[实用新型]一种近红外钙钛矿发光二极管

说明书

本实用新型涉及一种近红外钙钛矿发光二极管，包括依次层叠的ITO衬底、二氧化锡/氧化锌复合电子传输层、钙钛矿发光层、修饰层、空穴传输层和MoOx/Au电极；所述二氧化锡/氧化锌复合电子传输层由旋涂在ITO衬底上的二氧化锡薄膜和旋涂在二氧化锡薄膜上的氧化锌薄膜组成。本实用新型利用二氧化锡量子点宽带隙，高迁移率等特点提供了以二氧化锡/氧化锌复合层作为电子传输层的近红外钙钛矿发光二极管，实现了798nm处的近红外发光，启亮电压低至1.2 V，实现了三维钙钛矿的高效近红外发光，外量子效率提高到了5.37%。

技术领域

本实用新型属于光电子材料与电致发光器件领域，具体涉及一种基于二氧化锡/氧化锌复合电子传输层的正置结构近红外三维钙钛矿发光二极管。

背景技术

随着研究的日益深入，钙钛矿材料的优势逐渐显露。钙钛矿材料具有许多优异的特性，诸如深能级缺陷少，光电特性优异，量子产率高，禁带宽度易调控，载流子寿命长、迁移率高，可溶液加工和低成本；因此，受到了全世界范围的研究者的广泛关注。在钙钛矿太阳能电池方面，相关研究发展迅猛，电池效率从最初的3.9%已经逐渐提升到了超过24.2%。近年来，许多科学家将研究目光从太阳能电池转到了发光二极管 (Light-EmittingDiode，LED) 领域。LED器件是一种将电能转换成光能的光电器件，主要应用于新型显示和固态照明领域。自2014年科学家首次实现常温溶液法制备钙钛矿发光二极管(PerovskiteLED, PeLEDs)器件以来，PeLEDs已实现许多重大突破，量子发光效率，取得突破进展。近红外发光领域，外量子效率达到21.6%；绿光发光外量子效率达到28.2%；蓝光LED效率接近10%。

钙钛矿LED器件的制备，研究者们主要采用的方式是p-i-n或n-i-p的三明治结构，包括电子传输层（n），钙钛矿发光层（i），空穴传输层（p），以及两端的导电电极。诸多文献已经报道，要实现高效的钙钛矿发光器件，制备结晶质量好、晶体尺寸小、孔洞少和成膜均匀的钙钛矿发光层是关键的一步。因此，研究者的研究重心集中在如何提高器件发光层成膜上。广泛采用的方法，包括有机无机分子的界面钝化，制备准二维钙钛矿薄膜提高发光层成膜质量等。但是，有研究表明，采用不同的界面传输层材料，对器件的电荷注入平衡影响也很大。合适的传输层材料，能有效地降低器件的注入势垒，同时也能调控界面处的激子淬灭。因此，选择合适的传输层材料，对研制高效稳定的钙钛矿LED器件，具有深远的意义。

在以往的研究中，常用的电子传输层材料包含多种金属氧化物：TiO₂，ZnO和SnO₂等；但是，截至目前，使用SnO₂作为钙钛矿LED器件电子传输层的研究报道较少，且报道的器件发光效率不高。

2018年，Yantao Shi（Wang M, Bian J, Feng Y, et al. Correlation of ETLin perovskite light-emitting diodes and the ultra-long rise time in time-resolved electroluminescence[J]. Materials Science in SemiconductorProcessing, 2018: 131-136.）课题组报道了氧化锡基钙钛矿发光器件，对比了氧化钛电子传输层，文章讨论了不同电子注入层下器件的相应时间，实验证明以MAPbI3为发射层的基础上，氧化锡电子注入层EL响应时间更短，回滞更小。实验证明了氧化锡在钙钛矿LED中的应用潜力。