[發(fā)明專利]一種基于鈣鈦礦材料的發(fā)光二極管的制備方法

有效

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• 申請日: 2016-02-06
• 公開（公告）號: CN105609652B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚冀眾;顏步一
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州纖納光電科技有限公司
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/54;H01L51/56
• 代理公司: 浙江一墨律師事務(wù)所33252
• 代理人: 陳紅珊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光二極管（LED）應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于鈣鈦礦材料的發(fā)光二極管的制備方法。

背景技術(shù)

基于鈣鈦礦材料的發(fā)光二極管是一種使用諸如(CH₃NH₃PbX_3-nY_n)形式的化合物作為吸光材料的發(fā)光二極管，其中X、Y=Cl、Br、I等。發(fā)光二極管的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，從下往上依次分為透明基底層、透明導(dǎo)電電極、空穴/電子阻擋層、鈣鈦礦吸光層、電子/空穴阻擋層、金屬電極。其中研發(fā)重點關(guān)注的是鈣鈦礦吸光層。

現(xiàn)有的形成鈣鈦礦吸光層的主要方法首先將無水溴化鉛粉末（PbBr₂）直接溶解于N,N-二甲基甲酰胺（DMF），加熱溶劑，此后將溶解好的溶劑旋涂在玻璃基底表面，形成一層PbBr₂薄膜， 加熱這層薄膜使得溶劑完全揮發(fā)； 然后將載有PbBr₂薄膜的玻璃基底在甲基溴化銨（MABr）的異丙醇（IPA）溶液中浸泡30秒左右之后取出、旋轉(zhuǎn)甩干、再滴一定量的異丙醇，甩干；或者直接在PbBr₂上面旋涂MABr溶液。此后，把薄膜連同玻璃基底轉(zhuǎn)移到加熱臺上，70~100攝氏度加熱10~120分鐘。在這個過程中MABr將與PbBr₂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成大小不一的(CH₃NH₃)PbBr₃晶體。PbI₂單體不易于MAI完全反應(yīng)，反應(yīng)不完全，因此當形成了(CH₃NH₃)PbI₃晶體后，仍舊會有少量的PbI₂雜質(zhì)殘留在薄膜中，影響薄膜性質(zhì)穩(wěn)定。此外，由于PbBr₂厚度較薄（一般小于20 納米），因此當形成了(CH₃NH₃)PbBr₃晶體后，存在無法完全覆蓋的問題，造成上下兩層阻擋層直接接觸，形成電分流通路，影響薄膜電學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，降低了發(fā)光效率。此外，晶體大小不一，覆蓋不完整還影響了薄膜的平整度，造成薄膜的厚度不一，平整度差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于鈣鈦礦材料的發(fā)光二極管的制備方法，公開了一種鈣鈦礦吸光層材料的合成技術(shù)，提高薄膜的覆蓋率和平整度，從而極大地提高鈣鈦礦吸光層薄膜的光能吸收效率。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，提供一種基于鈣鈦礦材料的發(fā)光二極管，由表層向里層依次包括透明基底層、透明導(dǎo)電電極、電子阻擋層或空穴阻擋層、鈣鈦礦吸光層、空穴阻擋層或電子阻擋層以及金屬導(dǎo)電層，鈣鈦礦吸光層包括溴化鉛絡(luò)合物，溴化鉛絡(luò)合物的化學(xué)通式為：PbBr₂(U)，其中， U為二甲基亞礬（簡稱 DMSO）、N,N-二甲基甲酰胺（簡稱DMF）以及甲胺的四氫呋喃（簡稱MA）三種化合物中的任意一種；

溴化鉛絡(luò)合物是將無水溴化鉛粉末與二甲基亞礬溶劑、或N,N-二甲基甲酰胺溶劑、或甲胺的四氫呋喃溶劑相混合，使得PbBr₂粉末完全溶解于二甲基亞礬溶劑、或N,N-二甲基甲酰胺溶劑、或甲胺的四氫呋喃溶液中，再加入氯苯溶劑攪拌混合后靜置，并經(jīng)過過濾后得到的析出物。

進一步地，透明基底層的材料包括但不限于玻璃基底和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底中的至少一種。

進一步地，透明導(dǎo)電電極沉積在透明基底層上，透明導(dǎo)電電極的材料包括但不限于摻銦氧化錫（ITO）、摻氟氧化錫（FTO）和石墨烯中的至少一種。

進一步地，電子阻擋層或空穴阻擋層沉積在透明導(dǎo)電電極上，電子阻擋層或空穴阻擋層的材料包括但不限于石墨烯、聚(9,9-二辛基芴)（F8）、PEDOT:PSS、PTAA、CuSCN、CuI、MoOx、V₂O₅、NiO、spiro-OMeTAD、PEIE、PEI、ZnO、TiO₂、PCBM中的至少一種；其沉積方法包括但不限于真空蒸發(fā)法、電子束蒸發(fā)法、磁控濺射法、原子層沉積法、光刻法、化學(xué)氣相沉積法、絲網(wǎng)印刷法、水熱法、電化學(xué)沉積法、旋涂(spin-coating)、刀片刮涂(blade-coating)、棒式涂布(bar coating)、夾縫式擠壓型涂布(slot-die coating)、噴涂(spray coating)、噴墨印刷(ink-jet printing) 中的至少一種。