[实用新型]一种基于压电膜的钙钛矿发光器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及发光器件技术领域，尤其涉及一种基于压电膜的钙钛矿发光器件。

背景技术

自从1880 年，J.居里和P.居里兄弟在晶体中最早发现了材料的压电现象，开启了压电效应的大门，各种关于压电效应的研究开始迅速发展了起来。后来人们发现木材、羊毛和骨头等也具有压电性并开始了聚合物压电性的研究，开始合成压电高聚物，但它们压电性都很低，没有实用价值。直到 1969 年，日本的科学家报道了聚偏氟乙烯（PVDF）在高温高电压下极化后可产生比较高的压电性，有工业应用价值，从而使压电聚合物的研究发生了历史性的转折。压电薄膜的出现，使得压电效应的应用有了进一步的突破。

而近年来，钙钛矿量子点作为一种新型的荧光材料，由于其发射光谱广、半峰宽窄、光谱可调、量子产率高等优点，在发光二极管、屏幕显示等领域中显示出极大的潜力，引起了很多研究学者的关注。但是，现有的钙钛矿量子点同时也存在着稳定性差、分散性不足、容易团聚等缺点，限制了对钙钛矿量子点的进一步研究及应用。

在科学研究中，利用复合高分子聚合物结构对钙钛矿量子点进行包裹保护，制备高质量的量子点薄膜，能够达到既分散又稳定的效果。通过高分子聚合物包裹制备薄膜，得到稳定性好的高质量钙钛矿量子点薄膜，使得钙钛矿量子点达到稳定状态，扩大钙钛矿量子点的使用范围。

现阶段，压电薄膜主要应用于音频转换器，机电传感器，仿生领域等等，但是很少用于光学领域，尤其是发光器件。已有的压电效应指示发光器件，是利用压电效应，将机械能转化为电能，再通过一系列的放大电路进行放大，再接通发光器件进行指示。其过程繁琐复杂，工艺复杂，不能够一步到位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种基于压电膜的钙钛矿发光器件。该压电发光器件稳定性好，灵敏度高，巧妙利用压电效应和钙钛矿量子点的受激发光原理，直接实现机械能与光能之间的能量转换。同时，钙钛矿量子点作为一种新型的荧光材料，具有发射光谱广、半峰宽窄、光谱可调、量子产率高、显色指数高等优点，可以充分实现高显色指数的效果，光学指示明显，可以直接可视化观察机械压力的效果，效果简单方便，并且实现了机械能到光能的转换，在指示灯、光电传感器、压力传感器等领域中具有重要的实际意义。

本实用新型通过如下技术方案实现。

一种基于压电膜的钙钛矿发光器件，由上至下，依次包括电极、空穴传输层、压电膜和ITO导电玻璃；在整体发光器件的的侧面设置有电源模块；所述电源模块分别与电极和ITO导电玻璃连接。

进一步地，在电源模块通电情况下，辅以外界压力作用，压电膜利用压电效应产生电势差，补充电压，使器件发光，发光强度和外界压力呈正相关关系。

更进一步地，所述电源模块通电为1-4V的直流电源。

更进一步地，所述外界压力为100-500N。

更进一步地，所述器件发光的发射光的半峰宽为20-40nm，波长范围为420-660nm。

进一步地，所述电极的厚度为50~100nm。

进一步地，所述电极的材料包括铝、铜、钛或镍。

进一步地，所述空穴传输层的厚度为50~100nm。

进一步地，所述空穴传输层的材料包括PEDOT（3，4-乙撑二氧噻吩聚合物）/PSS（聚苯乙烯磺酸盐）、NPB（N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺）、PVK（聚乙烯基咔唑）、TPBi（1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯）、PolyTPD（聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]）、TAPC（4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]）、CuSCN（硫氰酸亚铜）和CuI（碘化亚铜）中的一种以上。

进一步地，所述压电膜的厚度为100-500nm。

进一步地，所述压电膜具有压电效应，压电应变常数d₃₃为25-45pC/N。

进一步地，所述压电膜的材料包括钙钛矿量子点材料和压电材料。

更进一步地，所述压电材料包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚氯乙烯中的一种以上。

更进一步地，所述钙钛矿量子点材料的化学式为ABX₃，其中：A为Cs、CH₃NH₃和NH₂-CH=NH₂中的一种以上；B为Pb和Sn中的一种以上；X为Cl、Br和I中的一种以上。