CN109830618A - 一种基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管 - Google Patents
一种基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管 Download PDFInfo
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Abstract
本发明为一种基于CsPbI3材料的白光发光二极管,该发光二极管通过透明导电ITO玻璃作为阴极衬底,采用旋涂等溶液法组装空穴注入层、空穴传输层、CsPbI3发光层,然后利用热蒸发沉积电子传输层以及金属电极,进而组装成发光二极管。本发明制备的发光二极管的发光稳定且发光效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管,属于电致发光器件领域。
背景技术
近年来,钙钛矿材料在太阳能电池领域被广泛研究,由于其光电性能的优异,在发光二极管、激光等领域也被证明具有巨大潜力。传统的钙钛矿材料为有机无机杂化钙钛矿(CH3NH3PbX3),在此基础之上发展出的无机金属卤化物钙钛矿(CsPbX3)也具有优越的光学性能,而且在稳定性方面要优于传统杂化钙钛矿材料,因此在光电子器件的应用中具有巨大潜力。普通的发光二极管采用碱金属以及铝等做阴极材料,该类材料容易受空气和水分的影响发生恶化,因此需要玻璃、粘合剂进行封装。这是电致发光显示器、照明成本高的重要因素之一,也阻碍了柔性电致发光器件的发展。
目前,红光和绿光的钙钛矿发光二极管的外量子效率均超过了20%,蓝光效率偏低但也接近10%,而真正的电致白光的研究还非常少,因此开发出高效白光发光二极管成为了目前的研究热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管。
本发明可通过如下技术方案实现,基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管的制备,由如下步骤制备:
1)在洁净的ITO玻璃上旋涂一定厚度的空穴注入层和空穴传输层;
2)再采用CsPbI3量子点的分散液进行旋涂,并进行热处理;
3)于步骤2)旋涂后的表面热蒸发沉积一定厚度的电子传输层,最后沉积一定厚度的阴极电极材料。
步骤1)中,所述空穴注入材料为层聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)溶液;沉积厚度为30~60nm;所述的空穴传输层为聚[9,9-二辛基芴-共-N-[4-(3-甲基丙基)]-二苯基胺]溶液,沉积厚度为5~20nm。
步骤2)中,所述的CsPbI3量子点的分散液采用的溶剂为正辛烷,分散液的浓度为15mg/mL。
步骤3)中,所述电子传输层材料为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯,沉积厚度为30~50nm;所述电极材料为LiF/Al,沉积厚度为1nm/80~100nm。
本发明相对于现有技术相比具有显著优点:1)本发明使用CsPbI3作为无机钙钛矿量子点白光发光二极管,材料新颖;2)本发明制备的发光二极管采用无机钙钛矿,相比传统钙钛矿材料更稳定;3)本发明制备的发光二极管发光效率高,亮度高且均匀。
附图说明
图1为本发明的实施例1使用的CsPbI3混相的SEM扫描图。
图2为本发明的实施例1制备的发光二极管器件结构示意图。
图3为本发明的实施例1制备的发光二极管的电致发光图谱。
图4为本发明的实施例1制备的发光二极管的电流密度和电压的关系图。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步的描述。
本发明是在ITO玻璃上旋涂空穴注入层和空穴传输层,然后旋涂金属卤化物钙钛矿量子点发光层并进行处理,通过热蒸发沉积电子传输层,最后热蒸发沉积电极材料,得到发光均匀的无机钙钛矿白光发光二极管。
实施例1
本实施例所述的基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管,具体包括如下步骤:
1)在清洗好的ITO玻璃上旋涂聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)溶液,转速为3000r/min,在150℃下加热15min;
2)旋涂聚[9,9-二辛基芴-共-N-[4-(3-甲基丙基)]-二苯基胺]溶液,转速为3000r/min;
3)取适量CsPbI3量子点的正辛烷分散液进行旋涂,转速为2000r/min;
4)将薄膜在一定条件下进行一定温度和时间的热处理;
5)通过热蒸发法沉积TPBi,沉积厚度为40nm;
6)通过热蒸发法采用掩膜板沉积LiF/Al电极,LiF/Al电极厚度为1nm/100nm,制得CsPbI3无机钙钛矿白光发光二极管,其电致发光图谱如图3所示,其电流效率和外量子效率与发光强度的关系图见图4。
实施例2
与实施例1类似,区别在于,将实施例1的步骤2)中的聚[9,9-二辛基芴-共-N-[4-(3-甲基丙基)]-二苯基胺]改为聚-N-乙烯咔唑,其他条件保持一致,制得基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管。
实施例3
与实施例1类似,区别在于,将实施例1的步骤2)中的聚[9,9-二辛基芴-共-N-[4-(3-甲基丙基)]-二苯基胺]改为聚(N,N′-双(4-丁基苯基)-N,N′-双(苯基)联苯胺),其他条件保持一致,制得基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管。
实施例4
与实施例1类似,区别在于,将实施例1的步骤2)中的聚[9,9-二辛基芴-共-N-[4-(3-甲基丙基)]-二苯基胺]改为聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺],其他条件保持一致,制得基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管。
实施例5
与实施例1类似,区别在于,将实施例1的步骤3)中的正辛烷改为正己烷,其他条件保持一致,制得基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管。
实施例6
与实施例1类似,区别在于,将实施例1的步骤3)中的正辛烷改为甲苯,其他条件保持一致,制得基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管。
Claims (7)
1.一种基于CsPbI3材料的白光发光二极管,其特征在于,所述的二极管由如下步骤制备:
1)在洁净的ITO玻璃上依次沉积相当厚度的空穴注入层、空穴传输层;
2)于步骤1)沉积后的表面,采用CsPbI3量子点的分散液进行旋涂,并在具有湿度的大气环境下进行热处理;
3)再采用热蒸发沉积电子传输层,继续热蒸发沉积电极材料。
2.如权利要求1所述的基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管,其特征在于,步骤1)中,所述的空穴注入层材料为聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐);浓度为1.3~1.7wt%,旋涂厚度为30~60nm。
3.如权利要求1所述的基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管,其特征在于,步骤1)中,所述的空穴传输层材料为聚[9,9-二辛基芴-共-N-[4-(3-甲基丙基)]-二苯基胺],浓度为4~6mg/mL,旋涂厚度为5~20nm。
4.如权利要求1所述的基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管,其特征在于,步骤2)中,所述的CsPbI3量子点的分散液采用的溶剂为正辛烷,分散液的浓度为15mg/mL。
5.如权利要求1所述的基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管,其特征在于,步骤2)中,所述的相对湿度为40%-60%,热处理的时间为20-30min,处理温度为120℃-140℃。
6.如权利要求1所述的基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管,其特征在于,步骤3)中,所述的电子传输层材料为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯,沉积厚度为30~50nm;所述的电极材料为LiF/Al,沉积厚度为1nm/80~100nm。
7.根据权利要求1-7任一项所述的基于CsPbI3材料的无机钙钛矿白光发光二极管的制备方法。
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