[发明专利]一种低毒性反溶剂制备Br基钙钛矿薄膜的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种低毒性反溶剂制备钙钛矿薄膜的方法。在旋涂多晶钙钛矿薄膜时，通过滴加乙酸乙酯作为反溶剂，加速钙钛矿的结晶，降低材料内部缺陷。并以该种钙钛矿薄膜作为LED器件发光层，实现了发光效率的提升。

技术领域

本发明涉及低毒性反溶剂制备钙钛矿薄膜并应用于LED中提高器件性能，属于光电材料与器件领域。

背景技术

金属卤化物钙钛矿材料具有溶液加工、能带可调、发光色纯度高、发光效率高、载流子迁移率高等优点，在发光二极管及激光器等领域有着广泛的应用前景。直接溶液法一步旋涂的钙钛矿薄膜通常有结晶度低、覆盖度不高的问题，降低了相应器件的性能。通过在旋涂时滴加反溶剂促进钙钛矿结晶，可以提高薄膜的覆盖度。目前常用的反溶剂有乙醚、甲苯、氯苯等，毒性较大，不利于环保。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低毒性反溶剂制备Br基钙钛矿薄膜的方法。

本发明采用如下技术方案：一种低毒性反溶剂制备Br基钙钛矿薄膜的方法，所述钙钛矿或为MAPbBr₃或CsPbBr₃，该方法为：在钙钛矿前驱体溶液旋涂过程中滴加反溶剂乙酸乙酯促进形核结晶，加热退火后得到钙钛矿薄膜。

上述方法制备得到的Br基钙钛矿薄膜在钙钛矿LED中的应用。

进一步地，所述钙钛矿LED的结构包括：透明导电衬底、空穴传输层、权利要求1所述方法制备得到的钙钛矿薄膜、电子传输层和金属电极。

进一步地，所述的透明导电衬底可以是FTO、ITO、AZO等透明导电玻璃。

进一步地，所述的空穴传输层可以是NiO、PEDOT:PSS、CBP、Spiro-oMeTAD等。

进一步地，所述的电子传输层可以是TPBi、BCP、ZnO、F8、TiO2等。

进一步地，所述的金属电极可以是金、银、铝、钙、镍、钛、钠等。

本发明获得的效果:乙酸乙酯的毒性比甲苯与氯苯要低，用其作为反溶剂制备的Br基钙钛矿薄膜具有良好的结晶性与覆盖率。同时相比甲苯与氯苯作为反溶剂制备的Br基钙钛矿薄膜，乙酸乙酯反溶剂制备的薄膜具有更低的缺陷密度与更高的辐射复合效率，将其作为LED发光层，提高了LED的发光效率，具有意想不到的技术效果。

附图说明

图1为实施例1制备的Br基钙钛矿薄膜扫描电镜图。

图2为实施例1制备的Br基钙钛矿薄膜XPS谱。

图3为实施例1制备的Br基钙钛矿薄膜稳态PL谱(a)和荧光衰减曲线(b)。

图4为Br基钙钛矿LED的结构示意图。

图5为实施例2制备的钙钛矿LED亮度(a)及外量子效率与驱动电压的关系图(b)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。

如图4所示，本发明所述的钙钛矿LED，其结构包括透明导电衬底、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和金属电极。其中钙钛矿薄膜是通过在前驱体溶液旋涂时滴加反溶剂促进形核结晶，最后加热退火得到的。

优选的透明导电衬底为FTO、ITO、AZO等导电玻璃。

优选的空穴传输层为NiO、PEDOT:PSS、CBP、Spiro-oMeTAD等。

优选的电子传输层为TPBi、BCP、ZnO、F8、TiO₂等。