CN114540028A - 基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法及电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法及电致发光器件，属于电致发光器件技术领域，采用二甲基亚砜和辛胺的混合溶剂作为溶解溴化铯、溴化铋以及氯化铯的前驱体溶液，胺作为配体；采用油酸和乙醇的混合溶剂作为反溶剂；将所述前驱体溶液加入反溶剂后，加热并搅拌冷却到室温后，离心后取上清液，再用正己烷洗涤，最后分散到乙醇中得到所述基于改性铋基钙钛矿量子点材料。本发明通过向合成好的钙钛矿量子点的溶液中加入适量的氯化铯，得到被氯元素钝化的钙钛矿量子点，适量的氯离子的引入钝化了量子点表面缺陷，有效改善钙钛矿量子点的稳定性并且大幅提高了荧光产率；首次获得了基于铋基钙钛矿作为发光材料的深蓝光电致发光器件。
Description
技术领域
本发明涉及电致发光器件技术领域，具体涉及一种基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法及电致发光器件。
背景技术
量子点材料由于其发光波长可调、量子产率和稳定性高、合成方法简单以及有利于溶液法制备发光器件等优点被广泛用在显示、照明领域，成为了各大科研单位和显示企业的研究重点。采用量子点作为发光材料的主动发光型电致发光二极管技术是量子点材料的重要应用之一，该技术由于发光覆盖色域广、稳定性和发光效率高被业界誉为有机发光二极管技术之后的下一代显示技术。而在这之中，深蓝光量子点及其发光器件的研究对白光照明和全色域显示都有着十分重要的意义。
近年来发展较成熟的铅基钙钛矿量子点材料虽然具有良好的光电性质，但是因其存在毒性较大，遇到极性溶剂易发生分解等问题，很大程度上限制了它的应用条件，因此无铅Cs3Bi2Br9量子点材料被认为是最有前途的候选材料之一，但其较低的光致发光量子产率阻碍了其在深蓝光电致发光器件中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够制备出无毒无铅的钙钛矿量子点材料，提高其荧光产率并制备出深蓝光的基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法及电致发光器件，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一方面，本发明提供一种改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法，该方法包括如下步骤：
采用DMSO和辛胺的混合溶剂作为溶解溴化铯、溴化铋以及氯化铯的前驱体溶液，胺作为配体；采用油酸和乙醇的混合溶剂作为反溶剂；将所述前驱体溶液加入反溶剂后，加热并搅拌冷却到室温后，离心后取上清液初步获得化学式为Cs3Bi2Br9的改性量子点材料，再对材料用正己烷洗涤两次，最后分散到乙醇中得到所述改性钙钛矿量子点材料，该方法是将氯元素引入到Cs3Bi2Br9量子点中，从而提高得到的纳米材料的荧光产率和稳定性。
可选的，其中所述溴化铯和溴化铋的摩尔比值在3：1到3：4之间。
可选的，氯化铯与所述溴化铯的摩尔比为1:10～10:1。
可选的，所述DMSO的使用体积量在2ml～5ml。
可选的，所述配体胺为丁胺、正辛胺或油胺。
可选的，所述油酸和乙醇的使用体积量分别在0.1ml～1.5ml和1ml～15ml。
可选的，所述加热温度为60℃～90℃，所述搅拌时长为5min～20min。
利用如上所述的提高铋基钙钛矿纳米材料的荧光产率和稳定性的方法所获得的改性纳米材料产物，该产物的荧光产率为20～40％。
第二方面，本发明提供一种电致发光器件，电致发光器件里到外依次包括ITO玻璃基底层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极修饰层、金属阴极层；其中，发光层由如上所述的方法制备的改性钙钛矿量子点材料制成(即所述钙钛矿量子点发光层为改性的深蓝光钙钛矿量子Cs3Bi2Br9材料)。
可选的，所述ITO玻璃基底层作为电致发光器件的衬底和阳极，其材料为氧化铟锡导电玻璃，所述空穴注入层为聚乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)，所述空穴传输层为聚乙烯咔唑(PVK)，所述电子传输层为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)，所述阴极修饰层为氟化锂(LiF)，所述金属阴极层为金属铝(Al)。
本发明有益效果：通过向合成好的钙钛矿量子点的溶液中加入适量的氯化铯，得到被氯元素钝化的钙钛矿量子点，适量的氯离子的引入钝化了量子点表面缺陷，这有效改善钙钛矿量子点的稳定性并且大幅提高了荧光产率，相比未引入之前获得了将近一倍的提升；同时由于量子点效率的提升，制作了基于铋基钙钛矿作为发光材料的深蓝光电致发光器件，为以后研究深蓝光电致发光器件提供了新的方向。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的方法制作的Cs3Bi2Br9量子点材料与JCPDS 44-0714对比图。
图2为本发明实施例所述的基于改性铋基钙钛矿量子点材料的发射光谱图及其在紫外灯照射下的发光效果图。
图3为发明实施例所述的基于改性铋基钙钛矿量子点材料的电致发光器件的结构图。
图4为本发明实施例所述的基于改性铋基钙钛矿量子点材料的电致发光器件的电致发光光谱示意图及其实际发光效果图。
图5为本发明实施例所述的基于改性铋基钙钛矿量子点材料的电致发光器件的电流密度-电压-亮度特性曲线示意图。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。
实施例1
本实施例1中，提供的一种基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法，采用二甲基亚砜DMSO和辛胺的混合溶剂作为溶解溴化铯、溴化铋以及氯化铯的前驱体溶液，胺作为配体；采用油酸和乙醇的混合溶剂作为反溶剂；将所述前驱体溶液加入反溶剂后，加热并搅拌冷却到室温后，离心后取上清液初步获得化学式为Cs3Bi2Br9的量子点材料，再对材料用正己烷洗涤两次，最后分散到乙醇中得到所述改性钙钛矿量子点材料。图1为本发明实施例1所述的方法制作的Cs3Bi2Br9量子点材料与JCPDS 44-0714对比图，说明本发明量子点材料包含上述晶型的物质。
其中所述卤化铯和卤化铋的摩尔比值在3:1到3:4间，所述述氯化铯与所述溴化铯的摩尔比为1：10～10:1，所述配体胺为丁胺、正辛胺或油胺，所述DMSO的使用体积量在2ml～5ml，所述油酸和乙醇的使用体积量分别在0.1ml～1.5ml和1ml～15ml，所述加热温度为60℃～90℃，所述搅拌时长为5min～20min。
具体的，本实施例1中，基于改性铋基钙钛矿量子点材料包括如下步骤：
步骤1：依次用丙酮，异丙醇，去离子水清洗白玻璃瓶各超声15分钟，再用氮气枪吹干；
步骤2：分别称取0.0425g的CsBr、0.060g的BiBr3和0.0118g的CsCl于洗净的离心管中，随后加入3mL的DMSO和33μL的辛胺，室温搅拌，最终得到黄色澄清的前驱体溶液。
步骤3：将10mL乙醇和1mL油酸加到玻璃瓶中，将其作为反溶剂，并将其加热至80℃；
步骤4：将1mL前驱体溶液迅速注入到反溶剂中，充分搅拌反应十分钟后，将玻璃瓶自然冷却至室温；
步骤5：将玻璃瓶中的溶液取出并等量置于两个离心管中，8000rpm离心十分钟后取上清液，得到产率提高的铋基钙钛矿量子点溶液A；
步骤6:在量子点溶液A中加入一定量的正己烷，12000rpm离心8min后得到沉淀B
步骤7:在沉淀B中加入一定量的无水乙醇分散，12000rpm下离心10min得到沉淀C；
步骤8：将沉淀C分散在少量无水乙醇中，8000rpm下离心十分钟得到制作器件所需铋基钙钛矿发光材料。
经实验证明所述改性钙钛矿量子点材料的光致荧光量子产率得到了有效提高，最终可以达到43％。
如图1所示，按照本发明实施例方法制作的改性的Cs3Bi2Br9量子点材料的XRD测试结果与标准PDF卡片JCPDS 44-0714具有较高的匹配度且衍射峰较尖锐，证明制备的量子点的物相结构为三方相的Cs3Bi2Br9且量子点的结晶性较好。如图2所示，Cs3Bi2Br9量子点的荧光发射峰为397nm，插图为紫外灯照射下，Cs3Bi2Br9量子点溶液的发光情况，可以看出其呈现出肉眼可见的蓝色荧光。
综上，本实施例1中，基于改性铋基钙钛矿量子点材料的制备方法，采用配体辅助再沉淀的方法成功制备了氯离子掺杂的高光致发光量子产率的深蓝光Cs3Bi2Br9量子点材料。将氯元素引入Cs3Bi2Br9量子点中，可以钝化表面缺陷，与现有技术相比能够有效提高铋基钙钛矿纳米材料的荧光产率和稳定性，并且为最终制备首个以铋基钙钛矿量子点材料为发光层的深蓝光电致发光器件奠定了良好的基础。
实施例2
为了将所述改性钙钛矿量子点运用至发光装置中，本实施例2中提供了一种电致发光器件，包括实施例1所述的改性钙钛矿量子点材料。
本实施例2中的基于改性铋基钙钛矿量子点材料的深蓝光电致发光器件，包括所述的改性钙钛矿量子点材料。所述深蓝光电致发光器件里到外依次包括ITO玻璃基底层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极修饰层、金属阴极层。
所述ITO玻璃基底层作为电致发光器件的衬底和阳极，其材料为氧化铟锡导电玻璃，所述空穴注入层为聚乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)，所述空穴传输层为聚乙烯咔唑(PVK)，所述钙钛矿量子点发光层为实验室合成的改性的深蓝光钙钛矿量子Cs3Bi2Br9材料，所述电子传输层为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)，所述阴极修饰层为氟化锂(LiF)，所述金属阴极层为金属铝(Al)。
所述ITO玻璃基底层的厚度为135纳米、所述空穴注入层的厚度为40纳米，所述空穴传输层的厚度为40纳米、所述发光层的厚度为40纳米、所述电子传输层的厚度为40纳米、所述阴极修饰层的厚度为1纳米、所述金属阴极层的厚度为100纳米。
具体的，如图3所示，本实施例2中的基于改性铋基钙钛矿量子点材料的电致发光器件，由里到外依次包括ITO玻璃基底层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极修饰层、金属阴极层。
其中，所述ITO玻璃基底层采用了ITO((Indium Tin Oxides，氧化铟锡)玻璃基底作为器件的衬底和阳极，其上首先旋涂一层空穴注入层，所述空穴注入层采用了PEDOT:PSS(聚乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸)，然后在将其转入手套箱，再在其上旋涂一层40nm空穴传输层，所述空穴传输层采用了PVK(聚(9-乙烯基咔唑)，在150摄氏度的加热平台上退火30分钟后，再旋涂一层40nm发光层，所述发光层采用上述步骤八的改性铋基钙钛矿量子点材料Cs3Bi2Br9，然后转入蒸镀用手套箱中，在发光层上沉积一层40nm电子传输层，所述电子传输层采用了TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)，之后再在电子传输层上沉积一层1nm阴极修饰层，阴极修饰层采用了LiF(氟化锂)，最后在阴极修饰层上蒸镀一层100nm铝(Al)作为金属电极，最终得到发光面积共为9mm2的器件。
最终获得的一种基于改性铋基钙钛矿量子点材料电致发光器件结构为：IT0/PEDOT:PSS/PVK/Cs3Bi2Br9/TPBi(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
在制备上述一种基于改性铋基钙钛矿量子点材料的电致发光器件时，实施过程中所用到的ITO玻璃基片的大小和样式由实验室自行设计，并委托华南湘城科技公司制作，PEDOT:PSS、PVK、TPBi购于西安宝莱特公司，以上材料未经提纯，直接使用。用电源(Keithley2410)，分光辐射计(CR-250)和光功率计测量J-V-L曲线和电致发光光谱。XRD衍射图谱使用Bruker公司生产的仪器D8 focus在大气环境下测得。
如图4所示为基于改性后的Cs3Bi2Br9量子点材料的电致发光器件的电致发光光谱图，其发光峰在411纳米，插图为器件点亮后的发光情况，可以看出点亮后器件呈现出明亮的深蓝色光。如图5所示为基于改性后的Cs3Bi2Br9量子点材料的电致发光器件的J-V-L曲线图，器件启亮电压为4.2V，最大亮度为132cd/m2，说明器件有着成为深蓝光电。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法，其特征在于，包括：
采用二甲基亚砜和辛胺的混合溶剂作为溶解溴化铯、溴化铋以及氯化铯的前驱体溶液，胺作为配体；采用油酸和乙醇的混合溶剂作为反溶剂；将所述前驱体溶液加入反溶剂后，加热并搅拌冷却到室温后，离心后取上清液初步获得化学式为Cs3Bi2Br9的改性量子点材料，再用正己烷洗涤，最后分散到乙醇中得到所述基于改性铋基钙钛矿量子点材料。
2.根据权利要求1所述的基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法，其特征在于，所述溴化铯和溴化铋的摩尔比值在3：1到3：4之间。
3.根据权利要求1所述的基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法，其特征在于，氯化铯与所述溴化铯的摩尔比为1:10～10:1。
4.根据权利要求1所述的基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法，其特征在于，所述二甲基亚砜的使用体积量在2ml～5ml。
5.根据权利要求1所述的基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法，其特征在于，所述配体胺为丁胺、正辛胺或油胺。
6.根据权利要求1所述的基于改性铋基钙钛矿量子点材料制备方法，其特征在于，所述油酸和乙醇的使用体积量分别在0.1ml～1.5ml和1ml～15ml。
7.一种电致发光器件，其特征在于，包括依次设置的ITO玻璃基底层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极修饰层和金属阴极层；其中，所述发光层为如权利要求1-6任一项所述的方法制备的基于改性铋基钙钛矿量子点材料。
8.根据权利要求7所述的电致发光器件，其特征在于，所述ITO玻璃基底层作为电致发光器件的衬底和阳极，其材料为氧化铟锡导电玻璃，所述空穴注入层为聚乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸。
9.根据权利要求7所述的电致发光器件，其特征在于，所述空穴传输层为聚乙烯咔唑，所述电子传输层为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。
10.根据权利要求7所述的电致发光器件，其特征在于，所述阴极修饰层为氟化锂，所述金属阴极层为金属铝。
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| CN109888114A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-06-14 | 南京邮电大学 | 一种钙钛量子点矿膜层的制备方法及其应用 |
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| CN109888114A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-06-14 | 南京邮电大学 | 一种钙钛量子点矿膜层的制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
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| 杨颖: "Cs3Bi2Br9类钙钛矿量子点：制备、光学性质及白光LED应用研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
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