CN114420856A - 乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，涉及柔性电子技术领域，该方法包括以下步骤：步骤1：将十八烯、油酸以及碳酸铯放在三颈瓶中，得到油酸铯溶液；步骤2：将碘化铅、油酸以及油胺倒入到三颈瓶中；步骤3：将步骤2中的反应产物离心提纯并分散到乙基纤维素和甲苯的混合溶液中；步骤4：通过旋涂操作初步制备基于乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED；步骤5：将步骤4中获得的产物转移到真空腔内，通过热蒸发沉积TCTA、MoO3和Au层，获得最终的柔性LED。本发明所制备的乙基纤维素处理的CsPbI3量子点形貌尺寸均一，发光色纯度高，光致发光量子效率高，水氧稳定性高，柔韧性高。
Description
技术领域
本发明涉及柔性电子技术领域，具体是乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法。
背景技术
柔性电子具有增强的功能性、可用性和美观性，被认为是下一代智能电子产品。柔性电子的发展需要高性能、长时间稳定运行、低制造成本的柔性发光二极管(LED)。近年来，铯铅卤化物钙钛矿量子点由于其优异的光电特性成为一种很有前途的光电材料，有望实现高性能的柔性LED。但是，目前报道的柔性钙钛矿LED的性能远低于相对应的刚性LED。
目前，有许多研究致力于提高柔性钙钛矿LED的性能，但主要集中在对柔性电极和柔性衬底的优化上，如采用银纳米线/聚酰亚胺复合电极，银-镍核壳纳米线电极，弹性体衬底和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底。为了进一步提高柔性钙钛矿LED的性能，发光层的机械稳定性是需要考虑的一个重要方面，但相关的研究还很缺乏。此外，为了实现柔性钙钛矿LED的实际应用，器件的长期运行稳定性至关重要。但是钙钛矿量子点大的比表面积和表面大量的悬挂键会产生大量的表面缺陷，导致荧光猝灭和对水和氧的高敏感度，进而影响LED的器件性能。
为避免上述技术问题，确有必要提供一种能够实现兼具优良光电性能和高机械稳定性的钙钛矿材料的方法以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，以解决目前缺少对提高柔性钙钛矿LED发光层柔韧性的研究，以及钙钛矿量子点的低水氧稳定性阻碍其实际应用的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，包括以下步骤：
步骤1：将十八烯、油酸以及碳酸铯放在三颈瓶中，在真空环境下，加热脱气干燥，然后惰性气体氛围下升温，加热搅拌至溶液溶解，得到油酸铯溶液；
步骤2：将碘化铅、油酸以及油胺倒入到装有十八烯的三颈瓶中，在真空环境下，加热脱气干燥，然后惰性气体氛围下升温，并迅速注入油酸铯溶液，反应几秒钟后将溶液水浴冷却到室温；
步骤3：将步骤2中的反应产物离心提纯，将离心后的沉淀物分散到甲苯和乙酸乙酯的混合溶剂中，然后继续离心提纯，最后将离心后的沉淀分散到乙基纤维素和甲苯的混合溶液中，即得到的乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点；
步骤4：初步制备基于乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED；
制备柔性衬底和电极：将清洗后的硅片置于真空镀膜室中，通过热蒸发制备Ag电极；将聚合物NOA63旋涂在银薄膜上，然后紫外臭氧处理进行固化，并将带有Ag薄膜电极的NOA63柔性衬底从硅片上剥离；
在Ag电极上旋涂ZnO，之后进行退火处理；然后将底物转移到充满N2气体的手套箱中，在ZnO薄膜上旋涂聚乙烯亚胺，形成ZnO/PEI层，之后再进行退火处理，将ZnO/PEI层作为电子传输层和修饰层；
将步骤3中制备好的乙基纤维素处理后的CsPbI3钙钛矿量子点溶液旋涂在ZnO/PEI层上，作为发光层；
步骤5：将步骤4中获得的产物最后转移到真空腔内，通过热蒸发依次沉积TCTA、MoO3和Au层，其中TCTA层作为空穴传输层和电子阻挡层，MoO3和 Au层作为顶部电极；由此获得基于乙基纤维素处理后的CsPbI3钙钛矿量子点的柔性LED。
在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：
在一种可选方案中：在步骤1中所述油酸与十八烯的体积比为1:12。
在一种可选方案中：在步骤1和步骤2中，通入的惰性气体为氮气。
在一种可选方案中：在步骤2中，十八烯、油酸和油胺的体积比为10： 1：1。
在一种可选方案中：在步骤3中，所述离心转速为5000～10000r/min。
在一种可选方案中：在步骤4中，所述旋涂ZnO的转速为1000r/min，旋涂聚乙烯亚胺的转速为3000r/min，量子点旋涂在ZnO/PEI层上的转速为 1000r/min。
在一种可选方案中：在步骤4中，所述ZnO的退火处理具体为150℃的温度下退火10分钟，聚乙烯亚胺的退火处理具体为在125℃的温度下退火10分钟。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明利用乙基纤维素处理的CsPbI3量子点作为发光层制备的柔性LED 具有高柔韧性，高操作稳定性，实现了1674cd/m2的最大亮度和12.1％的峰值外量子效率，这是目前报道的基于钙钛矿量子点的柔性LED中的最高效率；并且可弯曲至1mm的超小弯曲半径，并在3mm的弯曲半径下进行1000次弯曲循环后仍能保持较高的性能。
本发明提供的乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜的稳定性和柔韧性的方法，此方法操作简单，耗时少，耗能低，环保；本发明方法所制备的乙基纤维素处理的CsPbI3量子点的样品形貌尺寸均一，发光色纯度高，光致发光量子效率高，水氧稳定性高，柔韧性高。
附图说明
图1为加入不同乙基纤维素量的CsPbI3量子点的吸收光谱和光致发光光谱；
图2为原始和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的时间分辨光致发光光谱图；
图3为纯乙基纤维素，原始和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的傅里叶红外图谱；
图4为乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点在空气中放置不同时间的光致发光光谱；
图5为乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点在空气中放置不同时间的X射线衍射图谱；
图6为乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点薄膜的水接触角；
图7为基于乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED的器件结构图；
图8为基于原始CsPbI3量子点和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED的亮度-电压-电流密度曲线；
图9为基于原始CsPbI3量子点和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED的电流密度-外量子效率曲线；
图10为基于原始CsPbI3量子点和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED在3V持续电压下的工作稳定性；
图11为基于原始CsPbI3量子点和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED在3mm的弯曲半径下亮度随弯曲次数变化的曲线；
图12为基于原始CsPbI3量子点和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED的亮度在不同弯曲半径下弯曲100次后的变化曲线；
图13为原始CsPbI3量子点和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点薄膜的光致发光强度在3mm的弯曲半径下随弯曲次数变化的曲线；
图14为原始CsPbI3量子点和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点薄膜的光致发光强度在不同弯曲半径下弯曲100次后的变化曲线；
图15为原始CsPbI3量子点和乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点薄膜(a) (c)在弯曲前，和(b)(d)在3mm的弯曲半径下弯曲1000次后的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明；在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
在一个实施例中，提供乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，该方法包括以下步骤：
1)首先将0.814g的碳酸铯，2.5mL油酸和30mL十八烯装入100mL的三颈烧瓶中，先在真空、120℃下脱气干燥1h，然后混合溶液在氮气氛围下，加热至150℃，搅拌直到形成澄清的溶液，即得到前驱体溶液。
2)其次将0.172g的碘化铅、1mL油胺、1mL油酸以及10mL十八烯装入到50mL的三颈烧瓶中，先在真空、120℃下脱气干燥1h，随后在氮气氛围下，将溶液升温170℃后，注入0.8mL前驱体溶液，反应5s后迅速将溶液水浴冷却到室温；
3)最后将反应产物离心提纯，将离心后的沉淀分散到甲苯和乙酸乙酯的混合溶剂中，然后继续离心提纯，最后将离心后的沉淀分散到乙基纤维素和甲苯的混合溶液中，即得到乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点；
4)制备基于乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED
首先，制备柔性衬底和电极。将清洗后的硅片置于真空镀膜室中，通过热蒸发制备银电极。将聚合物NOA63旋涂在银薄膜上，然后紫外臭氧处理进行固化，最后将带有银薄膜电极的NOA63柔性衬底从硅片上剥离；
在银电极上旋涂ZnO，以1000r/min的转速旋涂50秒，之后在150℃的温度下退火10分钟；然后将底物转移到充满N2气体的手套箱中，在ZnO薄膜上旋涂聚乙烯亚胺(PEI)(溶解在2-甲氧基乙醇溶液中，质量分数为0.2％)，以3000r/min的转速旋涂50秒，之后在125℃的温度下退火10分钟，将 ZnO/PEI层作为电子传输层和修饰层；
将步骤3)中制备好的乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点溶液以 1000r/min的转速旋涂在ZnO/PEI层上，作为发光层；
5)将步骤4)中获得的产物最后转移到真空腔内，通过热蒸发依次沉积 TCTA、MoO3和Au层，其中TCTA层作为空穴传输层和电子阻挡层，MoO3和Au 层作为顶部电极；由此获得基于乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED。
如图1所示，加入乙基纤维素可以提高CsPbI3量子点的发光强度，并且 150ul的乙基纤维素溶液是最佳的添加量。此外，如图2所示，乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的荧光寿命变长，说明乙基纤维素钝化了量子点表面的缺陷，抑制了非辐射复合，从而提高了发光效率。如图3所示，在乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点中新出现了来自乙基纤维素的-OH键和C-O键的特征峰，并且峰强变弱，说明乙基纤维素中的氧原子与钙钛矿未结合的Pb2+发生了路易斯酸碱反应，从而钝化了钙钛矿的表面缺陷。如图4，5，6所示，乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点表现出了优异的水氧稳定性。进一步地，如图7 所示，利用乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点作为发光层，NOA63和Ag分别作为柔性衬底和电极，制备了柔性LED。如图8，9所示，该柔性LED实现 1674cd/m2的最大亮度和12.1％的峰值外量子效率。并且如图10所示，该柔性 LED的工作稳定性明显提高。此外，如图11，12所示，基于乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED具有高柔韧性，可弯曲至1mm的超小弯曲半径，并在3mm的弯曲半径下进行1000次弯曲循环后仍能保持较高的性能。为了探究器件柔韧性提高的原因，对量子点发光层进行了同样的柔韧性测试，如图13，14，15所示，乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点薄膜在不同的弯曲次数和不同的弯曲半径下都表现出稳定的光谱，并且表面无明显裂痕出现，说明了乙基纤维素的加入可以提高钙钛矿薄膜的抗变形能力，从而提高钙钛矿LED的柔韧性。
本发明提供了一种利用乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜的稳定性和柔韧性的方法，乙基纤维素的疏水醚基团和羟基钝化的协同作用显著改善了量子点的水氧稳定性。此外，乙基纤维素良好的柔韧性使CsPbI3量子点薄膜具有高度的柔韧性，在反复弯曲后仍具有稳定的光谱，并且无明显裂纹出现。进一步地，以NOA63和Ag为柔性衬底和电极，制备了基于乙基纤维素钝化的 CsPbI3量子点的柔性LED，获得了创纪录的12.1％的外量子效率，并器件的工作稳定性得到了显著的提高。此外，该柔性LED在3mm的弯曲半径下，经过 1000次循环弯曲后，亮度仅有轻微的衰减，并且在1mm的超小弯曲半径下经过反复的弯曲，仍能保持较高的性能。乙基纤维素的添加使得钙钛矿层的抗变形力得到了改善，从而显著提高了LED的柔韧性。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将十八烯、油酸以及碳酸铯放在三颈瓶中，在真空环境下，加热脱气干燥，然后在惰性气体氛围下升温，加热搅拌至溶液溶解，得到油酸铯溶液；
步骤2：将碘化铅、油酸以及油胺倒入到装有十八烯的三颈瓶中，在真空环境下，加热脱气干燥，然后在惰性气体氛围下升温，并迅速注入油酸铯溶液，反应几秒钟后将溶液水浴冷却到室温；
步骤3：将步骤2中的反应产物离心提纯，将离心后的沉淀物分散到甲苯和乙酸乙酯的混合溶剂中，然后继续离心提纯，最后将离心后的沉淀分散到乙基纤维素和甲苯的混合溶液中，即得到的乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点；
步骤4：初步制备基于乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED；
制备柔性衬底和电极：将清洗后的硅片置于真空镀膜室中，通过热蒸发制备Ag电极；将聚合物NOA63旋涂在Ag薄膜上，然后紫外臭氧处理进行固化，并将带有Ag薄膜电极的NOA63柔性衬底从硅片上剥离；
在Ag电极上旋涂ZnO，之后进行退火处理；然后将底物转移到充满N2气体的手套箱中，在ZnO薄膜上旋涂聚乙烯亚胺(PEI)，形成ZnO/PEI层，之后再进行退火处理，将ZnO/PEI层作为电子传输层和修饰层；
将步骤3中制备好的乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点溶液旋涂在ZnO/PEI层上，作为发光层；
步骤5：将步骤4中获得的产物最后转移到真空腔内，通过热蒸发依次沉积TCTA、MoO3和Au层，其中TCTA层作为空穴传输层和电子阻挡层，MoO3和Au层作为顶部电极；由此获得基于乙基纤维素处理后的CsPbI3量子点的柔性LED。
2.根据权利要求1所述的乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，其特征在于，在步骤1中所述油酸与十八烯的体积比为1:12。
3.根据权利要求1所述的乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，其特征在于，在步骤1和步骤2中，通入的惰性气体为氮气。
4.根据权利要求1所述的乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，其特征在于，在步骤2中，十八烯、油酸和油胺的体积比为10：1：1。
5.根据权利要求1所述的乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，其特征在于，在步骤3中，所述离心转速为5000～10000r/min。
6.根据权利要求2所述的乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，其特征在于，在步骤4中，所述旋涂ZnO的转速为1000r/min，旋涂聚乙烯亚胺的转速为3000r/min，量子点旋涂在ZnO/PEI层上的转速为1000r/min。
7.根据权利要求2所述的乙基纤维素增强CsPbI3量子点薄膜稳定性和柔韧性的方法，其特征在于，在步骤4中，所述ZnO的退火处理具体为150℃的温度下退火10分钟，聚乙烯亚胺的退火处理具体为在125℃的温度下退火10分钟。
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| CN107978688A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-01 | 吉林大学 | 基于硫化铅包覆钙钛矿量子点的电致发光led及制备方法 |
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2022
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107104194A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-08-29 | 吉林大学 | 一种双面发光的无机钙钛矿量子点led及其制备方法 |
| CN107978688A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-01 | 吉林大学 | 基于硫化铅包覆钙钛矿量子点的电致发光led及制备方法 |
| CN109266343A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-25 | 南昌大学 | 卤化铅铯钙钛矿量子点胶体及量子点荧光粉制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| YOUNG HYUN SONG ET AL: "Long-term stable stacked CsPbBr3 quantum dot films for highly efficient white light generation in LEDs", 《NANOSCALE》 * |
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