一种全碳点有机电致发光器件及其制备方法

1.本发明涉及有机电致发光器件技术领域，尤其涉及一种全碳点有机电致发光器件及其制备方法。


背景技术：

2.发光二极管目前广泛应用于消费电子产品，由于其比传统液晶显示器具有更高的光电效率、更高的对比度和更广的色彩空间，已被视为照明和显示领域的创新型产品。由于目前的光电材料或多或少存在着毒性高，稳定性低等问题，因此迫切需要开发无毒、稳定性好的新型光电材料，并将其应用于发光二极管中。
3.碳点作为一种低成本、低毒、高稳定性且原料丰富的优秀荧光纳米材料开始被应用于发光二极管。目前碳点应用于多色发光二极管通常是将其作为荧光粉涂敷在基于gan的uv或蓝光芯片上来实现的，其仅仅利用了材料的光致发光特性。实际上，在电致发光二极管中使用碳点作为发射层是固态照明最有前景的应用。
4.由于目前碳点的电致发光机制还未被揭示，碳点基电致发光二极管的发展集中于高性能碳点的设计合成，而对器件结构的优化设计较少。现阶段的碳点基电致发光二极管通常是基于传统的ito/pedot:pss/eml/tpbi/lif/al正向结构来制备，这种低迁移率的体系不利于电致发光二极管的性能提升。高迁移率体系中的传输层大都通过溶液加工的方式制备，但是碳点中富含的不同官能团使得其溶解性多样，在功能层沉积的过程中碳点上层的溶剂会对碳点层产生侵蚀，破坏薄膜间良好的接触，降低二极管的性能。所以碳点易于功能化的特征应该被充分的利用来对其溶解性进行调整，获得溶解性正交的碳点制备溶液加工的电致发光二极管。
5.为了提升碳点基电致发光二极管的性能，在器件优化的过程中最有效的方法就是平衡载流子在发光层的注入，因此如何平衡载流子的注入，得到高性能的碳点基电致发光二极管具有重要意义。


技术实现要素：

6.本发明解决的技术问题在于提供一种有机电致发光器件，其具有较高的最大亮度、效率以及运行寿命。
7.有鉴于此，本技术提供了一种全碳点有机电致发光器件，包括依次叠加设置的导电基底、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和金属电极，所述电子传输层中包括n型碳点，所述发光层中包括固态荧光碳点，所述空穴传输层中包括p型碳点。
8.优选的，所述n型碳点的制备方法包括以下步骤：
9.将苝四甲酸二酐、聚乙烯亚胺和氢氧化钠在乙醇中混合，进行溶剂热反应，得到粗产品溶液；
10.将所述粗产品溶液浓缩后透析，得到碳点溶液；
11.将所述碳点溶液蒸发、干燥，得到n型碳点。
12.优选的，所述苝四甲酸二酐、聚乙烯亚胺和氢氧化钠的质量比为(0.1～1)∶(0.02～1)∶(0～2)且氢氧化钠不为0，所述溶剂热反应的温度为100～200℃，时间为2～12h；所述透析的时间为12～36h，透析的透析袋规格为mw：500～5000；所述n型碳点的电子迁移率范围为10-5
～10-4
cm2·
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·
s-1
，能级为-5.68～-3.28ev。
13.优选的，所述固态荧光碳点的制备方法包括以下步骤：
14.将对苯二乙腈和n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺溶解于乙醇中混合，进行溶剂热反应，得到粗产品溶液；
15.将所述粗产品溶液纯化后蒸发、干燥，得到固态荧光碳点。
16.优选的，所述对苯二乙腈和n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺的质量比为(0.5～1)∶(0.02～1)，所述溶剂热反应的温度为100～200℃，时间为2～12h；所述纯化采用硅胶柱层析法，所述纯化的洗脱剂为1∶(0～10)的二氯甲烷和甲醇且甲醇不为0；所述固态荧光碳点的能级为-5.72～-3.53ev，具有良好的单独成膜性，形成的薄膜在330～380nm激发下发出峰值波长在550～650nm范围的可见光。
17.优选的，所述p型碳点的制备方法包括以下步骤：
18.将三聚氰胺、乙腈和n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺溶解于乙醇混合，进行溶剂热反应，得到粗产品溶液；
19.将所述粗产品溶液纯化，得到碳点溶液；
20.将所述碳点溶液蒸发、干燥，得到p型碳点。
21.优选的，所述三聚氰胺、n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺和乙腈的质量比为(0.5～1)∶(0.02～1)∶(0～1)且乙腈不为0；所述溶剂热反应的温度为100～200℃，时间为2～12h；所述纯化采用硅胶柱层析法，所述纯化的洗脱剂为1∶(0～10)的二氯甲烷和甲醇且甲醇不为0；所述p型碳点的空穴迁移率率为10-5
～10-4
cm2·
v-1
·
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，能级为-5.83～-3.14ev。
22.本技术还提供了全碳点有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
23.a)将导电基底预处理后涂覆n型碳点溶液，再进行退火处理，得到电子传输层；
24.b)在所述电子传输层表面涂覆固态荧光碳点溶液，再进行退火处理，得到发光层；
25.c)在所述发光层表面涂覆p型碳点溶液，再进行退火处理，得到空穴传输层；
26.d)在所述空穴传输层表面依次沉积电子注入层和金属阳极，得到全碳点有机电致发光器件。
27.优选的，所述n型碳点溶液的浓度为2～10mg/ml，所述固态荧光碳点溶液的浓度为5～15mg/ml，所述p型碳点溶液的浓度为2～10mg/ml。
28.优选的，步骤a)中，所述退火处理的温度为50～200℃，时间为10～60min；步骤b)中，所述退火处理的温度为50～250℃，时间为10～60min；步骤c)中，所述退火处理的温度为50～200℃，时间为5～60mmin。
29.本技术提供了一种有机电致发光器件，其包括依次叠加设置的导电基底、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和金属电极，其特征在于，所述电子传输层中包括n型碳点，所述发光层中包括固态荧光碳点，所述空穴传输层中包括p型碳点。在本技术提供的有机电致发光器件中，引入不同的碳点分别应用于电子传输层、发光层和空穴传输层，有效的平衡了载流子的注入，提升了有机电致发光器件的最大亮度、效率以及运行寿命。
附图说明
30.图1为实施例4所制备电致发光二极管的能级结构图；
31.图2为实施例1、2、3中n型碳点(n-cd)、固态荧光碳点(em-cd)及p型碳点(p-cd)的紫外吸收图谱；
32.图3为实施例1、2、3中n型碳点、固态荧光碳点及p型碳点的紫外光电子能谱图；
33.图4为实施例4中n型碳点薄膜经odcb/dmf混合溶液清洗前后的紫外吸收谱图；
34.图5为实施例4中固态荧光碳点薄膜经异丙醇清洗前后的紫外吸收谱图；
35.图6为实施例4中n型碳点上沉积固态荧光碳点后的afm照片；
36.图7为实施例4中固态荧光碳点上沉积p型碳点后的afm照片；
37.图8为对比例1所制备的器件亮度-电压-电流密度曲线；
38.图9为对比例2所制备的器件亮度-电压-电流密度曲线；
39.图10为对比例3、对比例4、对比例5及实施例4所制备的器件亮度-电压-电流密度曲线对比；
40.图11为对比例5和实施例4所制备的器件的运行寿命图；
41.图12为实施例4所制备的器件亮度-电压-电流密度曲线；
42.图13实施例4所制备的器件电致发光光谱及大面积器件照片；
43.图14对比例6、对比例7、对比例8、对比例9所制备的单载流子器件的空间电荷限制区的电流密度-电压曲线。
具体实施方式
44.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
45.碳点作为优异的光电材料，同时也能作为传输层传递载流子；因此借助其易于功能化的特征，可以构筑出碳点传输层与发光层的有机电致发光器件，其中通过调整两种传输层碳点的迁移率以及膜厚来平衡载流子的注入，得到高性能的碳点基电致发光器件，尤其是电致发光二极管，具体的，本技术提供了一种全碳点有机电致发光器件，包括依次叠加设置的导电基底、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和金属电极，所述电子传输层中包括n型碳点，所述发光层中包括固态荧光碳点，所述空穴传输层中包括p型碳点。
46.在本技术中，所述n型碳点的制备方法包括以下步骤：
47.将苝四甲酸二酐、聚乙烯亚胺和氢氧化钠在乙醇中混合，进行溶剂热反应，得到粗产品溶液；
48.将所述粗产品溶液浓缩后透析，得到碳点溶液；
49.将所述碳点溶液蒸发、干燥，得到n型碳点。
50.在上述制备过程中，所述苝四甲酸二酐、聚乙烯亚胺和氢氧化钠的质量比为(0.1～1)∶(0.02～1)∶(0～2)且氢氧化钠不为0，所述溶剂热反应的温度为100～200℃，时间为2～12h；更具体的，所述苝四甲酸二酐、聚乙烯亚胺和氢氧化钠的质量比为(0.1～0.8)∶(0.1～0.8)∶(1～2)。所述溶剂热反应的温度为120～180℃，时间为5～10h。所述透析的时间为12～36h，透析的透析袋规格为mw：500～5000。在上述过程中，所述纯化采用硅胶柱层析法
纯化，洗脱剂为二氯甲烷和甲醇。
51.本技术制备的n型碳点的电子迁移率范围为10-5
～10-4
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·
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，能级为-5.68～-3.28ev。所述n型碳点可以更好的匹配固态发光碳点的能级，降低电子注入的势垒；此外，本技术中的n型碳点不溶于油溶性溶剂中，因此相对于传统的有机传输材料而言，n型碳点的适用范围更广，固态荧光碳点以及其他荧光碳点材料可以直接旋涂在n型碳点的电子传输层上，无需担心会对下层产生侵蚀影响，进而形成平整光滑的表面。
52.进一步的，本技术固态荧光碳点的制备方法包括以下步骤：
53.将对苯二乙腈和n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺溶解于乙醇中混合，进行溶剂热反应，得到粗产品溶液；
54.将所述粗产品溶液纯化后蒸发、干燥，得到固态荧光碳点。
55.在上述过程中，所述对苯二乙腈和n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺的质量比为(0.5～1)∶(0.02～1)，具体的，对苯二乙腈和n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺的质量比为(0.6～1)∶(0.1～1)。所述溶剂热反应的温度为100～200℃，时间为2～12h。所述纯化采用硅胶柱层析法，所述纯化的洗脱剂为1：(0～10)的二氯甲烷和甲醇且甲醇不为0。
56.所述固态荧光碳点的能级为-5.72～-3.53ev，具有良好的单独成膜性，形成的薄膜在330～380nm激发下发出峰值波长在550～650nm范围的可见光。所述固态荧光碳点应用于发光层中，能够克服主客体掺杂发光层在器件光谱中产生杂峰的问题，提升碳点led的色纯度。
57.进一步的，本技术还提供了p型碳点的制备方法包括以下步骤：
58.将三聚氰胺、乙腈和n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺溶解于乙醇混合，进行溶剂热反应，得到粗产品溶液；
59.将所述粗产品溶液纯化，得到碳点溶液；
60.将所述碳点溶液蒸发、干燥，得到p型碳点。
61.在此过程中，所述三聚氰胺、n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺和乙腈的质量比为(0.5～1)∶(0.02～1)∶(0～1)且乙腈不为0，具体的，所述三聚氰胺、n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺和乙腈的质量比为(0.6～0.8)∶(0.1～0.8)∶(0.2～0.8)。所述溶剂热反应的温度为100～200℃，时间为2～12h。所述纯化采用硅胶柱层析法，所述纯化的洗脱剂为1∶(0～10)的二氯甲烷和甲醇且甲醇不为0。
62.所述p型碳点的空穴迁移率率为10-5
～10-4
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，能级为-5.83～-3.14ev。
63.本技术中，n型碳点和p型碳点作为相匹配的一类碳点，；在碳点led中，有机空穴传输材料的稳定性较低，使用p型碳点材料能够克服该问题；同时，在反向器件结构中，下层使用金属氧化物电子传输材料会造成载流子注入不匹配(有机电子传输材料由于溶解性问题无法在底层沉积)，降低器件的稳定性和效率。另外，相对于有机和金属氧化物传输层材料来说，碳点材料合成成本低，合成简便，是非常优异的替代品。
64.进一步的，本技术还提供了全碳点有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
65.a)将导电基底预处理后涂覆n型碳点溶液，再进行退火处理，得到电子传输层；
66.b)在所述电子传输层表面涂覆固态荧光碳点溶液，再进行退火处理，得到发光层；
67.c)在所述发光层表面涂覆p型碳点溶液，再进行退火处理，得到空穴传输层；
68.d)在所述空穴传输层表面依次沉积电子注入层和金属阳极，得到全碳点有机电致
发光器件。
69.在制备全碳点有机电致发光器件的过程中，本技术首先将导电基底进行预处理；所述预处理以将基底清洗干净，所述导电基底为本领域技术人员熟知的基底，对此本技术没有特别的限制，在具体实施例中，所述基底具体选自ito玻璃基板。
70.按照本发明，在预处理之后，则在所述导电基底表面涂覆n型碳点溶液，再热处理，得到电子传输层；在此过程中，所述涂覆为本领域技术人员熟知的涂覆过程，对此本技术不进行特别的限制，示例的，所述涂覆可以选自旋涂。所述n型碳点溶液的浓度为2～10mg/ml。所述退火处理的温度为50～200℃，时间为10～60min；更具体的，所述退火处理的温度80～150℃，时间为20～30min。
71.在制备电子传输层之后，在其表面制备发光层，即在所述电子传输层表面涂覆固态荧光碳点溶液，再进行退火处理，得到发光层。在此过程中，所述涂覆为本领域技术人员熟知的涂覆过程，对此本技术不进行特别的限制，示例的，所述涂覆可以选自旋涂。所述固态荧光碳点溶液的浓度为5～15mg/ml。所述退火处理的的温度为50～250℃，时间为10～60min；更具体的，所述退火处理的温度为100～150℃，时间为20～30min。
72.在制备发光层之后，则在其表面制备空穴传输层；即在所述发光层表面涂覆p型碳点溶液，再进行退火处理，得到空穴传输层。在此过程中，所述涂覆为本领域技术人员熟知的涂覆过程，对此本技术不进行特别的限制，示例的，所述涂覆可以选自旋涂。所述p型碳点溶液的浓度为2～10mg/ml。所述退火处理的温度为50～200℃，时间为5～60mmin；具体的，所述退火处理的温度为80～120℃，时间为15～40min。
73.本技术最后在所述空穴传输层表面依次沉积电子注入层和金属阳极，得到了全碳点有机电致发光器件。所述沉积的方法具体采用真空蒸发法，对其制备过程本技术没有特别的限制，按照本领域技术人员熟知的方法进行即可。所述电子注入层和所述金属阳极的材料为本领域技术人员熟知的，对此本技术没有特别的限制。
74.本技术所述有机电致发光器件具体可为有机电致二极管。
75.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的全碳点有机电致发光器件及其制备方法进行详细，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
76.实施例1
77.n型碳点制备：
78.称取苝四甲酸二酐0.12g，氢氧化钠1.2g加入到300ml乙醇中，超声30min使其完全溶解，然后加入3ml pei乙醇溶液(80mg/ml)，转移至聚四氟乙烯的水热釜中，在200℃温度下水热反应10h，然后自然冷却、浓缩，使用截留分子量为500的透析袋透析两天，即可得到n型碳点。
79.实施例2
80.固态荧光碳点制备：
81.称取n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺0.05g，对苯二乙腈0.05g，氢氧化钠0.02g加入20ml乙醇中，超声搅拌使物质完全混合，转移至50ml聚四氟乙烯水热釜中，然后在200℃温度下水热反应3h，然后自然冷却、旋转蒸发干燥；通过层析柱法，以不同配比的二氯甲烷和甲醇作展开剂提纯即可得固态荧光碳点。
82.实施例3
83.p型碳点制备：
84.称取三聚氰胺0.06g，n,n-二(4-甲酰苯基)苯胺0.06g，氢氧化钠0.02g，乙腈2ml，乙醇20ml混合于烧杯中，超声搅拌使物质完全混合，转移至50ml聚四氟乙烯水热釜中，然后在200℃温度下水热反应10h，然后自然冷却、旋转蒸发干燥；通过层析柱法，以不同配比的二氯甲烷和甲醇作展开剂提纯即可得p型碳点。
85.实施例4(ito/n-cd/em-cd/p-cd/moo3/al)：
86.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过超声波清洗15分钟，然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
87.在ito的透明导电层上制备电子传输层：取40ul的10mg/ml的n型碳点溶液(溶剂为水)，以3000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在100℃下退火10分钟，制备得到电子传输层；
88.在电子传输层上制备发光层：取40ul的15mg/ml的固态荧光碳点溶液(溶剂为邻二氯苯)，以2000rpm的速度旋涂在电子传输层上，然后把它放在热台上在150℃下退火10分钟，制备得到发光层；
89.在发光层上制备空穴传输层：取40ul的8mg/ml的p型碳点溶液(溶剂为异丙醇)，以3000rpm的速度旋涂在发光层上，然后把它放在热台上在80℃下退火15分钟，制备得到空穴传输层；
90.采用真空蒸发法制备厚度为7.5nm的moo3作空穴注入层；
91.采用真空蒸发法制备厚度为100nm的al电极，得到电致发光二极管，通过导线与负载或测试装置连接。
92.对比例1(ito/n-cd/em-cd/al)：
93.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过超声波清洗15分钟；然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
94.在ito的透明导电层上制备电子传输层：取40ul的10mg/ml的n型碳点溶液(溶剂为水)，以3000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在100℃下退火10分钟，制备得到电子传输层；
95.在电子传输层上制备发光层：取40ul的8mg/ml的p型碳点溶液(溶剂为异丙醇)，以2000rpm的速度旋涂在电子传输层上，然后把它放在热台上在150℃下退火10分钟，制备得到发光层；
96.采用真空蒸发法制备厚度为100nm的al电极，得到电致发光二极管，通过导线与负载或测试装置连接。
97.对比例2(ito/em-cd/p-cd/al)：
98.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过超声波清洗15分钟；然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
99.在ito的透明导电层上制备发光层：取40ul的15mg/ml的固态荧光碳点溶液(溶剂为邻二氯苯)，以2000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在150℃下退火10
分钟，制备得到发光层；
100.在发光层上制备空穴传输层：取40ul的8mg/ml的p型碳点溶液(溶剂为异丙醇)，以3000rpm的速度旋涂在发光层上，然后把它放在热台上在80℃下退火15分钟，制备得到空穴传输层；
101.采用真空蒸发法制备厚度为100nm的al电极，得到电致发光二极管，通过导线与负载或测试装置连接。
102.对比例3(ito/n-cd/em-cd/npb/moo3/al)：
103.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过超声波清洗15分钟；然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
104.在ito的透明导电层上制备电子传输层：取40ul的10mg/ml的n型碳点溶液(溶剂为水)，以3000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在100℃下退火10分钟，制备得到电子传输层；
105.在电子传输层上制备发光层：取40ul的15mg/ml的固态荧光碳点溶液(溶剂为邻二氯苯)，以2000rpm的速度旋涂在电子传输层上，然后把它放在热台上在150℃下退火10分钟，制备得到发光层。
106.在发光层上制备空穴传输层：采用真空蒸发法制备厚度为40nm的npb作为空穴传输层；
107.采用真空蒸发法制备厚度为7.5nm的moo3作空穴注入层；
108.采用真空蒸发法制备厚度为100nm的al电极，得到电致发光二极管，通过导线与负载或测试装置连接。
109.对比例4(ito/zno/em-cd/p-cd/moo3/al)：
110.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过超声波清洗15分钟；然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
111.在ito的透明导电层上制备电子传输层：取40ul的10mg/ml的zno溶液(溶剂为乙醇)，以3000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在60℃下退火30分钟，制备得到电子传输层；
112.在电子传输层上制备发光层：取40ul的15mg/ml的固态荧光碳点溶液(溶剂为邻二氯苯)，以2000rpm的速度旋涂在电子传输层上，然后把它放在热台上在150℃下退火10分钟，制备得到发光层；
113.在发光层上制备空穴传输层：取40ul的8mg/ml的p型碳点溶液(溶剂为异丙醇)，以3000rpm的速度旋涂在发光层上，然后把它放在热台上在80℃下退火15分钟，制备得到空穴传输层。
114.采用真空蒸发法制备厚度为7.5nm的moo3作空穴注入层。
115.采用真空蒸发法制备厚度为100nm的al电极，得到电致发光二极管，通过导线与负载或测试装置连接。
116.对比例5(ito/zno/em-cd/npb/moo3/al)：
117.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过
超声波清洗15分钟；然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
118.在ito的透明导电层上制备电子传输层：取40ul的10mg/ml的zno溶液(溶剂为乙醇)，以3000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在60℃下退火30分钟，制备得到电子传输层；
119.在电子传输层上制备发光层：取40ul的15mg/ml的固态荧光碳点溶液(溶剂为邻二氯苯)，以2000rpm的速度旋涂在电子传输层上，然后把它放在热台上在150℃下退火10分钟，制备得到发光层；
120.在发光层上制备空穴传输层：采用真空蒸发法制备厚度为40nm的npb作为空穴传输层；
121.采用真空蒸发法制备厚度为7.5nm的moo3作空穴注入层；
122.采用真空蒸发法制备厚度为100nm的al电极，得到电致发光二极管，通过导线与负载或测试装置连接。
123.对比例6(ito/pedot:pss/em-cd/p-cd/moo3/al)：
124.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过超声波清洗15分钟；然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
125.在ito的透明导电层上制备空穴传输层：pedot:pss溶液以3000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在150℃下退火15分钟，制备得到空穴传输层；
126.在空穴传输层上制备发光层：取40ul的15mg/ml的固态荧光碳点溶液(溶剂为邻二氯苯)，以2000rpm的速度旋涂在空穴传输层上，然后把它放在热台上在150℃下退火10分钟，制备得到发光层；
127.在发光层上制备空穴传输层：取40ul的8mg/ml的p型碳点溶液(溶剂为异丙醇)，以3000rpm的速度旋涂在发光层上，然后把它放在热台上在80℃下退火15分钟，制备得到空穴传输层；
128.采用真空蒸发法制备厚度为7.5nm的moo3作空穴注入层；
129.采用真空蒸发法制备厚度为100nm的al电极，得到单空穴器件，通过导线与负载或测试装置连接。
130.对比例7(ito/pedot:pss/em-cd/npb/moo3/al)：
131.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过超声波清洗15分钟；然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
132.在ito的透明导电层上制备空穴传输层：pedot:pss溶液以3000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在150℃下退火15分钟，制备得到空穴传输层；
133.在空穴传输层上制备发光层：取40ul的15mg/ml的固态荧光碳点溶液(溶剂为邻二氯苯)，以2000rpm的速度旋涂在空穴传输层上，然后把它放在热台上在150℃下退火10分钟，制备得到发光层；
134.在发光层上制备空穴传输层：采用真空蒸发法制备厚度为40nm的npb作为空穴传输层；
135.采用真空蒸发法制备厚度为7.5nm的moo3作空穴注入层；
136.采用真空蒸发法制备厚度为100nm的al电极，得到单空穴器件，通过导线与负载或测试装置连接。
137.对比例8(ito/n-cd/em-cd/tpbi/ca/al)：
138.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过超声波清洗15分钟；然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
139.在ito的透明导电层上制备电子传输层：取40ul的10mg/ml的n型碳点溶液(溶剂为水)，以3000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在100℃下退火10分钟，制备得到电子传输层；
140.在电子传输层上制备发光层：取40ul的15mg/ml的固态荧光碳点溶液(溶剂为邻二氯苯)，2000rpm的速度旋涂在电子传输层上，然后把它放在热台上在150℃下退火10分钟，制备得到发光层；
141.在发光层上制备电子传输层：采用真空蒸发法制备厚度为40nm的tpbi作为电子传输层；
142.采用真空蒸发法制备厚度为10nm的ca和100nm的al电极，得到单电子器件，通过导线与负载或测试装置连接。
143.对比例9(ito/zno/em-cd/tpbi/ca/al)：
144.将ito玻璃基板清洗：基板清洗顺序为在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇通过超声波清洗15分钟；然后ito基板在150℃烤箱中干燥5分钟，然后用紫外线臭氧(uvo)处理15分钟；
145.在ito的透明导电层上制备电子传输层：取40ul的10mg/ml的zno溶液(溶剂为乙醇)，以3000rpm的速度旋涂在ito衬底上，然后把它放在热台上在60℃下退火30分钟，制备得到电子传输层；
146.在电子传输层上制备发光层：取40ul的15mg/ml的固态荧光碳点溶液(溶剂为邻二氯苯)，以2000rpm的速度旋涂在电子传输层上，然后把它放在热台上在150℃下退火10分钟，制备得到发光层；
147.在发光层上制备电子传输层：采用真空蒸发法制备厚度为40nm的tpbi作为电子传输层；
148.采用真空蒸发法制备厚度为10nm的ca和100nm的al电极，得到单电子器件，通过导线与负载或测试装置连接。
149.通过图2与图3，计算出n型碳点、固态荧光碳点及p型碳点的能级分别为-5.68～-3.28，-5.72～-3.53，-5.83～-3.14ev；将其结果表现在图1中，相邻的功能层之间有较小的能级势垒，有利于载流子的传递。
150.验证碳点的溶液加工可行性则通过图4和图5的紫外吸收光谱与图6和图7的afm图谱来确定；可以看到，当上层的碳点以溶液加工的方式沉积在下层薄膜上之后，下层的碳点的吸收强度并没有发生变化，说明溶剂并没有对下层薄膜产生侵蚀。同时afm的照片显示出它们都沉积在下层的碳点上后薄膜的粗糙度都极小，形貌良好。
151.为了进一步确定碳点传输层在器件中发挥的良好作用，图8和图9分别对应对比例
1和对比例2，即去掉p型碳点或n型碳点后器件的亮度-电压-电流密度曲线图；从图中可以看到无论去掉哪一个碳点，器件的性能曲线表现的都非常差；曲线锯齿较多，说明其中的载流子注入困难，同时还存在较大的漏电流，在电压增大到一定程度后，出现了电流密度陡增的情况，说明二极管被击穿，稳定性极低。
152.使用碳点作为传输层制备了全碳点器件，器件的最大亮度为1300cd/m2；然后将碳点分别替换为高迁移体系中的传输层材料。当zno替换n型碳点后，载流子注入严重失衡，亮度仅有543cd/m2，且启亮电压大幅增高。npb替换p型碳点后，器件的最大亮度也降低至780cd/m2。即使将传输层全部替换为高迁移率体系，器件的最大亮度依然从1300cd/m2降低至890cd/m2，说明固态荧光碳点并不适合该体系的器件结构。通过器件的特性曲线可以发现，电流密度随电压增大快速上升，而亮度则增加较缓，此时只有一小部分载流子参与了发光层中的辐射复合，大部分则通过焦耳热等形式耗散，造成了器件性能的下降。所以对器件的运行寿命进行了测试，当使用碳点作为传输层时，器件在亮度为100cd/m2的运行寿命的半衰期为18min，而当传输层更换为高迁移率体系时，器件在1min内亮度快速衰减至50cd/m2以下。因此将两种碳点传输层与高迁移率传输层材料制备了单载流子器件进行了定性分析，从图14中可以看到zno与npb的迁移率差距较大，而n型和p型碳点的迁移率则十分相近，说明全碳点的器件相较于高迁移率体系来说，更好的性能及更长的运行寿命来自于更加平衡的载流子注入。通过实施例1可以证明这种全碳点器件制备的可行性，通过调节其溶解性，更有利于实现简易的溶液加工方式，载流子的平衡注入则使其能够实现高性能碳点基发光二极管。
153.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
154.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。