CN105720204A - 一种反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管，包括ITO玻璃基板、沉积在ITO玻璃表面的ZnO电子传输层、无机钙钛矿CsPbX3量子点发光层、4,4ˊ,4”?三(咔唑?9?基)三苯胺空穴传输层、空穴注入层和阳极电极材料。通过以下步骤制备：首先在洁净的ITO玻璃上采用磁控溅射法沉积ZnO电子传输层，之后取CsPbX3量子点的分散液旋涂在器件表面，然后热蒸发沉积TCTA空穴传输层，再热蒸发沉积空穴注入层，最后沉积阳极电极材料。本发明的发光二极管可调节量子点发光层材料的卤素配比覆盖可见光范围，发光稳定且发光效率高。

Description

一种反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管
技术领域
本发明涉及一种反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管，属于电致量子点发光器件领域。
背景技术
钙钛矿材料由于其优异的光电性能，在发光二极管、激光等领域受到广泛关注。无机金属卤化物钙钛矿(CsPbX3)光学性能优异，且稳定性优于传统杂化钙钛矿材料，在光电子器件的应用中具有巨大的潜力。无机金属卤化物钙钛矿量子点因其具有独特的光学特性，如尺度依赖的发光、窄发射光谱及高发光效率，广受关注。
普通的发光二极管采用碱金属以及铝等做阴极材料，文献(High-efficiencylight-emitting devices based on quantum dots with tailored nanostructures[J].NaturePhotonics,2015,9(4):259-266.)中采用ITO/PEDOT:PSS/TFB/QDs/ZnO/Al结构，Al电极容易被空气和水分氧化，引起性能恶化，因此需要玻璃、粘合剂进行封装，不利于降低成本，也阻碍了柔性电致发光器件的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空沉积法为主、色域广、发光效率高和稳定性好的反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管，包括ITO玻璃基板、沉积在ITO玻璃表面的ZnO电子传输层、无机钙钛矿CsPbX3量子点发光层、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)空穴传输层、空穴注入层和阳极电极材料，所述空穴注入层为MoO3或WO3，阳极电极材料为Au，所述的反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管由以下步骤制备：
步骤1，在洁净的ITO玻璃上采用磁控溅射法沉积ZnO电子传输层；
步骤2，取CsPbX3量子点的分散液旋涂在经步骤1处理后的器件表面；
步骤3，于步骤2旋涂后的表面热蒸发沉积TCTA空穴传输层，然后热蒸发沉积空穴注入层，最后沉积阳极电极材料。
优选地，步骤1中，所述的ZnO电子传输层的沉积厚度为30～50nm。
优选地，步骤2中，所述的CsPbX3量子点中的X为Cl、Br、I元素或者任意二者组合，CsPbX3量子点的分散液为CsPbX3量子点分散在正辛烷溶剂中，分散液的浓度为10～15mg/mL。
优选地，步骤3中，所述的TCTA空穴传输层的沉积厚度为20～40nm；所述的空穴注入层材料为MoO3或WO3，空穴注入层的沉积厚度为5～20nm；所述的阳极材料为Au，阳极材料的沉积厚度为80～100nm。
本发明的反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管，结构新颖且更稳定，发光效率高，同时发光波长范围可调控。
附图说明
图1为本发明的反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管的结构示意图。
图2为本发明实施例1制备的发光二极管的电致发光图谱。
图3为实施例1制备的发光二极管的电流密度和外量子效率关系图。
具体实施方式
下面通过实施例和附图对本发明作进一步说明。
本发明的一种反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管，包括ITO玻璃基板、沉积在ITO玻璃表面的ZnO电子传输层、无机钙钛矿CsPbX3量子点发光层、空穴传输层TCTA、空穴注入层和阳极电极材料组成，首先在清洁的ITO玻璃上磁控溅射沉积30～50nm的n型氧化物ZnO作空穴传输层，然后旋涂无机钙钛矿CsPbX3量子点发光层，之后通过热蒸发沉积20～40nm厚的空穴传输层TCTA，再热蒸发沉积5～20nm厚的空穴注入层MoO3或WO3，最后热蒸发沉积80～100nm厚的阳极电极材料Au，得到发光均匀的反置结构CsPbX3无机钙钛矿量子点发光二极管。
实施例1
步骤1，在清洗好的ITO玻璃上磁控溅射沉积ZnO，厚度为40nm；
步骤2，取10mg/mL的CsPbBr3量子点的分散液进行旋涂，转速为2000r/min；
步骤3，通过热蒸发法沉积TCTA，沉积厚度为30nm；
步骤4，通过热蒸发法沉积MoO3，沉积厚度为10nm；
步骤5，通过热蒸发法采用掩膜板沉积Au电极，厚度为100nm，制得反置结构的CsPbBr3无机钙钛矿量子点发光二极管。
本实施例制得的反置结构的CsPbBr3无机钙钛矿量子点发光二极管的电致发光图谱如图1所示，可以看出其发光峰半高宽在20nm左右，色纯度非常高；其电流密度和外量子效率关系图如图2所示，其外量子效率达到1。
实施例2
步骤1，在清洗好的ITO玻璃上磁控溅射沉积ZnO，厚度为30nm；
步骤2，取15mg/mL的CsPbClBr2量子点的分散液进行旋涂，转速为2000r/min；
步骤3，通过热蒸发法沉积TCTA，沉积厚度为20nm；
步骤4，通过热蒸发法沉积MoO3，沉积厚度为5nm；
步骤5，通过热蒸发法采用掩膜板沉积Au电极，厚度为80nm，制得反置结构的CsPbClBr2无机钙钛矿量子点发光二极管。
实施例3
步骤1，在清洗好的ITO玻璃上磁控溅射沉积ZnO，厚度为50nm；
步骤2，取10mg/mL的CsPbBr2I量子点的分散液进行旋涂，转速为2000r/min；
步骤3，通过热蒸发法沉积TCTA，沉积厚度为40nm；
步骤4，通过热蒸发法沉积MoO3，沉积厚度为20nm；
步骤5，通过热蒸发法采用掩膜板沉积Au电极，厚度为100nm，制得反置结构的CsPbBr2I无机钙钛矿量子点发光二极管。
实施例4
步骤1，在清洗好的ITO玻璃上磁控溅射沉积ZnO，厚度为40nm；
步骤2，取10mg/mL的CsPbBr3量子点的分散液进行旋涂，转速为2000r/min；
步骤3，通过热蒸发法沉积TCTA，沉积厚度为40nm；
步骤4，通过热蒸发法沉积WO3，沉积厚度为5nm；
步骤5，通过热蒸发法采用掩膜板沉积Au电极，厚度为100nm，制得反置结构的CsPbBr3无机钙钛矿量子点发光二极管。

Claims (5)

1.一种反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管，其特征在于，包括ITO玻璃基板、沉积在ITO玻璃表面的ZnO电子传输层、无机钙钛矿CsPbX3量子点发光层、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺空穴传输层、空穴注入层和阳极电极材料，所述的空穴注入层为MoO3或WO3，阳极电极材料为Au。
2.一种如权利要求1所述的反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在洁净的ITO玻璃上采用磁控溅射法沉积ZnO电子传输层；
步骤2，取CsPbX3量子点的分散液旋涂在经步骤1处理后的器件表面；
步骤3，于步骤2旋涂后的表面热蒸发沉积TCTA空穴传输层，然后热蒸发沉积空穴注入层，最后沉积阳极电极材料。
3.根据权利要求2所述的反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的ZnO电子传输层的沉积厚度为30～50nm。
4.根据权利要求2所述的反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的CsPbX3量子点中的X为Cl、Br、I元素或者任意二者组合，CsPbX3量子点的分散液为CsPbX3量子点分散在正辛烷溶剂中，分散液的浓度为10～15mg/mL。
5.根据权利要求2所述的反置结构的无机钙钛矿量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述的TCTA空穴传输层的沉积厚度为20～40nm；所述的空穴注入层材料为MoO3或WO3，空穴注入层的沉积厚度为5～20nm；所述的阳极材料为Au，阳极材料的沉积厚度为80～100nm。
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