[发明专利]一种有机无机复合型钙钛矿发光二极管器件及其制备方法

说明书

本发明属于发光二极管技术领域，特别涉及一种有机无机复合型钙钛矿发光二极管器件及其制备方法，包括不同掺杂比例系数的钙钛矿纳米晶体(FA_1‑xMA_xPbBr₃)的制备方法；有机无机复合型钙钛矿发光二极管从下到上依次为ITO透明导电玻璃基底、空穴注入层、空穴传输层、有机无机复合型钙钛矿发光层、电子传输层、Al和LiF的复合电极；有机无机复合型钙钛矿纳米晶体(FA_1‑xMA_xPbBr₃)是以不同摩尔比例的FABr和MABr的混合溶液为原料制得；本发明的有机无机复合型钙钛矿纳米晶体的制备方法简单，成本低廉，制得的钙钛矿发光二极管器件具有很高的光电转换效率，能够有效的改善钙钛矿发光二极管器件性能。

技术领域

本发明属于发光二极管技术领域，特别涉及一种有机无机复合型钙钛矿发光二极管器件及其制备方法。

背景技术

有机-无机金属钙钛矿纳米晶体作为一种新的半导体光学材料，其简单的低温制备方法，可调谐的光学带隙和优越的电荷传输能力等特性，在发光二极管，太阳能电子，激光器和光电探测器等领域表现出了极大的潜能。有机-无机钙钛矿的通式为AMX₃，A表示胺的有机阳离子(例如CH₃NH₃⁺，HC(NH₂)₂⁺)，M表示无机金属离子(例如Pb²⁺,Sn²⁺,Ge²⁺,Cu²⁺,Co²⁺等)，X则为卤素离子(例如Cl^-,Br^-,I^-)。通过改变钙钛矿中阳离子和卤素离子可以实现材料整个可见光光谱的发光。例如，最近使用CH₃NH₃PbBr₃制备的绿光钙钛矿LED，其最大电流效率超过了30cd A^-1，还有CH₃NH₃PbI₃为吸光材料的太阳能电池，其光电转换效率超过了18％。再者，利用FAPbBr₃作为发光材料的钙钛矿LED也应运而生，最大发光强度达到了13000cd m^-2，最大电流效率接近于6.4cd A^-1。

钙钛矿材料在最近的两年中取得的成就不容小觑，其在高效率高亮度器件上存在巨大的潜能。一方面，古兹密特容许系数，也即黄金影响因子t，用来决定元素能否组成钙钛矿结构(r是A,M,X的离子半径)，容许因子在0.9～1之间有利于室温下晶体的稳定性，FA⁺的离子半径要比MA⁺的大，容许因子更接近于1，利于钙钛矿结构的形成。另一方面，以FA⁺为阳离子的钙钛矿一般用于太阳能电池的吸光材料，和MA⁺为阳离子的钙钛矿LED相比，FA⁺的报道少之又少。同时，关于混合阳离子钙钛矿材料用于太阳能电池和发光二极管报道越来越引起研究者的注意，很少量MA⁺掺杂到FA⁺中的FA_xMA_1-xPb(I_xBr_1-x)₃材料使得太阳能电池的光电转换效率超过了20％。现有技术中，钙钛矿发光二极管一般采用单一的MAPbX₃、FAPbX₃、CsSnX₃等钙钛矿作为活性发光层，存在钙钛矿发光二极管发光效率低，外量子效率低等缺点，因此提高器件的发光效率和外量子效率是目前需要解决的一个重要问题。

发明内容

本发明解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种有机无机复合型钙钛矿发光二极管器件及其制备方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：