蓝光钙钛矿薄膜的制备方法、蓝光钙钛矿薄膜及发光器件

本发明涉及发光二极管，尤其涉及一种蓝光钙钛矿薄膜的制备方法、蓝光钙钛矿薄膜及发光器件。

背景技术：

1、peled(organometal halide perovskite led，钙钛矿发光二极管)在绿光、红光和近红外区域基本可以和商用的有机电激光二极管(oled)和量子点发光二极管(qled)相媲美。然而，蓝光peled却发展缓慢。

2、目前，尽管蓝光peled的效率已经逐步提高，然而蓝光peled的性能仍然不令人满意。首先，目前的研究主要集中在单一方法工程(例如，维度工程、合成工程或阶段工程)的改进，而协同工程很少被研究。由于每个工程对器件性能有不同的影响，因此缺乏对协同工程的理解可能会限制蓝光peled的性能改进。其次，蓝光peled实现高效率(eqe≥9％)和高亮度(≥2000cd m-2)比较困难。目前蓝光peled的最大效率通常在低亮度下实现，由于高亮度对显示器和照明至关重要，蓝光peled的低亮度阻碍了实际应用。第三，蓝光peled的功率效率(pe)通常较低。第四，稳定的颜色是显示器应用的必要条件。然而，蓝光peled通常表现出较差的光谱稳定性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，为此，本发明第一方面提出一种蓝光钙钛矿薄膜的制备方法，所述方法包括：

2、将溴化铯、溴化铅、氯化铅和有机配体的混合物溶解在二甲基亚砜溶剂中，得到前驱体溶液；所述有机配体为苯乙基溴化胺；

3、在所述前驱体溶液中加入额外配体，得到钙钛矿前体溶液；所述额外配体为一种手性分子或至少两种手性分子的组合；

4、在所述钙钛矿前体溶液中加入添加剂，并搅拌预设第一时长，得到均匀溶液；

5、在充满氮气的手套箱中，将所述均匀溶液进行旋转涂覆，并在所述旋转涂覆过程中添加反溶剂，得到原始薄膜；

6、对所述原始薄膜退火后进行真空干燥，得到蓝光钙钛矿薄膜。

7、可选地，所述至少两种手性分子的组合包括：l-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与d-苯丙氨酸甲酯盐酸盐的组合，l-苯丙氨酸甲酯盐酸盐、d-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与l-苯丙氨酸盐酸盐的组合。

8、可选地，所述溴化铅中的铅离子、所述溴化铯中的铯离子、所述苯乙基溴化胺中的苯乙胺离子之间的浓度比例为1:1:1，所述铅离子的浓度范围为0.1mol/l-0.2mol/l。

9、可选地，所述额外配体在所述前驱体溶液中占总配体的摩尔比为30％，所述总配体包括所述额外配体和所述有机配体，所述总配体的浓度为0.1mol/l。

10、可选地，所述溴化铯、溴化铅、氯化铅的浓度分别为0.1mol/l、0.09mol/l、0.01mol/l。

11、可选地，所述将所述均匀溶液进行旋转涂覆，并在所述旋转涂覆过程中添加反溶剂，包括：

12、将所述均匀溶液以4000rpm的速度旋转涂覆，并开始计时；

13、在所述旋转涂覆过程中钙钛矿结晶开始时添加反溶剂，并在第90秒结束旋转涂覆；所述钙钛矿结晶开始的时刻为第22-27秒。

14、可选地，所述将所述原始薄膜退火后进行真空干燥，包括：

15、在所述原始薄膜为65℃时退火5分钟，并进行真空干燥。

16、可选地，所述反溶剂为乙酸乙酯。

17、本发明第二方面提出一种蓝光钙钛矿薄膜，由第一方面所述的方法制备。

18、本发明第三方面提出一种钙钛矿电致发光器件，包括基板、阴极、阳极、和介于所述阳极与所述阴极之间的功能层；所述功能层包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层，所述发光层为第二方面所述的蓝光钙钛矿薄膜。

19、本发明实施例具有以下有益效果：

20、本发明实施例提供的蓝光钙钛矿薄膜的制备方法、蓝光钙钛矿薄膜及发光器件，将溴化铯、溴化铅、氯化铅和有机配体的混合物溶解在二甲基亚砜溶剂中，得到前驱体溶液；所述有机配体为苯乙基溴化胺；在所述前驱体溶液中加入额外配体，得到钙钛矿前体溶液；所述额外配体为一种手性分子或至少两种手性分子的组合；在所述钙钛矿前体溶液中加入添加剂，并搅拌预设第一时长，得到均匀溶液；在充满氮气的手套箱中，将所述均匀溶液进行旋转涂覆，并在所述旋转涂覆过程中添加反溶剂，得到原始薄膜；对所述原始薄膜退火后进行真空干燥，得到蓝光钙钛矿薄膜。上述方案通过使用配体、反溶剂、器件和添加剂工程的协同策略，并以手性分子作为额外配体，由于手性分子一方面具有空间异构性，可以跳出平面分子结构的框架，产生有效钝化钙钛矿缺陷作用的基团；另一方面大分子体积的手性配体还可以起到调节小n相的分布的作用，最终使制备得到的蓝光钙钛矿发光薄膜的光致量子效率、最大外量子效率、最大功率效率都有了很大的提升，还获得了较高的最大亮度和稳定的电致发光光谱。

技术特征：

1.一种蓝光钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两种手性分子的组合包括：l-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与d-苯丙氨酸甲酯盐酸盐的组合，l-苯丙氨酸甲酯盐酸盐、d-苯丙氨酸甲酯盐酸盐与l-苯丙氨酸盐酸盐的组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溴化铅中的铅离子、所述溴化铯中的铯离子、所述苯乙基溴化胺中的苯乙胺离子之间的浓度比例为1:1:1，所述铅离子的浓度范围为0.1mol/l-0.2mol/l。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述额外配体在所述前驱体溶液中占总配体的摩尔比为30％，所述总配体包括所述额外配体和所述有机配体，所述总配体的浓度为0.1mol/l。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溴化铯、溴化铅、氯化铅的浓度分别为0.1mol/l、0.09mol/l、0.01mol/l。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述均匀溶液进行旋转涂覆，并在所述旋转涂覆过程中添加反溶剂，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述原始薄膜退火后进行真空干燥，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反溶剂为乙酸乙酯。

9.一种蓝光钙钛矿薄膜，其特征在于，由权利要求1-8中任一所述的方法制备。

10.一种钙钛矿电致发光器件，其特征在于，包括基板、阴极、阳极、和介于所述阳极与所述阴极之间的功能层；所述功能层包括依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层，所述发光层为权利要求9所述的蓝光钙钛矿薄膜。

技术总结
本发明公开了一种蓝光钙钛矿薄膜的制备方法、蓝光钙钛矿薄膜及发光器件，将溴化铯、溴化铅、氯化铅和有机配体的混合物溶解在二甲基亚砜溶剂中，得到前驱体溶液；有机配体为苯乙基溴化胺；在前驱体溶液中加入额外配体，得到钙钛矿前体溶液；额外配体为一种手性分子或至少两种手性分子的组合；在充满氮气的手套箱中，将均匀溶液进行旋转涂覆，并在旋转涂覆过程中添加反溶剂，得到原始薄膜；对原始薄膜退火后进行真空干燥，得到蓝光钙钛矿薄膜。上述方案以手性分子作为额外配体，可以跳出平面分子结构的框架，产生有效钝化钙钛矿缺陷作用的基团，并且还可以调节小n相的分布，最终使制备得到的蓝光钙钛矿发光薄膜的性能得到了很大的提升。

技术研发人员：刘佰全,张灵骄,刘川
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15