[发明专利]一种基于金属卤化物钙钛矿发光层的柔性红光电注入发光器件

说明书

本发明提供一种基于金属卤化物钙钛矿发光层的柔性红光电注入发光器件。本发明基于金属卤化物钙钛矿发光层的柔性红光电注入发光器件，包括依次设置的阳极层、空穴传输层、钙钛矿发光层、电子传输层和柔性衬底；所述阳极层采用Au，所述空穴传输层采用Spiro‑OMeTAD，所述钙钛矿发光层采用Cs_0.05FA_0.8075MA_0.1425Pb(I_0.85Br_0.15)₃混合钙钛矿薄膜材料，所述电子传输层采用非晶非连续电子传输材料SnO₂，所述柔性衬底采用ITO/PEN。本发明所属卤化物钙钛矿发光层的柔性红光电注入发光器件的制备方法简单易行、成本低廉，制备得到的柔性红光电注入发光器件有效解决了柔性钙钛矿器件的弯曲稳定性问题。

技术领域

本发明涉及半导体材料发光技术，尤其涉及一种基于金属卤化物钙钛矿发光层的柔性红光电注入发光器件。

背景技术

有机金属卤化物钙钛矿具有惊人的光电性能，近年来在太阳能电池和发光二极管领域的应用受到广泛关注。它的独特性能包括高效电荷提取能力、可连续调控的光学带隙、载流子扩散长度达100～1000nm、激子寿命长达100ns、以及低加工温度等优异的材料性能。对于钙钛矿型太阳能电池(PSCs)，在不到五年的时间里，认证的转换效率(PCE)已经迅速提高到23％以上，这种性能与现代最先进的已经发展50多年的单晶硅太阳能电池相当。根据Shockley-Quieisser公式的平衡原理，高效的太阳能电池材料，亦是理想的发光材料。按照这种思路，基于有机金属卤化物钙钛矿材料可以获得了很强的电致发光(EL)光谱并可制备可调发射光谱的钙钛矿发光二极管(Pe-LED)。特别是Pe-LED在红色、绿色和蓝色光领域发展迅速。

目前，关于钙钛矿器件的研究主要集中在努力提高器件的效率和稳定性，因为这两个因素通常被认为是其商业化最具挑战性的瓶颈问题。另一个研究焦点是探究PSCs和Pe-LED的柔性器件，用来满足可穿戴的商业应用。与刚性器件相比，柔性器件具有更多的优点，如，以较轻的重量产生较高的功率输出、易于携带、易于附接到具有不同形状的结构或纺织品上，并且与大规模印刷相兼容。因此，柔性器件的应用更广泛便捷。众所周知，基于有机金属卤化物钙钛矿的柔性器件的性能主要取决于器件受弯曲时各功能层的稳定性，器件的性能在弯曲后因各种功能层损坏会急剧下降。

目前，大多数有机金属卤化物钙钛矿(包括PSC和Pe-LED)上的柔性器件都包含多层结构，通常包括用于活性层的钙钛矿层，其夹在空穴传输层(HTL)和电子传输层之间。传输层主要采用一系列有机聚合物，载流子特别是电子的传输能力远低于无机材料。不耐高温(大多数情况下在150℃)的柔性衬底大大限制了半导体薄膜的退火和机械性能的充分优化，导致器件性能较差。此外，由于各层界面严重破坏，柔性器件的性能将随着弯曲次数的增加而变得非常差。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前有机金属卤化物钙钛矿(包括PSC和Pe-LED)上的柔性器件的弯曲稳定性差的问题，提出一种基于金属卤化物钙钛矿发光层的柔性红光电注入发光器件，该柔性红光电注入发光器件具有优良的弯曲稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于金属卤化物钙钛矿发光层的柔性红光电注入发光器件，包括依次设置的阳极层、空穴传输层、钙钛矿发光层、电子传输层和柔性衬底；所述阳极层采用Au，所述空穴传输层采用Spiro-OMeTAD，所述钙钛矿发光层采用Cs_0.05FA_0.8075MA_0.1425Pb(I_0.85Br_0.15)₃混合钙钛矿薄膜材料，所述电子传输层采用非晶非连续电子传输材料SnO₂，所述柔性衬底采用ITO/PEN。