[發明專利]一種非鉛金屬鹵化物發光材料及其制備方法和器件

有效

• 申請號: 202010165973.6
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN113388385B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 王建浦;陳紅;朱琳;王娜娜
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/61;H01L51/50
• 代理公司: 北京恒創益佳知識產權代理事務所(普通合伙) 11556
• 代理人: 付金豹

本發明公開了一種非鉛金屬鹵化物材料及其制備方法和器件，非鉛金屬鹵化物的結構通式為O_d?A_aB_bX_c，其中A為金屬陽離子；B為Cu⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Au⁺、Sn²⁺、Bi³⁺、In³⁺等金屬離子；X為鹵素陰離子；O為有機物；非鉛金屬鹵化物前驅體溶液由AX和BX以及有機物添加劑溶于溶劑中，通過溶液法制得。本發明通過利用含有氧原子的有機物在不改變鹵化物組分的情況下，改善薄膜的結晶性和覆蓋率，增大薄膜的表面電勢，提高載流子的注入和傳輸，從而提高器件的亮度、外量子效率和穩定性。

技術領域

本發明涉及非鉛金屬鹵化物材料，尤其涉及的是一種非鉛金屬鹵化物發光材料及其制備方法和發光器件。

背景技術

有機-無機鉛基鹵化物材料由于具備制備工藝簡單、顏色可調、高色純度等優勢，使其在光電領域發展迅速，然而鉛的毒性極大地制約了其應用前景。近兩年，非鉛基材料引起了人們的關注。目前，非鉛雙鈣鈦礦Cs₂Ag_0.6Na_0.4InCl實現了暖白光，Efficient andstable emission of warm-white light from lead-free halide double perovskites,Nature,2018,563:541；銅基金屬鹵化物Cs₃Cu₂I₅的單晶及薄膜具有高的熒光量子產率(PLQY)，分別為≈90％和≈60％，Lead-Free Highly Efficient Blue-Emitting Cs₃Cu₂I₅with 0D Electronic Structure,Adv.Mater.2018,30,1804547；銅基金屬鹵化物CsCu₂I₃熒光量子產率為5％,Colloidal Synthesis and Optical Properties of All-InorganicLow-Dimensional Cesium Copper Halide Nanocrystals,Angew.Chem.Int.Ed.2019,131,16233-16237。然而，相比于鉛基鹵化物，非鉛基鹵化物存在載流子遷移率低、電注入困難等問題，仍未實現高效的可見光電致發光，因此制備高性能的非鉛基鹵化物器件刻不容緩。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種非鉛金屬鹵化物材料及其制備方法和器件。本發明通過利用含有氧原子的有機物改善薄膜的結晶性和覆蓋率，增大薄膜的表面電勢，提高載流子的注入和傳輸，從而提高非鉛金屬鹵化物器件的亮度、外量子效率和穩定性。

本發明的技術方案如下：

一種非鉛金屬鹵化物材料的制備方法，非鉛金屬鹵化物的結構通式為O_d-A_aB_bX_c，其中A為金屬陽離子；B為Cu⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Au⁺、Sn²⁺、Bi³⁺、In³⁺等；X為鹵素陰離子；O為有機物；非鉛金屬鹵化物前驅體溶液由AX和BX以及有機物添加劑溶于溶劑中，并通過旋涂、噴涂、刮涂等溶液法制得。

所述的制備方法，所述有機物添加劑是含有能與非鉛金屬鹵化物中陰離子或陽離子結合的雜原子的有機分子。

所述的制備方法，其特征在于，所述添加劑不會改變金屬鹵化物A_aB_bX_c的組分。