CN206697525U - 一种基于金属卤化物钙钛矿的压光器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电子半导体元器件技术领域，公开了一种基于金属卤化物钙钛矿的压光器件，由柔性衬底、微纳结构、发光层、介质层和电极层依次堆叠构成。本实用新型的压光器件性能优异，分辨率高，压光响应快，稳定性和重复性好，可以很好地解决分辨率低下、器件不稳定等问题，实现电子签名，防伪和产品识别等应用。
Description
技术领域
本实用新型属于电子半导体元器件技术领域，具体涉及一种基于金属卤化物钙钛矿的压光器件。
背景技术
环境和能源是21世纪人类面临和亟待解决的两大问题，新能源开发和对现有能源的有效利用，是解决能源与环境问题的有效手段。对于发光器件的研究，目前有光致发光、电致发光、摩擦发光和压光。对于前两种发光器件，需要消耗光能或电能，最终实现光能转化；对于后两种发光器件，通过摩擦或者压力作用，在器件中间产生电荷，从而激发荧光材料的发光，在这个过程中，无需额外消耗电能便能实现发光。因此，这方面的研究受到了国内外的广泛关注，并取得了很大的进展。但在实际应用过程中，压光器件仍存在一些问题，对于大面积生产和广泛使用，仍需攻克技术瓶颈。
近几年，金属卤化物钙钛矿材料受到了国内外教育研究机构的广泛关注，并在光电器件领域得到了初步尝试和应用。据报道，金属卤化物钙钛矿材料在太阳能电池领域得到了迅速发展和研究，并取得了瞩目的成绩；另外，该材料，尤其是金属卤化物纳米晶，相比较固体块状材料，表现出优异的光学性能。结合压光器件的发展和该材料的荧光性能，金属卤化物纳米晶材料在该领域的研究较少，因此，基于金属卤化物钙钛矿压光器件的制备及应用具有潜在的应用价值。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于金属卤化物钙钛矿的压光器件，具有成本低、分辨率高、压光响应快等优点。
为达到上述目的，采用以下技术方案：
一种基于金属卤化物钙钛矿的压光器件，由柔性衬底、微纳结构、发光层、介质层和电极层依次堆叠构成。
进一步地，所述柔性衬底的材料为聚酰亚胺。
进一步地，所述柔性衬底的厚度为10~2000μm。
进一步地，所述微纳结构的材料为氧化铟锡。
进一步地，所述微纳结构的厚度为50~500nm。
进一步地，所述微纳结构为网格状，所述网格为边长100~500nm的正方形结构。
进一步地，所述发光层的材料为钙钛矿量子点。
优选的钙钛矿量子点为CsPbBr3，也可以选用其它钙钛矿结构的荧光材料，从而增强分辨率和稳定性等各项性能。
进一步地，所述发光层的厚度为0.5~2μm。
进一步地，所述介质层的材料为导电粘合层，所述介质层的厚度为1~5nm。
进一步地，所述电极层的材料为银薄膜或导电聚合物。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的压光器件性能优异，分辨率高，压光响应快，稳定性和重复性好，可以很好地解决分辨率低下、器件不稳定等问题，实现电子签名，防伪和产品识别等应用。
本实用新型的压光器件大小可达到边长5cm，器件表面光滑平整，在柔性衬底的作用下，可以自由弯曲和操作。根据实际需要，该压光器件可以进行大面积制备，达到工业化要求。此外，该压光器件结构简单，操作容易，环境友好，在无需消耗外界电能的情况下，就能实现荧光材料发光。
本实用新型的压光器件制备方法简单，可以通过简单的刮涂方法进行制备，成本低廉。
附图说明
图1是本实用新型的压光器件的结构示意图；
图2是本实用新型的压光器件的时间-电压曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
实施例
如图1所示，一种基于金属卤化物钙钛矿的压光器件，由柔性衬底1、微纳结构2、发光层3、介质层4和电极层5依次堆叠构成。柔性衬底1的材料优选聚酰亚胺，厚度根据实际应用环境所需调整，一般在10~2000μm之间；微纳结构2为导电微电路结构，厚度为50~500nm，材料优选为氧化铟锡，微纳结构为网格状，网格为边长100~500nm的正方形结构；发光层3的材料为钙钛矿量子点的聚合物，钙钛矿量子点优选CsPbBr3，聚合物优选PMMA或PDMS，发光层厚度为0.5~2μm；介质层4的材料为导电粘合层，优选金，厚度一般在1~5nm；电极层5材料为银薄膜或导电聚合物。
金属卤化物钙钛矿有两种常用的制备方法，一种是常温合成方法，所得到的产品是钙钛矿薄膜材料；另外一种是高温合成方法，可以得到金属卤化物纳米晶材料。两种合成方法成熟稳定，可重复，操作简单。
压光器件可以按照如下方法制备：选择柔性衬底材料，如聚酰亚胺薄膜，进行初步尺寸裁剪，获得合适大小尺寸，并在该衬底上沉积微纳周期结构的ITO层（厚度约100nm）；然后将钙钛矿CsPbBr3纳米颗粒与聚合物材料PMMA或PDMS均匀混合，并刮涂到柔性衬底上，在100~150℃下进行烘干备用，最后在发光层上面制备电极层，可以用Ag薄膜或者导电聚合物作为电极。为保证层状器件具有较好的粘合作用，在发光层与电极层之间，可以加入一层薄薄的导电粘合剂，如薄薄的Au层，厚度1纳米，作为介质层。
压光器件通过压力产生电荷，然后电荷作用于荧光材料，实现发光。图2是本实用新型的压光器件的时间-电压曲线，压力转换为电信号的压电响应快，在1s内响应次数可达7次以上，响应时间在ms级别。
本实用新型的压光器件性能优异，分辨率高，压光响应快，稳定性和重复性好，可以很好地解决分辨率低下、器件不稳定等问题，实现电子签名，防伪和产品识别等应用；而且制备方法简单，可以通过简单的刮涂方法进行制备，成本低廉。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于金属卤化物钙钛矿的压光器件，其特征在于，由柔性衬底、微纳结构、发光层、介质层和电极层依次堆叠构成，所述微纳结构为网格状，所述网格为边长100～500nm的正方形结构。
2.根据权利要求1所述的压光器件，其特征在于，所述柔性衬底的材料为聚酰亚胺，所述柔性衬底的厚度为10～2000μm。
3.根据权利要求1所述的压光器件，其特征在于，所述微纳结构的材料为氧化铟锡。
4.根据权利要求1所述的压光器件，其特征在于，所述微纳结构的厚度为50～500nm。
5.据权利要求1所述的压光器件，其特征在于，所述发光层的材料为钙钛矿量子点。
6.据权利要求5所述的压光器件，其特征在于，所述钙钛矿量子点为CsPbBr3。
7.据权利要求1所述的压光器件，其特征在于，所述发光层的厚度为0.5～2μm。
8.据权利要求1所述的压光器件，其特征在于，所述介质层的材料为导电粘合层，所述介质层的厚度为1～5nm。
9.据权利要求1所述的压光器件，其特征在于，所述电极层的材料为银薄膜或导电聚合物。
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| CN111430541A (zh) * | 2019-01-09 | 2020-07-17 | 北京大学 | 基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和应用 |
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| CN111430541B (zh) * | 2019-01-09 | 2021-12-28 | 北京大学 | 基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和应用 |
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