【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子器件，具体涉及一种准二维纯蓝光钙钛矿薄膜的制备方法和应用。
技术介绍
1、准二维钙钛矿材料，以其独特的层状结构脱颖而出，该结构由无机层与长的有机链交替排列构成，形成了多量子阱的精细布局。通过调控其结晶动力学过程，科学家们能够利用简单的旋涂技术制备出高发光效率的准二维薄膜，且这一过程无需复杂的纯化或配体交换步骤，展现了相较于其他钙钛矿材料的显著优势。在物理与光电特性的灵活调控方面，准二维钙钛矿更是展现出非凡的能力。其核心在于通过微调无机层与有机层之间的层数(n值)，实现对能带结构及光电性质的精确调控。随着n值的增加，量子限域效应逐渐减弱，二维钙钛矿的带隙也相应减小，这一特性为光学性能的定制化设计开辟了广阔的空间。因此，通过精准调控层数和组分，科学家们能够灵活调节其发光波长，成功实现了包括蓝光在内的多种特定颜色的发光。尤为值得一提的是，准二维钙钛矿在蓝光发射领域的应用已取得了突破性进展。例如，基于ruddlesden-popper(rp)相的首个2d钙钛矿蓝光钙钛矿发光二极管(peleds)，采用(pea)2pbbr4作为发光层，成功在室温下发射出410nm的蓝光。尽管初期效率尚待提升(eqe仅为0.04％)，但这一成果为蓝光peleds的发展奠定了重要基础。随后的研究通过不断优化材料组分与制造工艺，显著提高了蓝光peleds的性能，使其更加接近商业化应用的门槛。
2、相较于三维钙钛矿，准二维钙钛矿在环境稳定性方面展现出卓越表现，其外层有机层如同天然屏障，有效抵御水、氧的侵蚀，延长了器件使用寿命并增强
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种准二维纯蓝光钙钛矿薄膜的制备方法，通过精确控制工艺参数，实现薄膜的快速均匀结晶，确保获得高质量准二维钙钛矿薄膜、进而提升其在peleds(钙钛矿发光二极管)等光电器件中应用性能。
2、本专利技术还提出一种钙钛矿发光二极管，包括依次叠加设置的阳极导电玻璃层、空穴传输层、界面修饰层、钙钛矿发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层，所述制备方法制备得到的准二维纯蓝光钙钛矿薄膜。
3、根据本专利技术的第一个方面，提出了一种准二维纯蓝光钙钛矿薄膜的制备方法，包括以下步骤：
4、s1.在溶液态下，混合溴化铯、溴化铅、氯化铅、有机配体材料、甲脒氢溴酸盐、溴化锂和二乙基焦磷酰胺添加剂得到钙钛矿前驱体溶液；
5、s2.将所述钙钛矿前驱体溶液于50～80℃下涂覆在衬底上。
6、根据本专利技术的第一个方面的实施例，至少具有以下有益效果：
7、本专利技术为一种创新的采用热旋涂法合成准二维纯蓝光钙钛矿薄膜及其制备方法，该方法的核心在于通过精确控制工艺参数，实现薄膜的快速均匀结晶，这是确保获得高质量准二维钙钛矿薄膜、进而提升其在peleds(钙钛矿发光二极管)等光电器件中应用性能的关键前提。在传统的薄膜制备过程中，往往存在结晶速度慢、结晶不均匀等问题，这些问题会直接影响薄膜的光学性能和稳定性，进而限制其在高性能光电器件中的应用。本专利技术针对这一挑战，提出了利用热旋涂法与添加剂协同作用的新策略，旨在从根本上改善准二维纯蓝光钙钛矿薄膜的制备过程。具体而言，本专利技术通过引入热旋涂法，利用旋转过程中产生的离心力以及加热带来的热能，共同作用于前驱体溶液，促进其快速均匀地铺展在基底上，并加速溶剂的挥发和溶质的结晶过程。这种方法不仅能够显著提高薄膜的结晶速率，还能有效减少薄膜内部的缺陷和相分离现象，从而确保薄膜的均匀性和致密度。
8、同时，为了进一步优化薄膜的结晶质量，本专利技术还创新性地引入了depa作为辅助手段。depa添加剂的加入能够调节前驱体溶液的粘度和表面张力，促进有利相(如n＝2相)的形成，并抑制低n相(n＝1)的生长及非辐射复合中心的产生。这种添加剂与热旋涂法的协同作用，使得在制备过程中能够实现更加精细的结晶控制，从而制备出具有高plqy(光致发光量子产率)的准二维纯蓝光钙钛矿薄膜。
9、综上所述，本专利技术通过采用热旋涂法与添加剂协同作用的新策略，成功解决了传统制备过程中存在的结晶速度慢、结晶不均匀等问题，实现了准二维纯蓝光钙钛矿薄膜的快速均匀结晶。这种高质量的薄膜不仅具有优异的光学性能和稳定性，还具备广阔的应用前景，特别是在高性能peleds等光电器件的制造领域具有巨大的潜力。
10、在本专利技术的一些实施方式中，按摩尔比计，所述溴化铯、所述溴化铅、所述氯化铅、所述有机配体材料、所述甲脒氢溴酸盐、所述溴化锂和所述二乙基焦磷酰胺为1.0～1.2：0.5：0.5：1.5：0.15：0.15：0.1～0.01。
11、在本专利技术的一些实施方式中，在溶液态下，pb2+的浓度为0.08～0.2mmol/ml。
12、上述浓度下pb2+有助于形成高质量的钙钛矿晶体，提高光吸收和电子迁移率，增强蓝光发射的效率。
13、在本专利技术的一些实施方式中，所述有机配体材料包括氟苯乙基溴化铵和苯乙基溴化胺中的至少一种。
14、在本专利技术的一些实施方式中，在溶液态下，所述溶剂包括二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。
15、在本专利技术的一些实施方式中，步骤s1中，所述混合的温度为30～80℃。
16、在本专利技术的一些实施方式中，步骤s2中，所述涂覆的方法包括旋涂；所述旋涂的时间为30～200s。
17、在本专利技术的一些实施方式中，步骤s2中，所述旋涂的时间为60～130s。
18、在本专利技术的一些实施方式中，步骤s2中，所述旋涂的转速为3000～5000rpm。
19、在本专利技术的一些实施方式中，所述衬底为经过前处理后得到的衬底。
20、在本专利技术的一些实施方式中，所述前处理的步骤包括以下步骤：
21、a1.清洗衬底，采用将衬底分别浸泡在洗液和超纯水中，然后利用超声波进行清洗衬底；
22、a2.烘干衬底，将清洗完成的衬底放在100～200℃的热台或者烘箱进行干燥，保证整个衬底无水分存在；
23、a3.表面处理，将干燥后的衬底进行等离子清洗5～30min。
24、根据本专利技术的第二个方面，提出了一种钙钛矿发光二极管，包括依次叠加设置的阳极导电玻璃层、空穴传输层、界面修饰层、钙钛矿发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层，所述钙钛矿发光层为制备方法制备得到的准二维纯蓝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种准二维纯蓝光钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按摩尔比计，所述溴化铯、所述溴化铅、所述氯化铅、所述有机配体材料、所述甲脒氢溴酸盐、所述溴化锂和所述二乙基焦磷酰胺为1.0～1.2：0.5：0.5：1.5：0.15：0.15：0.1～0.01。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在溶液态下，Pb2+的浓度为0.08～0.2mmol/ml。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机配体材料包括氟苯乙基溴化铵和苯乙基溴化胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在溶液态下，溶剂包括二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基丙烯基脲中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合的温度为30～80℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述涂覆的方法包括旋涂；所述旋涂的时间为30～200s。
8.根据权利要求7
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述旋涂的转速为3000～5000rpm。
10.一种钙钛矿发光二极管，其特征在于，包括依次叠加设置的阳极导电玻璃层、空穴传输层、界面修饰层、钙钛矿发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层，所述钙钛矿发光层为权利要求1～9任一项的制备方法制备得到的准二维纯蓝光钙钛矿薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种准二维纯蓝光钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按摩尔比计，所述溴化铯、所述溴化铅、所述氯化铅、所述有机配体材料、所述甲脒氢溴酸盐、所述溴化锂和所述二乙基焦磷酰胺为1.0～1.2：0.5：0.5：1.5：0.15：0.15：0.1～0.01。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在溶液态下，pb2+的浓度为0.08～0.2mmol/ml。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机配体材料包括氟苯乙基溴化铵和苯乙基溴化胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在溶液态下，溶剂包括二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮和n,n-二甲基...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡源，袁国强，李伯洋，钟光传，鲁宪飞，陈潇涵，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：
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