一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法

本发明属于光电子器件，具体涉及一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法。

背景技术：

1、金属卤化物钙钛矿致力于光电领域引起了广泛的关注，其应用于电致发光器件表现出良好的性能，如窄带宽(<20 nm)、载流子迁移率高、高光致发光量子产率（plqy；高达近100%）、在整个可见光谱(400 - 800 nm)上可调谐发射。此外，金属卤化物钙钛矿制备简单，易于溶液处理，具有巨大的低成本潜力和优越性。其高缺陷容忍度、高重复性又是另一个很大的优势。因此，基于金属卤化物钙钛矿的电致发光器件被认为是下一代发光和显示领域的理想候选者。自2014年首次报道钙钛矿发光二极管（peled）的室温电致发光(el)以来，该研究领域得到了快速发展。红、绿、近红外发光二极管的外量子效率(eqe)已经超过了20%的里程碑，绿色发光二极管甚至超过了28%，尽管蓝光发射效率较低，但进步也是显著的。由于金属卤化物钙钛矿优异的光电性能，加上有机发光二极管（oled）、量子点发光二极管（qled）、聚合物发光二极管(pled)的技术积累，钙钛矿发光二极管（peled）在材料制备和器件结构设计方面也取得了重大进展，在低成本、高质量的照明技术方面显示出巨大的发展潜力。

2、照明在人们的日常生活中很重要，目前约占全球用电量的20%。随着全球气候变暖、能源短缺、环境污染加剧，低碳节能照明技术在世界范围内备受关注白光照明一直是国内外节能低碳的重点研究领域之一，因此找到一种高效且低成本的材料实现白光发射具有重要意义。金属卤化物钙钛矿由于其制备简单、易于溶液处理以及广泛可调的发射波长蓝色至近红外，在实现白光发射上具有巨大潜力。然而，最简单的方法是通过混合红、绿、蓝三基色钙钛矿发光材料实现发光层堆叠结构的白光电致发光器件。但这种方法存在着严重的不同钙矿材料间层间侵蚀和离子交换反应的问题。层间侵蚀影响载流子运输，导致载流子不平衡。离子交换导致钙钛矿薄膜产生缺陷，引起非辐射复合。因此，制备出白光器件的效率和工作寿命远低于白光照明实际的应用要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，钙钛矿与离子型金属配合物可以发生有效能量转移，通过钙钛矿发光二极管器件或发光电化学池器件工艺制备过程，实现一种高性能白光发光器件。

2、为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

3、一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1，选取基底，并进行清洗处理，再利用紫外臭氧清洗仪处理8min以增强其表面亲水性，得到预处理后的基底；

5、步骤2，在预处理后的基底上旋涂空穴传输层pedot:pss，在120℃下退火20min，形成厚度20~50nm的空穴传输层薄膜；

6、步骤3，在pedot:pss薄膜的表面滴加发光层溶液，并用旋转涂布的方式制备薄膜，随后在热台上退火，形成发光层薄膜，其中，发光层溶液由蓝光钙钛矿和离子型金属配合物溶于dmso溶剂中形成的；

7、步骤4，将带有发光层薄膜的基底转移到高真空蒸镀仪中，在发光层薄膜上蒸镀金属阴极，即得白光发光器件。

8、优选的是，步骤1中所述基底为ito玻璃基底，对基底进行清洗处理的具体步骤为：将基底依次用洗涤剂、去离子水、乙醇和丙酮超声清洗20-30 min。

9、优选的是，步骤3中蓝光钙钛矿包括但不限于三维钙钛矿、准二维钙钛矿、钙钛矿量子点。

10、进一步优选的是，步骤3中所述准二维钙钛矿由氯化铯、溴化铅、苯乙基溴化铵混合而成。

11、优选的是，步骤3中离子型金属配合物材料包括但不限于金属铱、金属铂的配合物。

12、进一步优选的是，步骤3中所述发光层溶液还包括聚合物电解质。

13、进一步优选的是，所述聚合物电解质材料包括聚合物材料和离子盐添加剂材料，其中，聚合物材料为聚环氧乙烷或聚乙烯基吡咯，离子盐添加剂材料为四丁基高氯酸铵或六氟磷酸锂。

14、优选的是，步骤4中电子传输层的材料为邻菲罗林衍生物、苯并咪唑苯衍生物或恶唑类衍生物中的一种；阴极层为金属电极，或者合金或金属化物与金属的复合电极。

15、进一步优选的是，所述金属选自镁、铝、钙或银；所述合金为锂、镁、铝、钙、银中一种与铜、金或银中一种的合金。

16、优选的是，步骤4中蒸镀金属阴极时，在发光层薄膜上蒸镀电子传输层、电子注入层。

17、有益效果

18、与现有技术相比，本发明一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，具有如下优势：

19、1）采用离子型铱配合物掺杂蓝光钙钛矿作为白光lec器件的发光层，避免了不同钙钛矿发光材料间的离子交换反应。

20、2）钙钛矿前驱体材料与离子型铱配合物具有良好的溶剂兼容性，均可溶于极性溶剂，易于制备单发射层掺杂薄膜，而且钙钛矿与离子型铱配合物极性相似，具有优异的物理相容性。

21、3）离子型铱配合物不仅激发态寿命短，而且能同时利用单线态和三线态激子发光，保障了白光lec器件的高效率发光。

技术特征：

1.一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，步骤1中所述基底为ito玻璃基底，对基底进行清洗处理的具体步骤为：将基底依次用洗涤剂、去离子水、乙醇和丙酮超声清洗20-30 min。

3.根据权利要求1所述的一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，步骤3中蓝光钙钛矿包括但不限于三维钙钛矿、准二维钙钛矿、钙钛矿量子点。

4.根据权利要求3所述的一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，步骤3中所述准二维钙钛矿由氯化铯、溴化铅、苯乙基溴化铵混合而成。

5.根据权利要求1所述的一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，步骤3中离子型金属配合物材料包括但不限于金属铱、金属铂的配合物。

6.根据权利要求1所述的一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，步骤3中所述发光层溶液还包括聚合物电解质。

7.根据权利要求6所述的一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，所述聚合物电解质材料包括聚合物材料和离子盐添加剂材料，其中，聚合物材料为聚环氧乙烷或聚乙烯基吡咯，离子盐添加剂材料为四丁基高氯酸铵或六氟磷酸锂。

8.根据权利要求1所述的一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，步骤4中电子传输层的材料为邻菲罗林衍生物、苯并咪唑苯衍生物或恶唑类衍生物中的一种；阴极层为金属电极，或者合金或金属化物与金属的复合电极。

9.根据权利要求8所述的一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，所述金属选自镁、铝、钙或银；所述合金为锂、镁、铝、钙、银中一种与铜、金或银中一种的合金。

10.根据权利要求1所述的一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法，其特征在于，步骤4中蒸镀金属阴极时，在发光层薄膜上蒸镀电子传输层、电子注入层。

技术总结
本发明公开了一种基于离子型金属配合物掺杂蓝光钙钛矿的白光发光器件的制备方法。首先清洗基底，通过在基底上依次制备PEDOT:PSS薄膜、发光层薄膜，再根据需要选择蒸镀电子传输层、电子注入层，最后蒸镀金属负极，即得白光发光器件，其中发光层薄膜是利用蓝光钙钛矿与离子型金属配合物混合，可以发生有效能量转移，获得一种高性能白光发光器件。本发明在蓝光钙钛矿中掺杂橙光离子型金属配合物材料，通过有效能量转移获得互补色白光。避免使用其他方法实现钙钛矿白光面临的钙钛矿材料间离子交换和层间侵蚀问题，所得白光发光器件具有高效、稳定，具有良好的应用前景。

技术研发人员：张新稳,赵嘉煊,陈月花
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24