[实用新型]一种新型发光层结构的钙钛矿电致发光器件

说明书

本实用新型公开了一种新型发光层结构的钙钛矿电致发光器件，包括透明导电衬底、空穴传输层、钙钛矿发光层、电子传输层和电极，透明导电衬底与空穴传输层接触连接，空穴传输层与钙钛矿发光层接触连接，钙钛矿发光层与电子传输层接触连接，所述电极设置在电子传输层上；本实用新型的一种新型发光层结构的钙钛矿电致发光器件，可以有效提高钙钛矿发光层的表面质量，减少针孔缺陷的产生，降低载流子非辐射复合的几率，有效解决传统钙钛矿LED电流密度低、漏电流强等问题，从而提高器件的亮度和发光效率。

技术领域

本实用新型涉及发光器件技术领域，具体涉及一种新型发光层结构的钙钛矿电致发光器件。

背景技术

用于制作发光二极管的钙钛矿是具有结构通式为ABX₃的一种双极性半导体材料，具有储量丰富、成本低廉、吸收系数高、发射光谱窄、带隙合适、荧光寿命长等优点，拥有良好的发光性能，其在发光器件领域的潜在应用已经得到人们的广泛的关注。钙钛矿电致发光二极管（PeLED）在亮度和效率方面已经达到了有机发光二极管在过去二十年里才达到的水平。此外，PeLED的发光层是可以在低温下（小于150°C）旋涂制备，这种简单的工艺极大地降低了PeLED的生产成本。

常见的PeLED具有“三明治”的结构，由正负电极、空穴传输层、电子传输层以及发光层组成。决定PeLED性能的关键因素在于发光层的质量。发光层厚度通常在几十个纳米到几个微米之间，在如此微观的尺度下形成厚度均匀、连续致密的发光层薄膜是十分困难的，往往会出现严重的针孔缺陷（钙钛矿晶粒之间的存在的空洞）。因此，提高发光层薄膜的均匀性和致密性，减少针孔缺陷，对于降低短路电流，提高亮度和发光效率，具有重要的意义。

在已报道的器件结构中，研究人员采用聚合物与钙钛矿混合溶解的方法制备了聚合物/钙钛矿混合发光层（Li G, Tan Z K, Di D, et al. Nano Letters, 2015, 15(4):2640.；Li J, Bade S G R, Shan X, et al. Advanced Materials, 2015, 27(35):5196.），聚合物的存在限制了钙钛矿的生长，有助于获得晶粒尺寸小但是覆盖率大的发光层.此外,聚合物的存在能有效减少针孔缺陷的产生，有助于提高薄膜的致密度，从而提升器件的发光效率。然而绝缘聚合物的绝缘性使得其于钙钛矿混合并作为发光层时，电荷的注入面积减小，不利于器件电流密度的提高，器件的电流效率随之下降；而导电聚合物的导电性使得其于钙钛矿混合并作为发光层时，电荷易从导电聚合物处通过，从而产生漏电现象，器件的电流效率也会随之下降。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本实用新型提供了一种新型发光层结构的钙钛矿电致发光器件，可以有效提高钙钛矿发光层的表面质量，减少针孔缺陷的产生，降低载流子非辐射复合的几率，有效解决传统钙钛矿LED电流密度低、漏电流强等问题，从而提高器件的亮度和发光效率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种新型发光层结构的钙钛矿电致发光器件，包括透明导电衬底、空穴传输层、钙钛矿发光层、电子传输层和电极，所述透明导电衬底与空穴传输层接触连接，所述空穴传输层与钙钛矿发光层接触连接，所述钙钛矿发光层与电子传输层接触连接，所述电极设置在电子传输层上。

进一步地，所述钙钛矿发光层为绝缘聚合物和导电聚合物的两层结构，厚度为160～220nm，通过两步溶液法制备得出，所述绝缘聚合物与电子传输层接触连接，厚度为10～20nm，所述导电聚合物与空穴传输层接触连接，厚度为150～200nm。

进一步地，所述透明导电衬底为ITO玻璃或FTO导电玻璃衬底，厚度为1～3mm，电阻为60～150Ω。

进一步地，所述空穴传输层的材料为质量分数1.0%～1.3%的PEDOT:PSS水溶液、ZnO、PVK、PolyTPD、TAPC、TCTA、CuSCN或CuI中的一种以上。