[發明專利]一種頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管及其制備方法

在審

• 申請號: 202010170771.0
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111370591A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 方彥俊;閆敏行;田鴻君;秦豐尤;楊德仁
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52;H01L51/54;H01L51/56
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 白靜蘭

1.一種頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管，其特征在于，以硅片作為器件襯底，在硅片上依次設有底部金屬電極、過渡層、空穴傳輸層、鈣鈦礦發光層及修飾層、電子傳輸層、透明電極和增透介質層。

2.根據權利要求1所述的頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管，其特征在于，所述底部金屬電極包括粘附層和電極層兩部分，粘附層材料為Cr，電極層采用的材料選自Ag、Au、Pt或Cu中的一種或任意幾種；所述粘附層及電極層的厚度分別為10-50nm和30-100nm；所述粘附層和電極層依次位于硅片上。

3.根據權利要求1所述的頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管，其特征在于，所述過渡層的材料選自NiO_x、MoO₃或Cu₂O中的一種或任意幾種；所述過渡層的厚度為5-50nm。

4.根據權利要求1所述的頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管，其特征在于，所述空穴傳輸層的材料選自PEDOT：PSS、Poly-TPD、TFB或PVK中的一種或任意幾種；所述空穴傳輸層的厚度為30-100nm。

5.根據權利要求1所述的頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管，其特征在于，所述鈣鈦礦發光層的材料為PEA₂(FAPbBr₃)_n-1PbBr₄；所述鈣鈦礦發光層的厚度為100-200nm；所述修飾層的材料選自TPPO和/或TOPO。

6.根據權利要求1所述的頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管，其特征在于，所述電子傳輸層的材料選自TPBi、B3PYMPM、BCP或F8中的一種或任意幾種，所述電子傳輸層的厚度為30-80nm。

7.根據權利要求1所述的頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管，其特征在于，所述透明電極包括電介質層及電極層兩部分，電介質層材料為LiF，電極層材料選自Al、Ag、Pt、Cu、Au或Ca中的一種或任意幾種；所述電介質層及電極層的厚度分別為0.8-3nm和10-30nm；所述電介質層和電極層依次位于電子傳輸層上。

8.根據權利要求1所述的頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管，其特征在于，所述增透介質層的材料選自TPBi、B3PYMPM、BCP或F8中的一種或任意幾種；所述增透介質層的厚度為20-80nm。

9.一種頂發射硅基鈣鈦礦發光二極管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

a、采用超聲波清洗機對硅片進行清洗并烘干；

b、在硅片上蒸鍍底部金屬電極：依次蒸鍍粘附層和電極層，粘附層材料為Cr，電極層采用的材料選自Ag、Au、Pt或Cu中的一種或任意幾種，粘附層厚度為10-50nm，電極層厚度為30-100nm；

c、在底部金屬電極上磁控濺射過渡層，過渡層的材料選自NiO_x、MoO₃或Cu₂O中的一種或任意幾種，過渡層的厚度為5-50nm；

d、在過渡層上旋涂空穴傳輸層，空穴傳輸層的材料選自PEDOT：PSS、Poly-TPD、TFB或PVK中的一種或任意幾種，空穴傳輸層的厚度為30-100nm；

e、在空穴傳輸層上旋涂鈣鈦礦發光層及修飾層，發光層的化學式為PEA₂(FAPbBr₃)_n-1PbBr₄，發光層的前驅體溶液由溶劑和溶質按特定比例混合而成，所述溶質選自苯乙基溴化銨、甲基氯化銨、甲醚溴化銨、PbBr₂，所述溶劑選自DMF、DMSO，發光層的厚度為100-200nm，修飾層材料為TPPO和/或TOPO；

f、在鈣鈦礦層上蒸鍍電子傳輸層，電子傳輸層的材料選自TPBi、B3PYMPM、BCP或F8中的一種或任意幾種，電子傳輸層的厚度為30-80nm；

g、在電子傳輸層上蒸鍍透明電極：依次蒸鍍電介質層及電極層，電介質層材料為LiF，電極層材料選自Al、Ag、Pt、Cu、Au或Ca中的一種或任意幾種，電介質層厚度為0.8-3nm，電極層厚度為10-30nm；

h、在透明電極上蒸鍍增透層，增透介質層的材料選自TPBi、B3PYMPM、BCP或F8中的一種或任意幾種，增透層厚度為20-80nm。