[发明专利]一种用于蓝色发光二极管的钙钛矿材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于蓝色发光二极管的钙钛矿材料的制备方法，它包括：获取获取CsPbBr_1.5Cl_1.5粉末；制备蓝光钙钛矿混合溶液；蓝光钙钛矿发光二极管的制备等步骤。本发明采用了分别溶解再混合沉淀的方法，先得到高纯净度的钙钛矿粉末，而后通过DMSO为基底溶液，混合PBABr材料对原有的钙钛矿粉末进行调控，使其获得更好的发光性能以及更纯净的蓝光波段，有效缩短了制备相应蓝光钙钛矿材料所需要的周期。

技术领域

本发明属于晶体材料生产加工技术领域，特别是涉及一种用于蓝色发光二极管的钙钛矿材料制备方法。

背景技术

广义上的钙钛矿材料，已经经历了近200年的发展历史。而在这其中，作为一种新型光电材料，金属卤化物钙钛矿由于具有卓越的光电特性，包括高载流子迁移率、可调禁带宽度、窄的发射光谱以及高光致发光量子产率，因此已经在近年引起了学界的兴趣并快速发展，这种新型发光材料在现实与照明领域的应用前景非常广阔，有望为未来的光电显示和照明技术带来巨大的变革。

目前，国内外对钙钛矿发光二极管的研究已经得到了很多进展，绿光与红光钙钛矿发光二极管的性能也在近几年得到了较大的提高。但是，蓝光钙钛矿发光二极管的性能一直发展缓慢。这是由于蓝光所在的波段波长在三原色当中最短，光的频率最高，因此需要使用更高能隙的材料来实现发光，进而也需要更严格的工艺条件。如果在钙钛矿材料制备过程中出现了工艺缺陷，则会造成钙钛矿光电器件的暗电流漂移过高，同时是的钙钛矿材料的表面缺陷增加，发光效率与发光亮度显著降低。因此，要想在未来将钙钛矿发光材料推向更广阔的市场，发展蓝光钙钛矿材料就变得极为重要。

发明内容

本发明克服了上述蓝光钙钛矿材料与工艺的缺陷，提供一种CsPbBr_xCl_3-x为基底溶液的蓝光钙钛矿混合材料及其器件的制备方法，并通过该材料制备了蓝光钙钛矿发光二极管。

蓝光钙钛矿混合材料与器件的制备技术内容如下：

一种用于蓝色发光二极管的钙钛矿材料的制备方法，它包括：

（1）获取CsPbBr_1.5Cl_1.5粉末：在充满氮气的手套箱内，用电子天平称取氯化铅PbCl₂和溴化铯CsBr两种试剂，将氯化铅和溴化铯分别溶解在少量去离子水与氢溴酸HBr之中进行溶解；将沉淀物过滤并用乙醇洗净，然后在真空干燥箱中于60℃下干燥12小时，得到CsPbBr_xCl_3-x粉末；

（2）制备蓝光钙钛矿混合溶液：

（3）蓝光钙钛矿发光二极管的制备：从底层往上依次是正极ITO导电玻璃层、用作空穴注入传输层的1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯聚合物，PEDOT:PSS层、钙钛矿发光层、用作电子传输层的有机物TPBi层、用于降低电子传输层的能量势垒的氟化锂LiF层和负极金属层，以实现高效的发光；其特征在于：

（2）制备蓝光钙钛矿混合溶液的制备：在充满氮气的手套箱内，用电子天平称取铯铅氯溴CsPbBr_xCl_3-x和苯丁基溴化胺PBABr两种试剂，摩尔比为1:1，然后分别放入两个备用的样品瓶中，将二者共同溶解在二甲基亚砜中，使用磁力搅拌器在常温下对溶液搅拌24小时进行充分溶解。

其中的X指的是溴离子在所形成的钙钛矿分子团中所占据的比例分子数，取值范围为0≤x≤3，通常的取值包括但不限于：x=0、0,5、0.9、1、1.5、2、2.1、3等。

PEDOT指的是聚二氧乙基噻吩，PSS指的是聚苯乙烯磺酸。PEDOT:PSS为二者混合形成的水溶液,混合的比例通常为1:6，水溶液内溶质质量占比为1.3 - 1.7 wt%。