一方面，提供了一种蓝光钙钛矿发光二极管，包括钙钛矿发光层，所述钙钛矿发光层包括钙钛矿、大基团有机卤化物和卤代有机卤化物，其中，所述大基团有机卤化物包括有机氯化胺LCl或者有机溴化胺LBr，L为离子半径大于300皮米的正一价有机胺离子；所述卤代有机卤化物包括卤代有机氯化胺MCl或者卤代有机溴化胺MBr，其中M为含有碳卤键(C
‑
F/C
‑
Cl/C
‑
Br)且正一价的有机胺离子。
[0007]第二方面，提出了一种蓝光钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：制备钙钛矿前驱体溶液；生长钙钛矿发光层；其中，所述前驱体溶液包括钙钛矿、大基团有机卤化物和卤代有机卤化物，所述大基团有机卤化物包括有机氯化胺LCl或者有机溴化胺LBr，L为离子半径大于300皮米的正一价有机胺离子；所述卤代有机卤化物包括卤代有机氯化胺MCl或者卤代有机溴化胺MBr，其中M为含有碳卤键(C
‑
F/C
‑
Cl/C
‑
Br)且正一价的有机胺离子。
[0008]由以上本说明书一个或多个实施例提供的技术方案可见，本专利技术实施例提供的蓝光钙钛矿发光二极管，在钙钛矿体系中同时引入大基团有机卤化物和卤代有机卤化物制备蓝光准二维钙钛矿，利用大基团有机卤化胺和卤代有机卤化胺共同作用使钙钛矿形成准二维n相结构，来调控准二维相的生成以及分布，实现对钙钛矿维度结构和带隙宽度的调节。另外利用卤代有机卤化物中碳卤键和胺基键与钙钛矿中的卤素离子间的相互作用增加蓝光钙钛矿的激子结合能，改善带隙宽度，抑制二维相(n＝1)的形成，同时降低准二维高n相
(n≥4)的生成，使得激子能够有效地从n＝2相向n＝3相转移，在保持稳定蓝光发射的同时提升准二维钙钛矿的发光效率。解决现有技术中蓝光钙钛矿发光二极管中存在的光谱不稳定、相生成及分布不可控等问题，保证钙钛矿稳定发射蓝光，提高了蓝光钙钛矿发光二极管的发光效率。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对一个或多个实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1是根据本专利技术提供的蓝光钙钛矿发光二极管的结构示意图；
[0011]图2是根据本专利技术提供的对比例1和实施例1中钙钛矿发光层的紫外
‑
可见光吸收光谱图；
[0012]图3是根据本专利技术提供的对比例1和实施例1中钙钛矿发光层的光致发光光谱图；
[0013]图4是根据本专利技术提供的对比例1(曲线1)和实施例1(曲线2)中蓝光钙钛矿发光二极管的电流密度
‑
电压
‑
亮度曲线图；
[0014]图5是根据本专利技术提供的对比例1(曲线1)和实施例1(曲线2)中蓝光钙钛矿发光二极管的外量子效率
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电流密度曲线图；
[0015]图6是根据本专利技术提供的对比例1中蓝光钙钛矿发光二极管在不同偏压下的电致发光光谱图；
[0016]图7是根据本专利技术提供的实施例1中蓝光钙钛矿发光二极管在不同偏压下的电致发光光谱图。
[0017]附图标记：基板1、阳极层2、阳极界面层3、钙钛矿发光层4、阴极界面层5、阴极界面修饰层6、阴极层7。
具体实施方式
[0018]为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的一个或多个实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
[0019]本专利技术实施例提供的蓝光钙钛矿发光二极管，保证钙钛矿稳定发射蓝光，提高了蓝光钙钛矿发光二极管的发光效率。下面将详细地描述本说明书提供的蓝光钙钛矿发光二极管及其各个部分。
[0020]实施例一
[0021]参照图1所示，为本专利技术实施例提供的蓝光钙钛矿发光二极管包括钙钛矿发光层4，钙钛矿发光层4包括钙钛矿、大基团有机卤化物和卤代有机卤化物，其中，大基团有机卤化物包括有机氯化胺LCl或者有机溴化胺LBr，L为离子半径大于300皮米的正一价有机胺离子；卤代有机卤化物包括卤代有机氯化胺MCl或者卤代有机溴化胺MBr，其中M为含有碳卤键
(C
‑
F/C
‑
Cl/C
‑
Br)且正一价的有机胺离子。
[0022]钙钛矿发光层由钙钛矿前驱体溶液旋涂而成，前驱体中包括钙钛矿以及掺杂的大基团有机卤化物和卤代有机卤化物。大基团有机卤化物为有机氯化胺LCl或者有机溴化胺LBr，L为离子半径大于＞300皮米的正一价有机胺离子；卤代有机卤化物为卤代有机氯化胺MCl或者卤代的有机溴化胺MBr，其中M为含有碳卤键(C
‑
F/C
‑
Cl/C
‑
Br)且正一价的有机胺离子。
[0023]本专利技术实施例提供的蓝光钙钛矿发光二极管的实现原理为：在钙钛矿体系中同时引入大基团有机卤化物和卤代有机卤化物制备蓝光准二维钙钛矿。通过大基团有机卤化物使钙钛矿形成准二维结构，通过化学计量比，调节大基团卤化胺与钙钛矿的比例，实现对钙钛矿维度结构和带隙宽度的调节。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝光钙钛矿发光二极管，包括钙钛矿发光层，其特征在于，所述钙钛矿发光层包括钙钛矿、大基团有机卤化物和卤代有机卤化物，其中，所述大基团有机卤化物包括有机氯化胺LCl或者有机溴化胺LBr，L为离子半径大于300皮米的正一价有机胺离子；所述卤代有机卤化物包括卤代有机氯化胺MCl或者卤代有机溴化胺MBr，其中M为含有碳卤键(C
‑
F/C
‑
Cl/C
‑
Br)且正一价的有机胺离子。2.根据权利要求1所述的蓝光钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述卤代有机氯化胺MCl为卤代烷基氯化胺、卤代芳基氯化胺，所述卤代有机溴化胺MBr为卤代烷基溴化胺和卤代芳基溴化胺，其中，所述卤代烷基氯化铵为X
‑
C
n
H
2n
NH3Cl，烷基中碳数n为2
‑
5，X为卤素；所述卤代芳基氯化胺为X
‑
Ph
‑
C
n
H
2n
‑
NH3Cl，Ph为亚苯基，碳数n为1
‑
5，X为卤素；所述卤代烷基溴化胺为X
‑
C
n
H
2n
NH3Br，碳数n为1
‑
5，X为卤素；所述卤代芳基溴化胺为X
‑
Ph
‑
C
n
H
2n
‑
NH3Br，Ph为亚苯基，碳数n为1
‑
5，X为卤素。3.根据权利要求1或2所述的蓝光钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述钙钛矿由溴化铯或氯化铯，溴化铅或氯化铅这两类材料中的任意一种或者两种混合而成。4.根据权利要求3所述的蓝光钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述大基团有机卤化物和铅离子的摩尔比为(0.2
‑
1):1，所述卤代有机卤化物和铅离子的摩尔比为(0
‑
1):1。5.根据权利要求1所述的蓝光钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述钙钛矿发光层的两侧分别为阳极界面层和阴极界面层，所述阳极界...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓阳，包志强，刘星元，吕营，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：