[發(fā)明專利]一種基于混合鹵素的紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111916571B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳江山;馬東閣;張燈亮;楊德志;喬現(xiàn)鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/52;H01L51/54;H01L51/56
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 郭煒綿

本發(fā)明公開了一種基于混合鹵素的紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管及其制備方法，該發(fā)光二極管依次包括透明襯底、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層1、空穴傳輸層2、鈣鈦礦發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極；所述鈣鈦礦發(fā)光層由鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂制備而成；在旋涂過程中滴加反溶劑；所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液由碘化銫CsI、溴化銫CsBr、溴化鉛PbBr₂、碘化鉛PbI₂、有機溴化銨鹽LBr和有機碘化胺鹽LI溶解于極性溶劑中制備而成。本發(fā)明通過將大尺寸有機陽離子和混合鹵素結(jié)合，抑制了非發(fā)光活性鈣鈦礦相的生成，降低了鹵素離子的移動，在提高紅光鈣鈦礦LED亮度和效率的同時，實現(xiàn)了光譜穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于混合鹵素的紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管及其制備方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)作為一種電光轉(zhuǎn)換型半導(dǎo)體器件，被廣泛應(yīng)用于顯示和照明等領(lǐng)域。金屬鹵化物鈣鈦礦作為一種新型的光電轉(zhuǎn)換材料，由于具有導(dǎo)電性好、熒光量子效率高、發(fā)光光譜窄、帶隙易調(diào)節(jié)、原料成本低和可溶液加工等特點，近年來在LED中得到了成功應(yīng)用，并引起了人們的極大關(guān)注。

外量子效率和亮度是衡量LED器件性能的重要參數(shù)。2014年至今，雖然鈣鈦礦LED的性能不斷提升，綠光和近紅外器件的外量子效率已經(jīng)超過了20％。但是紅光鈣鈦礦LED還面臨亮度低、光譜不穩(wěn)定等問題。

目前制備紅光鈣鈦礦LED主要采用混合鹵素和維度調(diào)控的策略。基于混合鹵素的紅光器件效率普遍較低，而且光譜穩(wěn)定性差。而基于維度調(diào)控的紅光器件雖然效率較高，但是亮度仍然需要進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種基于混合鹵素的紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管，該紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管的優(yōu)點在于其兼具高效率和高亮度且光譜穩(wěn)定。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述基于混合鹵素的紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于混合鹵素的紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管，其依次包括透明襯底、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層1、空穴傳輸層2、鈣鈦礦發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

進一步地，所述鈣鈦礦發(fā)光層由鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂制備而成；在旋涂過程中可以快速滴加反溶劑，以加速鈣鈦礦結(jié)晶速度；

所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液由碘化銫(CsI)、溴化銫(CsBr)、溴化鉛(PbBr₂)、碘化鉛(PbI₂)、有機溴化銨鹽(LBr)和有機碘化胺鹽(LI)溶解于極性溶劑中制備而成；

所述碘化銫(CsI)、溴化銫(CsBr)、溴化鉛(PbBr₂)、碘化鉛(PbI₂)、有機溴化銨鹽(LBr)與有機碘化銨鹽(LI)按照CsI:CsBr:PbBr₂:PbI₂:LBr:LI＝1:a:b:c:d:e的摩爾比，其中，a＝0～0.4，b+c＝1～1.4，b＝0～0.3，d＝0～1，d+e＝0～1，且a、b、d不能同時為0；所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中Cs⁺濃度為0.10～0.50mol/L；

優(yōu)選地，所述的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中，Pb/Cs摩爾比為(1.0-1.2):1；

優(yōu)選地，a、d同時為0，0﹤b≦0.3；

所用的極性溶劑N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、γ-丁內(nèi)酯(GBL)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一種或幾種。