[发明专利]一种钙钛矿发光二级管及其钙钛矿薄膜平滑取向的方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿发光二级管，包括由下向上依次叠加的玻璃衬底(1)、ITO阳电极(2)、氧化锌电子传输层(3)、钙钛矿薄膜(4)、氧化钼空穴传输层(5)和Ag金属电极层(6)；所述钙钛矿薄膜(4)的晶胞之间无空隙。本发明还公开了一种钙钛矿发光二级管的钙钛矿薄膜平滑取向的方法。本发明在旋涂过程中除要旋涂碘化亚铜和碘化铯的混合溶液，还要在这层薄膜上冲甲苯反溶剂，相较于传统技术，获得的钙钛矿薄膜的分布更加的均匀、薄膜表面的针孔结构少，提高了成膜质量，降低了密度缺陷，冲反溶剂来提高钙钛矿发光二极管薄膜对于制备器件效率也有明显的提升。

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿发光二级管及其钙钛矿薄膜平滑取向的方法，属于钙钛矿发光二级管技术领域。

背景技术

近年来，随着光电领域的蓬勃发展，有机金属卤化物钙钛矿发光二极管作为一种前景广阔的光电子材料受到越来越广泛的关注，这种钙钛矿发光二极管具有较高的外量子转换效率(PLQY)、低成本制造工艺等优异性能，吸引了国内外学者的争相研究，钙钛矿发光二极管的外量子转换效率已达到21.6％。这些卓越的成效均可归因于钙钛矿材料的独特性质。

对于以钙钛矿薄膜为发光层的器件来说，钙钛矿薄膜的晶胞生长情况和表面形貌对以钙钛矿薄膜为发光层的器件的一系列参数，包括发光器件的电压-电流密度，启亮电压，流明效率，以及钙钛矿发光二极管器件的开路电压、短路电流密度、填充因子以及光电转换效率起着至关重要的作用。

为了进一步提高钙钛矿发光二极管薄膜的光电转换效率，就需要在钙钛矿薄膜与电荷传输层界面处最大限度的减少电荷复合，实现这一目标的具体方法是提高钙钛矿表面成膜质量，增大晶体尺寸和降低缺陷密度，而钙钛矿ABX₃薄膜的制备方法对其结构、形貌、电荷迁移率、电子寿命及光电转换性能影响较大。

在现有技术中，制备钙钛矿发光二极管的前驱液中通常选用的成分为碘化亚铜和碘化铯，这种前驱液制备出的钙钛矿薄膜的晶粒分布不是特别匀称，在表面会存在针孔型的缺陷，影响器件的光电转换效率；因此，有必要设计一种在特定方向上诱导钙钛矿结晶取向的方法以提高钙钛矿表面的成膜质量，使得晶粒分布更加均匀，减少表面的针孔缺陷，进而提高钙钛矿发光二极管器件的能量转换效率。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种钙钛矿发光二级管。

同时，本发明提供了一种钙钛矿发光二级管的钙钛矿薄膜平滑取向的方法，本发明采用反溶剂诱导钙钛矿发光二极管薄膜平滑取向，通过提升钙钛矿表面的成膜质量来提高钙钛矿发光二极管器件的光电转换效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种钙钛矿发光二级管，包括由下向上依次叠加的玻璃衬底、ITO阳电极、氧化锌电子传输层、钙钛矿薄膜、氧化钼空穴传输层和Ag金属电极层；所述钙钛矿薄膜的晶胞之间无空隙。

所述钙钛矿薄膜为铯铜碘钙钛矿薄膜发光层。

一种钙钛矿发光二级管的钙钛矿薄膜平滑取向的方法，

步骤一：在玻璃衬底表面刻蚀ITO阳电极，获得ITO衬底；

步骤二：氧化锌电子传输层的制备；

步骤三：钙钛矿前驱液的配制：将摩尔比为3：2的碘化亚铜CuI和碘化铯CsI溶解在DMSO与DMF的体积比为6：4的混合溶剂中，60～70℃下磁力搅拌11.5～12h，作为钙钛矿薄膜的前驱液，即钙钛矿前驱液，所述钙钛矿前驱液的终浓度为0.2～0.3mol/L；