[发明专利]一种自供电式全钙钛矿发光二极管

说明书

一种自供电式全钙钛矿发光二极管，属于电致发光器件技术领域。包括自下而上依次设置的透明导电基底、载流子传输层、钙钛矿吸光层、衔接层、钙钛矿有源层、载流子注入层、透明电极；其中，所述衔接层为双功能载流子传输层，同时作为钙钛矿太阳能电池的载流子抽取层和钙钛矿发光二极管的载流子注入层。本发明采用钙钛矿太阳能电池自供电，无需外接电源，有效解决了器件持续续航的问题，丰富了器件的应用场景，同时还大幅减小器件尺寸，有利于器件的微型化和集成化；本发明提供的一种自供电式全钙钛矿发光二极管，制备工艺简单，省时省能，便于大规模生产。

技术领域

本发明属于电致发光器件技术领域，具体涉及一种自供电式全钙钛矿发光二极管。

背景技术

发光二极管具有寿命长、节能、体积小等优点，被广泛应用于生活领域。目前使用的有机发光二极管由于色纯度不够高的原因在更高分辨率的领域使用受限。钙钛矿材料是一种优异的半导体材料，被广泛用于太阳能电池，目前钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电转换效率最高可以达到25.5％，可以与传统的硅基太阳能电池相媲美。同时，钙钛矿材料还被用于构筑高亮度、高效率、窄发射线宽度的发光二极管，并且通过改变钙钛矿材料的组分，可灵活调控其带隙，从而实现全谱发光。然而，传统的发光二极管大多需要外接电源以启动工作，而外接电源不便于发光二极管在应急条件下使用。而全钙钛矿太阳能电池与发光二极管集成器件仅是通过导线简单将两器件串联，形成闭合回路，器件间的串联导线的存在会使得该种结构无法真正实现器件的微型化与集成化。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术存在的问题，提供了一种自供电式全钙钛矿发光二极管，实现了钙钛矿太阳能电池与钙钛矿发光二极管的集成。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自供电式全钙钛矿发光二极管，其特征在于，包括自下而上依次设置的透明导电基底、载流子传输层、钙钛矿吸光层、衔接层、钙钛矿有源层、载流子注入层、透明电极；其中，所述衔接层为双功能载流子传输层，同时作为钙钛矿太阳能电池的载流子抽取层和钙钛矿发光二极管的载流子注入层。

进一步的，所述衔接层为电子传输材料或空穴传输材料，所述载流子传输层为电子传输层或空穴传输层，所述载流子注入层为空穴注入层或电子注入层。

进一步的，当衔接层为电子传输材料时，载流子传输层为空穴传输层，载流子注入层为空穴注入层；当衔接层为空穴传输材料时，载流子传输层为电子传输层，载流子注入层为电子注入层。

进一步的，当衔接层为电子传输材料时，钙钛矿有源层和载流子(空穴)注入层之间还有一层空穴注入促进层。

进一步的，所述衔接层为电子传输材料时，可同时作为钙钛矿太阳能电池的电子抽取材料与钙钛矿发光二极管的电子注入材料，具体为ZnO、Mg:ZnO(Mg和ZnO的摩尔比为(0.01～0.1)：1)、ZnO:PEI(PEI为聚醚酰亚胺，ZnO和PEI的质量比为5：1～10：1)、BCP(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉)、PCBM([6,6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯)、C₆₀等中的一种或多种，该层的厚度为30-100nm。

进一步的，所述衔接层为空穴传输材料时，可同时作为钙钛矿太阳能电池的空穴抽取材料与钙钛矿发光二极管的空穴注入材料，具体为NiO_x(x＝0.85～1)、PEDOT:PSS(聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐，PEDOT和PSS的摩尔比为1：(2～20))、PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])等中的一种或多种，该层的厚度为30-100nm。