[发明专利]钙钛矿材料及其制备方法与发光二极管

说明书

本发明公开一种钙钛矿材料及其制备方法与发光二极管，该钙钛矿材料的分子通式为ASnX₃，其中，A选自一价有机或者无机阳离子中的至少两种，X为一价阴离子。可以理解的，本发明的技术方案能够替代铅基钙钛矿，减少了高毒性金属铅所带来的危害。

技术领域

本发明涉及光电功能材料技术领域，特别涉及一种钙钛矿材料及其制备方法与发光二极管。

背景技术

有机发光二极管(OLED)和量子点发光二极管(QLED)统称为发光二极管，发光二极管不仅具有高亮度和高发光色纯度，而且发光二极管的发光光谱连续并且可简易调控发光光色，制备成本低，可通过溶液法实现大面积显示屏的制备，其被认为是下一代或者未来显示技术发展的趋势。发光二极管大多采用“三明治”夹层式的器件结构，一般由电极、载流子传输层以及发光层等组成，其中，载流子传输层的载流子传输特性对于发光二极管的光电性能有着重要的影响。

近年来，钙钛矿材料已广泛应用于载流子传输层，铅基钙钛矿作为一种钙钛矿材料，由于其具有较高的载流子迁移率，因此，已广泛应用于发光二极管。然而，铅基钙钛矿由于含有高毒性金属铅，高毒性金属铅的大规模应用会带来极大危害，这也成为铅基钙钛矿走向实际应用的潜在障碍。为此，亟需寻求钙钛矿无铅化的解决方案，以减少高毒性金属铅所带来的危害。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种钙钛矿材料，旨在替代铅基钙钛矿，以减少高毒性金属铅所带来的危害。

为实现上述目的，本发明提出的一种钙钛矿材料，所述钙钛矿材料的分子通式为ASnX₃，其中，A选自一价有机或者无机阳离子中的至少两种，X为一价阴离子。

可选地，所述钙钛矿材料中，A选自甲脒基团、甲胺基团及铯离子中的至少两种，X选自氯离子、溴离子及碘离子中的至少一种。

可选地，所述钙钛矿材料中，A的分子通式为M_1-yZ_y，M选自甲脒基团或者甲胺基团，Z选自铯离子或者甲胺基团，且M与Z不同，y的取值范围为0.1至0.5。

本发明还提出一种钙钛矿材料的制备方法，包括以下步骤：

获取MSnX₃溶液；

向所述MSnX₃溶液中加入ZX溶液，控制反应条件，以使所述ZX溶液中的Z至少部分取代所述MSnX₃溶液中的M，分离得到M_1-yZ_ySnX₃型的钙钛矿材料，其中，M、Z各自独立地选自一价有机或者无机阳离子，且M与Z不同，X为一价阴离子，0y1。

可选地，所述M、Z各自独立地选自甲脒基团、甲胺基团及铯离子中的一种，且M与Z不同，X选自氯离子、溴离子及碘离子中的至少一种。

可选地，“控制反应条件”的步骤包括：

搅拌MSnX₃溶液和ZX溶液的混合溶液，并控制所述混合溶液的温度为40℃至80℃。

可选地，所述“获取MSnX₃溶液”的步骤包括：

将MX和SnX₂溶解于第一溶剂，以使所述MX和所述SnX₂反应，得到MSnX₃溶液。

可选地，所述“将MX和SnX₂溶解于第一溶剂”的步骤中，所述MX与所述SnX₂的摩尔比为(1～2):1。

可选地，所述“获取MSnX₃溶液”的步骤中，所述MSnX₃溶液中MSnX₃的质量浓度为5％～20％。