CN109192872A - 改善钙钛矿led器件性能的有机分子掺杂的制作方法 - Google Patents

改善钙钛矿led器件性能的有机分子掺杂的制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109192872A
CN109192872A CN201810939803.1A CN201810939803A CN109192872A CN 109192872 A CN109192872 A CN 109192872A CN 201810939803 A CN201810939803 A CN 201810939803A CN 109192872 A CN109192872 A CN 109192872A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass substrate
perovskite
ito glass
led component
mcp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810939803.1A
Other languages
English (en)
Inventor
胡俊涛
朱钱鹏
黄阳
李�杰
王鹏
陆超超
罗派峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN201810939803.1A priority Critical patent/CN109192872A/zh
Publication of CN109192872A publication Critical patent/CN109192872A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明公开了一种改善钙钛矿LED器件性能的的制作方法，通过将少量有机物mCP掺杂进钙钛矿LED器件的发光层中，使得原本孔洞多，成膜性差钙钛矿发光层的薄膜形貌得到很好的改善，从而得到更高效率，高亮度的钙钛矿LED发光器件。本发明能够精确的控制mCP掺杂比例，操作简单，重复性好，成本低，所制作的钙钛矿LED器件最高亮度达到23008cd/m2，相对没有掺杂mCP的钙钛矿LED器件提升了9倍多，效果显著。

Description

改善钙钛矿LED器件性能的有机分子掺杂的制作方法
技术领域
本发明主要是一种改善钙钛矿LED器件性能的有机分子掺杂的制备方法，属于钙钛矿发光器件制备工艺领域。
背景技术
金属-卤化物钙钛矿具有高吸收系数、长的载流子长度和迁移率等诸多优异的光电性能，成为近年来的研究热点。除此之外，钙钛矿具有发光色纯度高、发光光谱可随着卤素基团可调节、高的荧光量子效率等优势，其在光电器件中的应用如火如荼。但是钙钛矿薄膜的孔洞多，成膜性差，难以实现高效率，高亮度的发光器件。
发明内容 针对上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种改善钙钛矿LED器件性能的有机分子掺杂的制备方法，是在全无机钙钛矿CsPbBr3中添加有机分子mCP获得高效发光二极管的制作方法，以实现高效率、高亮度的钙钛矿发光器件。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种改善钙钛矿LED器件性能的有机分子掺杂的制作方法，包括以下步骤：
（1）、ITO玻璃基片的清洗：
将ITO玻璃基片放在支架上，用400ml的纯水放在烧瓶中，加入20mlITO清洗液，轻微搅拌，再将存有玻璃基片的支架放入烧瓶中，进行超声处理30分钟后倒出ITO玻璃清洗液，加入等量的纯水再超声10分钟，清洗完成后用氮气枪吹干，再在100℃热台上烘干即可使用；
（2）、紫外臭氧处理：
使用紫外臭氧机处理经步骤（1）处理的ITO玻璃基片，以去除ITO玻璃基片表面的有机物残留并增加ITO基板的功函数，处理时间为15分钟左右即可；
（3）、旋涂空穴注入层：
在ITO玻璃基片上旋涂一层PEDOT:PSS。在旋涂PEDOT:PSS之前要用0.22μm水系过滤器过滤该溶液，以免有大颗粒杂质影响薄膜的形成，旋涂采用4000转旋涂60秒，然后置于120℃热台退火20分钟；
（4）、旋涂发光层：
将玻璃基片移至手套箱，再旋涂掺杂mCP钙钛矿层。钙钛矿溶液是将一定质量的mCP(25mg/mL)和CsPbBr3分别溶于无水DMSO，70℃搅拌2h所得，这里我们使用了CsPbBr3:mCP质量比为1:0、1:0.065、1:0.1、1:0.2的钙钛矿作为发光层，来观察器件性能的变化。旋涂采用3000转旋涂60秒，在热台上70℃退火5分钟；
（5）、将基片转移至真空镀膜机，依次蒸镀TPBi、LiF、Al，需要注意的是镀膜机真空度低于2×10-6时才能进行蒸镀工作，蒸镀完成后取出器件，使用盖板，固化胶水对其进行封装。
本发明的原理是：
本发明在步骤（4）中，采用添加mCP的钙钛矿作为发光层，mCP作为一种重要的磷光主体材料，能有效较少载流子非辐射能量损失；其次，mCP分子结构适中，钙钛矿分子能填充于该有机分子内，从而提高发光层分散度增强基底覆盖率；再者，mCP中的氮元素与钙钛矿中的铅元素发生配位作用形成鏊合体，从而提高钙钛矿的稳定性，提升了钙钛矿载流子寿命，减少因长时间放置引起CsPbBr3负面效应的相变，因此能够提高发光器件的性能。
本发明的优点是：
本发明通过将少量有机物mCP掺杂进钙钛矿LED器件的发光层中，使得原本孔洞多，成膜性差钙钛矿发光层的薄膜形貌得到很好的改善，从而得到更高效率，高亮度的钙钛矿LED发光器件。
附图说明
图1中a为发光器件的能带图，b为器件的结构图。
图2中a～d图为掺杂不同质量比的mCP钙钛矿薄膜的SEM图，e～h图为对应的AFM图。
图3中a为mCP的分子式与钙钛矿CsPbBr3晶体结构图，b为mCP与碱Pb2+之间的化学反应。
图4 为不同质量比mCP的PeLED器件的性能对比图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明。本实施例基于本发明技术方案，给出了详细实施方式和具体操作过程。本发明的保护范围包括但不限于下述的实施例。
参见图1、2、3、4，一种改善PeLED器件性能的有机分子mCP掺杂的制作方法，包括以下步骤：
（1）ITO玻璃基片的清洗：
首先将ITO玻璃基片置于400ml的纯水中，再加入20ml的ITO清洗液，超声处理30min后再在纯水中进行10min的超声清洗，以实现对ITO玻璃基片的超声清洗。超声清洗结束后用氮气吹干ITO玻璃基片。
（2）紫外臭氧处理：
将经过步骤（1）处理的ITO玻璃基片置于紫外臭氧机中处理15min。紫外光处理能够有效分解ITO玻璃基片表面的有机物残留，使得ITO玻璃基片表面更加清洁，并能够有效的提高ITO玻璃基片表面的功函数。
（3）旋涂空穴注入层与钙钛矿发光层:
空穴注入层用的是PEDOT：PSS材料，采用4000转旋涂60秒，厚度在40nm左右，置于120℃热台退火20分钟；然后将玻璃基片移至手套箱，钙钛矿层采用3000转旋涂60秒，钙钛矿层的厚度在20nm左右，70℃退火5分钟。钙钛矿的制备：mCP(25mg/mL)和CsPbBr3分别溶于无水DMSO，70℃搅拌2h，按照拟定的质量比1:0、1:0.065、1:0.1、1:0.2将两溶液混合，待用。如图2所示给出了不同质量比的钙钛矿薄膜的SEM图与AFM图，从图中可以观察到随着mCP的增加薄膜形貌变好，表面粗糙度降低。
（4）蒸镀电子传输层，电子注入层与阴极：
将ITO玻璃基片转移至真空镀膜机，依次蒸镀TPBi、LiF、Al，它们的厚度分别为40nm，1nm，100nm，蒸镀完成后封装器件。做成器件结构如图1所示。
（5）对器件性能测试：
如图4所示，我们对掺杂不同质量比的器件进行测试，发现纯CsPbBr3器件启亮电压为4.5V、亮度为 仅为2661cd/m2、相应的电流效率与外量子效率为1.64和0.55%。当加入mCP时,在1:0至1:0.1浓度质量比范围内，随着mCP的加入。器件启亮电压逐渐降低，亮度得到明显提升，且质量比为1:0.1时，器件获得最佳性能，相应的启亮电压为3V，亮度为23008cd/m2，最大电流效率为3.74cd/A、最大外量子效率为1.21%。随着mCP质量比的进一步增大，器件启亮电压又逐渐增大，相应的最大亮度有所降低，说明此时mCP已经过量。

Claims (5)

1.一种改善钙钛矿LED器件性能的有机分子掺杂的制作方法，其特征在于,包括如下步骤：
（1）、ITO玻璃基片的清洗：
采用超声对ITO玻璃基片进行清洗，使用ITO清洗液清洗20～30分钟，再用清水清洗10～20分钟，结束后用氮气枪将ITO玻璃基片吹10秒左右，最后放在100℃～120℃热台上烘干10～15分钟；
（2）、紫外臭氧处理：
使用紫外臭氧机处理经步骤（1）处理的ITO玻璃基片，处理时间为10～20分钟，以去除ITO玻璃基片表面的有机物残留并增加ITO玻璃基片表面的功函数；
（3）、旋涂空穴注入层：
在ITO玻璃基片上旋涂一层PEDOT:PSS，采用3000～5000转旋涂40～60秒；
（4）、旋涂发光层：
将ITO玻璃基片移至手套箱，再旋涂掺杂mCP的钙钛矿层，钙钛矿与mCP的质量比为1：0～0.2，采用2000～4000转旋涂40～60秒；
（5）、依次蒸镀电子传输层，电子注入层，阴极：
将ITO玻璃基片转移至真空镀膜机上，真空镀膜机真空度低于2×10-6时依次蒸镀TPBi、LiF、Al，蒸镀完成后封装器件。
2.根据权利要求1 一种改善钙钛矿LED器件性能的有机分子掺杂的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中，采用紫外臭氧机处理ITO玻璃基片的时长为15分钟。
3.根据权利要求1.一种改善钙钛矿LED器件性能的有机分子掺杂的制作方法，其特征在于：所述步骤（3）中采用4000转旋涂60秒，置于120℃热台退火20分钟，即得空穴注入层。
4.根据权利要求1所述的一种改善钙钛矿LED器件性能的有机分子掺杂的制作方法，其特征在于：所述步骤（4）中钙钛矿层采用3000转旋涂60秒，置于热台上70℃退火5分钟。
5.根据权利要求1所述的一种改善钙钛矿LED器件性能的有机分子掺杂的制作方法，其特征在于：所述步骤（4）中，钙钛矿溶液是将一定质量的mCP(25mg/mL)和CsPbBr3分别溶于无水DMSO，70℃搅拌2h所得，本发明使用了CsPbBr3:mCP质量比为1:0、1:0.065、1:0.1、1:0.2的钙钛矿作为发光层。
CN201810939803.1A 2018-08-17 2018-08-17 改善钙钛矿led器件性能的有机分子掺杂的制作方法 Pending CN109192872A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810939803.1A CN109192872A (zh) 2018-08-17 2018-08-17 改善钙钛矿led器件性能的有机分子掺杂的制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810939803.1A CN109192872A (zh) 2018-08-17 2018-08-17 改善钙钛矿led器件性能的有机分子掺杂的制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109192872A true CN109192872A (zh) 2019-01-11

Family

ID=64918187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810939803.1A Pending CN109192872A (zh) 2018-08-17 2018-08-17 改善钙钛矿led器件性能的有机分子掺杂的制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109192872A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107275523A (zh) * 2017-06-13 2017-10-20 苏州大学 一种纯无机钙钛矿发光二极管器件的制备方法
CN108336244A (zh) * 2018-02-05 2018-07-27 南京邮电大学 一种基于界面修饰的钙钛矿发光二极管及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107275523A (zh) * 2017-06-13 2017-10-20 苏州大学 一种纯无机钙钛矿发光二极管器件的制备方法
CN108336244A (zh) * 2018-02-05 2018-07-27 南京邮电大学 一种基于界面修饰的钙钛矿发光二极管及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FU-XING YU ET AL.: "Full coverage all-inorganic cesium lead halide perovskite film for high-efficiency light-emitting diodes assisted by 1,3,5-tri(m-pyrid-3-ylphenyl)benzene", 《ORGANIC ELECTRONICS》 *
熊自阳等: "基于有机小分子和有机-无机杂化钙钛矿复合发光层的白光PeLED", 《科学通报》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101738175B1 (ko) 반도전성 산화인듐 층의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 산화인듐 층 및 그의 용도
EP3392922A1 (en) Perovskite optoelectronic device, preparation method therefor and perovskite material
JP5864434B2 (ja) 酸化インジウム含有層の形成方法、この方法により形成された酸化インジウム含有層および該酸化インジウム含有層の使用
JP6161764B2 (ja) 酸化インジウム含有層の製造方法
JP6192646B2 (ja) 高性能な電気的に安定した半導電性の金属酸化物層の製造法、当該方法により製造された層および当該層の使用
KR101662980B1 (ko) 산화 인듐을 함유하는 층의 제조 방법
JP2007531762A5 (zh)
CN108511616A (zh) 一种钙钛矿膜层及钙钛矿发光二极管器件的制备方法
CN105789467B (zh) 一种In掺杂MoO3薄膜的制备方法及其在QLED中的应用
CN107946485B (zh) 一种通过共轭分子配体固液交换法制备铯铅溴量子点电致发光器件的方法
CN108281572A (zh) 含亚乙氧基化合物的钙钛矿发光二极管及其制备方法
WO2015043265A1 (zh) 有机电致发光器件及其制备方法、显示装置
CN106374047B (zh) 一种无机非铅卤化物钙钛矿薄膜的化学合成方法
CN106356457B (zh) 一种加速电子过滤的钙钛矿光电探测器
CN113272471B (zh) 基板、选择性膜沉积方法、有机物的沉积膜及有机物
EP3101002B1 (en) Aryl sulfonic acid compound and use of same
CN104629731B (zh) 有机化合物及其在电致发光器件中的应用
CN109192872A (zh) 改善钙钛矿led器件性能的有机分子掺杂的制作方法
KR20180018320A (ko) 포수제 및 그의 제조 방법, 건조제 조성물, 밀봉 구조 및 유기 el 소자
CN109456327B (zh) 高迁移率发光半导体及其制备方法、用途和应用方法
Zhang et al. Tuning the aggregation structure and electrical property of 2.6-diphenyl-anthracene by the density of octadecyltrichlorosilane
Yuan et al. Growth of well-aligned ZnO nanorod arrays and their application for photovoltaic devices
WO2018150775A1 (ja) 撥水性保護膜形成用薬液
CN109378406A (zh) 全溶液法激基复合物有机发光二极管的制备方法
JP6621850B2 (ja) 有機発光ダイオード用チエノチオフェンホウ素（電子供与体−受容体）系材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190111

RJ01 Rejection of invention patent application after publication