[发明专利]一种混合钙钛矿薄膜的制备方法及其于LED的应用

说明书

本发明公开了一种混合钙钛矿薄膜的制备方法，是将CsPbBr₃和CH₃NH₃Br溶解于DMSO溶液中，混合均匀后通过旋涂形成厚度为100‑200nm的薄膜；其中所述CsPbBr₃和CH₃NH₃Br的比例为1:0.2‑1.2，其中CsPbBr₃的物质量溶度为0.4‑0.6M。制备的混合钙钛矿薄膜组装而成的LED器件性能优异，电流效率最高可达到77.18，最高亮度超过50,000cd m^‑2，最高的外量子效率达到20.31％，极大地超越了现有技术的记录，推动了钙钛矿LED的发展，为其未来实现产业化，走进千家万户做出巨大的贡献。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别是涉及一种混合钙钛矿薄膜的制备方法及其于LED的应用。

背景技术

钙钛矿材料是近几年来兴起的新型半导体材料，其最大的特点就是制备工艺简单，可通过溶液法制得高质量的半导体薄膜，和传统高温、高压和复杂的半导体制备工艺相比，具有重大的技术优势。钙钛矿材料有非常优良的光伏特性，比如禁带宽度可调，可见光消光系数高，载流子迁移距离远和内部激子复合缺陷少等特点，这使得其非常适合用于制备太阳能电池。2012年至今，经过全世界科学家的不懈努力，钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率已经达到了22.1％，已经可以和传统的硅基太阳能电池媲美。和硅基太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池的制造成本更低，生产设备要求低，能耗和污染也少，因此钙钛矿太阳能电池被普遍认为是最有希望实现产业化并引领新的一轮光伏革命的高新尖技术。

钙钛矿太阳能电池的相关研究已开展多年且取得了举世瞩目的成果，相较之下，钙钛矿LED的发展就逊色许多。究其原因，主要是因为缺少制备高质量和高亮度的钙钛矿薄膜的工艺，这就极大地限制了钙钛矿LED的器件性能。据调查，目前报道的钙钛矿LED的最高外量子转换效率仅为11％，这极大地落后于目前的OLED和无机LED，后两者都有高于25％的外量子转换效率。因此，钙钛矿LED想要在未来走进日常生活并在显示和照明领域占有一席之地的话，提高钙钛矿LED的外量子效率就变得非常迫切了。

发明内容

本发明提供了一种混合钙钛矿薄膜的制备方法及其于LED的应用，其克服了现有技术所存在的不足之处。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种混合钙钛矿薄膜的制备方法，所述方法是将CsPbBr₃和CH₃NH₃Br溶解于DMSO溶液中，混合均匀后通过旋涂形成厚度为100-200nm的薄膜；其中所述CsPbBr₃和CH₃NH₃Br的比例为1:0.2-1.2，其中CsPbBr₃的物质量溶度为0.4-0.6M。

可选的，所述CsPbBr₃和CH₃NH₃Br的比例为1:1。

一种混合钙钛矿薄膜，所述薄膜通过上述制备方法制得，所述薄膜具有原位同步形成的CsPbBr₃层和附着于CsPbBr₃层表面的CH₃NH₃Br层。

一种绿光钙钛矿LED，包括依次层叠的阳极、空穴传输层、电致发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，其中所述电致发光层为上述混合钙钛矿薄膜。

可选的，还包括钝化层，所述钝化层设于所述电致发光层和电子注入层之间。

可选的，所述钝化层为PMMA、SiO₂或PVA，厚度为2-10nm。