[發明專利]一種基于鈣鈦礦材料摻雜結構的雙功能器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202010195831.4
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111430558A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 周殿力;吳夢鴿;楊根杰;于軍勝
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/42;H01L51/54;H01L51/56;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 沈穎

本發明公開了一種基于鈣鈦礦材料摻雜結構的雙功能器件，涉及光電子技術領域，所述雙功能器件包括自下而上依次設置的基板，陽極，具有摻雜結構的鈣鈦礦活性層，電子傳輸層和陰極層，所述的具有摻雜結構的鈣鈦礦活性層由MAPbBr₃溶液與CsPbBr₃溶液以體積比10:1混溶后旋涂而成，同時本發明還公開了該雙功能器件的的制備方法，該器件克服傳統鈣鈦礦紫外探測?發光雙功能器件活性層成膜不均勻、膜表面粗糙度高、針孔較多和致密性差的缺點，提高了器件的紫外吸收能力，減小器件漏電流，實現了電致發光功能和紫外探測效率均能達到更適用于可穿戴和柔性設備之上的要求的高性能雙功能器件。

技術領域

本發明涉及光電子技術領域，尤其涉及一種基于鈣鈦礦材料摻雜結構的雙功能器件及其制備方法。

背景技術

隨著人類社會對效率提升追求的進一步加大，材料學和電子微電子學進入了高速發展時期，作為繼承和發展微電子技術的光電子技術受到了極大的重視，也因此得到了迅速的發展。其中，作為電致發光器件和紫外探測器件衍生品誕生的紫外探測-發光多功能器件由于其多功能性、便攜性、可集成性高和可用于柔性透明器件、皮膚電子器件的制備等領域而受到了廣大研究人員的青睞，已在諸如人工智能、天文研究與觀測、生物健康、衛生醫療、環境監測、安全監控、航空及航天跟蹤與控制等諸多領域起著越來越廣泛和重要的作用。

但是，傳統的鈣鈦礦雙功能器件由于材料和制備工藝的不足存在以下缺陷：1、傳統鈣鈦礦雙功能器件活性層薄膜成膜均勻度不高、粗糙度大，針孔較多；2、傳統鈣鈦礦雙功能器件性能較差，漏電流較大、紫外吸收能力不足；3、傳統鈣鈦礦雙功能器件活性層薄膜制備的可重復性不高，不利于應用于柔性電子器件上。因此，研究同時具有高電致發光與紫外探測特性的雙功能對拓寬光電子技術的應用范圍和提高電子設備效率具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種基于鈣鈦礦材料摻雜結構的雙功能器件及其制備方法，克服傳統鈣鈦礦紫外探測-發光雙功能器件活性層成膜不均勻、膜表面粗糙度高、針孔較多和致密性差的缺點，提高了器件的紫外吸收能力，減小器件漏電流，實現了電致發光功能和紫外探測效率均能達到更適用于可穿戴和柔性設備之上的要求的高性能雙功能器件。

本發明采用的技術方案如下：

為實現上述目的，本發明提供一種基于鈣鈦礦材料摻雜結構的雙功能器件，包括自下而上依次設置的基板，陽極，具有摻雜結構的鈣鈦礦活性層，電子傳輸層和陰極層，所述的具有摻雜結構的鈣鈦礦活性層由MAPbBr₃溶液與CsPbBr₃溶液以體積比10:1混溶后旋涂而成。

優選地，所述MAPbBr₃溶液以二甲基亞砜為溶劑，濃度為47.9mg/mL，CsPbBr₃溶液以甲苯為溶劑，濃度為5mg/mL。

優選地，所述的具有摻雜結構的鈣鈦礦活性層的厚度為20～40nm。

優選地，所述基板材料為ITO玻璃；所述陽極材料為PEDOT：PSS，陽極的厚度為20～40nm；所述電子傳輸層材料為1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯，電子傳輸層的厚度為20～40nm；所述陰極層材料為銀，陰極層的厚度為70～100nm。

本發明還提供一種基于鈣鈦礦材料摻雜結構的雙功能器件的制備方法，包括以下步驟：

(1)清洗ITO玻璃基板；

(2)在基板上旋涂PEDOT：PSS溶液制備陽極層；

(3)將MAPbBr₃溶液與CsPbBr₃溶液以體積比10:1混溶，旋涂在陽極層上制備具有摻雜結構的鈣鈦礦活性層；