PbBr2前驅(qū)體溶液，退火后得到具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的CH3NH3PbBiy薄膜，TFB溶液通過(guò)旋涂覆蓋在發(fā)光層上方作為空穴傳輸層。
[0066]④在各功能層制備結(jié)束后進(jìn)行MoOx/Au復(fù)合電極的制備，氣壓為6X10_7Torr，蒸鍍速率為0.lnm/s，蒸鍍速率及厚度由膜厚儀監(jiān)控。
[0067]⑤將制備的器件在手套箱中進(jìn)行封裝，手套箱為99.9%氮?dú)夥諊?br>[0068]⑥測(cè)試器件的電流-電壓-亮度特性，同時(shí)測(cè)試器件的發(fā)光光譜參數(shù)。
[0069]通過(guò)采用PEI對(duì)ZnO進(jìn)行修飾可以改善能級(jí)匹配，由于電子傳輸層與陰極之間為歐姆接觸，具有較高LUMO的PEI膜層(3.2eV)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的電子注入，保證寬帶隙的可見光鈣鈦礦材料的有效發(fā)光。參見圖4有/無(wú)PEI處理的ZnO薄膜的紫外光電子能譜(UPS)對(duì)比，多層電子傳輸-空穴阻擋層修飾的電極功函數(shù)從3.7eV下降至3.2eV。另外，具有較好親水性和反侵濕作用的PEI膜層能夠改善發(fā)光層下表面的平整度，增強(qiáng)鈣鈦礦薄膜的成膜性能。參見圖5有/無(wú)PEI處理的ZnO薄膜的接觸角對(duì)比圖像，與水的靜態(tài)接觸角由53°下降至27°，PEI顯著改善表面親水性。
[0070]由于PEI薄膜的修飾作用，鈣鈦礦發(fā)光層有較好的成膜性和表面形態(tài)。參見圖6有PEI修飾的鈣鈦礦薄膜SEM圖像，表面較為均勻，僅有一些針孔大小的缺陷。參見圖7由時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)(TCSPC)測(cè)量的有PEI修飾的鈣鈦礦薄膜瞬態(tài)光致發(fā)光衰減圖，較長(zhǎng)的PL壽命(140ns)說(shuō)明在PEI對(duì)ZnO修飾襯底上制備的CH3NH3PbBr3鈣鈦礦薄膜具有很低的缺陷密度。此外，PEI材料的胺官能團(tuán)通過(guò)填充鈣鈦礦發(fā)光材料的甲基銨離子空位，能夠改善鈣鈦礦晶體的表面缺陷態(tài)，提高LED器件性能。
[0071 ] 器件的電流密度-電壓-亮度特性曲線參見圖8。可見光綠色發(fā)光的鈣鈦礦型LED可以實(shí)現(xiàn)2.1V的低開啟電壓，驅(qū)動(dòng)電壓在2.8V時(shí)即達(dá)到最大亮度20，OOOcd/m2。最大亮度下的光功率效率為41m/W，對(duì)應(yīng)外量子效率為0.8%、內(nèi)量子效率3.6%，參見圖9的器件外量子效率-光功率效率-電流密度關(guān)系曲線。綠光器件的發(fā)光峰峰值為532nm，光譜半寬高(full-width-half-maximum, FffHM)僅22nm，色純度較好且光譜隨電壓變化性質(zhì)穩(wěn)定，參見圖10的器件隨電壓變化的發(fā)光光譜及LED發(fā)光照片。
[0072]實(shí)施例2
[0073]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，改變發(fā)光層鈣鈦礦材料的鹵族元素，采用窄帶隙、近紅外發(fā)光的鈣鈦礦材料CH3NH3PbI3_xClx，襯底為玻璃-1TO組合，電子傳輸-空穴阻擋層為ZnO/PE1、空穴傳輸-電子阻擋層為TFB、頂電極為MoOx/Au，整個(gè)器件結(jié)構(gòu)描述為:玻璃襯底/ITO/ZnO-PEI (20nm) /CH3NH3PbI3^xClx (50nm) /TFB (25nm) /MoOx (8nm) /Au (10nm)。
[0074]制備方法如下:
[0075]①利用乙醇溶液、丙酮溶液和去離子水對(duì)透明導(dǎo)電基片ITO玻璃進(jìn)行超聲清洗，清洗后用干燥氮?dú)獯蹈?。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽(yáng)極層，ITO膜的方塊電阻為15 Ω / 口。
[0076]②將干燥后的基片移入真空室，在氧氣壓環(huán)境下對(duì)ITO玻璃進(jìn)行紫外臭氧預(yù)處理10分鐘。
[0077]③在處理后的襯底上分別旋涂ZnO和PEI，并進(jìn)行退火處理，然后轉(zhuǎn)移至氮?dú)馐痔紫渲校ㄟ^(guò)在襯底上旋涂CH3NH3I和PbCl2前驅(qū)體溶液，退火后得到具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的CH3NH3PbI3_xClx薄膜，TFB溶液通過(guò)旋涂覆蓋在發(fā)光層上方作為空穴傳輸層。
[0078]④在各功能層制備結(jié)束后進(jìn)行MoOx/Au復(fù)合電極的制備，氣壓為6X10_7Torr，蒸鍍速率為0.lnm/s，蒸鍍速率及厚度由膜厚儀監(jiān)控。
[0079]⑤將做好的器件在手套箱中進(jìn)行封裝，手套箱為99.9%氮?dú)夥諊?br>[0080]⑥測(cè)試器件的電流-電壓-輻射強(qiáng)度特性，同時(shí)測(cè)試器件的發(fā)光光譜參數(shù)。
[0081]圖11是有PEI修飾的CH3NH3PbI3_xClx鈣鈦礦薄膜瞬態(tài)光致發(fā)光衰減圖，表明CH3NH3PbI3_xClx@鈦礦薄膜具有較長(zhǎng)的PL壽命(160ns)，說(shuō)明在PEI對(duì)ZnO修飾襯底上制備的CH3NH3PbI3_xClxfi5鈦礦薄膜也具有很低的缺陷密度。
[0082]器件的電流密度-輻射強(qiáng)度-電壓特性曲線參見圖12。近紅外發(fā)光的鈣鈦礦型LED可以實(shí)現(xiàn)1.3V的低開啟電壓，驅(qū)動(dòng)電壓在2.2V時(shí)即達(dá)到最大輻射強(qiáng)度28W/(sr.m2)。最大亮度下的外量子效率為3.5%、內(nèi)量子效率為15.7%，對(duì)應(yīng)電光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到2.6%，參見圖13實(shí)施例2的器件外量子效率-電流密度關(guān)系曲線。紅光器件的發(fā)光峰峰值為768nm，F(xiàn)WHM為37nm，色純度較好且光譜隨電壓變化性質(zhì)穩(wěn)定，參見圖14實(shí)施例2的器件隨電壓變化的發(fā)光光譜。
[0083]實(shí)施例3
[0084]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，改變鈣鈦礦層CH3NH3PbBr3的成膜方法，采用二步法旋涂制備發(fā)光層，襯底為玻璃-1TO組合，電子傳輸-空穴阻擋層為ZnO/PE1、空穴傳輸-電子阻擋層為TFB、頂電極為MoOx/Au，整個(gè)器件結(jié)構(gòu)描述為:
[0085]玻璃襯底/IT0/Zn0-PEI(20nm)/CH3NH3PbBr3 (50nm)/TFB (25nm)/MoOx (8nm)/Au (10nm)。
[0086]制備方法如下:
[0087]①利用乙醇溶液、丙酮溶液和去離子水對(duì)透明導(dǎo)電基片ITO玻璃進(jìn)行超聲清洗，清洗后用干燥氮?dú)獯蹈?。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽(yáng)極層，ITO膜的方塊電阻為15 Ω / 口。
[0088]②將干燥后的基片移入真空室，在氧氣壓環(huán)境下對(duì)ITO玻璃進(jìn)行紫外臭氧預(yù)處理10分鐘。
[0089]③在處理后的襯底上分別旋涂ZnO和PEI，并進(jìn)行退火處理，然后轉(zhuǎn)移至氮?dú)馐痔紫渲?，首先在襯底上旋涂PbBr2溶液，通過(guò)將制備好的PbBr 2薄膜浸到CH 3NH3Br溶液中反應(yīng)得到具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的CH3NH3PbBiy薄膜，TFB溶液通過(guò)旋涂覆蓋在發(fā)光層上方作為空穴傳輸層。
[0090]④在各功能層制備結(jié)束后進(jìn)行MoOx/Au復(fù)合電極的制備，氣壓為6X10_7Torr，蒸鍍速率為0.lnm/s，蒸鍍速率及厚度由膜厚儀監(jiān)控。
[0091]⑤將做好的器件在手套箱中進(jìn)行封裝，手套箱為99.9%氮?dú)夥諊?br>[0092]⑥測(cè)試器件的電流-電壓-亮度特性，同時(shí)測(cè)試器件的發(fā)光光譜參數(shù)。
[0093]器件的電流密度-亮度-電壓特性曲線和外量子效率-電流密度關(guān)系曲線分別參見圖15和圖16。二步法制備的綠光鈣鈦礦型LED可以實(shí)現(xiàn)2.3V的低開啟電壓，最大亮度下的外量子效率為0.04%。綠光器件的發(fā)光峰峰值為538nm，F(xiàn)ffHM為22nm，色純度較好且光譜隨電壓變化性質(zhì)穩(wěn)定，參見圖17實(shí)施例3的器件隨電壓變化的發(fā)光光譜。
[0094]實(shí)施例4
[0095]襯底為玻璃-1TO組合，電子傳輸-空穴阻擋層為T1x/PE1、發(fā)光層為CH3NH3PbBr3、空穴傳輸-電子阻擋層為TFB、頂電極為MoOx/Au，整個(gè)器件結(jié)構(gòu)描述為:玻璃襯底/ITO/T1x-PEI (20nm) /CH3NH3PbBr3 (50nm) /TFB (25nm) /MoOx (8nm) /Au (10nm)。
[0096]制備方法如下:
[0097]①利用乙醇溶液、丙酮溶液和去離子水對(duì)透明導(dǎo)電基片ITO玻璃進(jìn)行超聲清洗，清洗后用干燥氮?dú)獯蹈?。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽(yáng)極層，ITO膜的方塊電阻為15 Ω / 口。
[0098]②將干燥后的基片移入真空室，在氧氣壓環(huán)境下對(duì)ITO玻璃進(jìn)行紫外臭氧預(yù)處理10分鐘。
[0099]③在處理后的襯底上分別旋涂T1jP PEI，并進(jìn)行退火處理，然后轉(zhuǎn)移至氮?dú)馐痔紫渲校ㄟ^(guò)在襯底上旋涂CH3NH3Br和PbBr2前驅(qū)體溶液，退火后得到具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的CH3NH3PbBiy薄膜，TFB溶液通過(guò)旋涂覆蓋在發(fā)光層上方作為空穴傳輸層。
[0100]④在各功能層制備結(jié)束后進(jìn)行MoOx/Au復(fù)合電極的制備，氣壓為6X10_7Torr，蒸鍍速率為0.lnm/s，蒸鍍速率及厚度由膜厚儀監(jiān)控。
[0101]⑤將制備的器件在手套箱中進(jìn)行封裝，手套箱為99.9%氮?dú)夥諊?br>[0102]⑥測(cè)試器件的電流-電壓-亮度特性，同時(shí)測(cè)試器件的發(fā)光光譜參數(shù)。
[0103]通過(guò)采用PEI對(duì)!！(^進(jìn)行修飾，鈣鈦礦發(fā)光層有較好的成膜性和表面形態(tài)。參見圖18有PEI對(duì)T1x修飾的鈣鈦礦薄膜SEM圖像，表面較為均勻，僅有一些針孔大小的缺陷。器件的電流密度-電壓-亮度特性曲線參見圖19。可見光綠色發(fā)光的鈣鈦礦型LED可以實(shí)現(xiàn)2.3V的低開啟電壓，最大外量子效率為0.05 %，參見圖20的器件外量子效率-電流密度關(guān)系曲線。
[0104]實(shí)施例5
[0105]襯底為玻璃-1TO組合，電子傳輸-空穴阻擋層為ZnO/PE1、發(fā)光層為CH3NH3PbI3-XClx,空穴傳輸-電子阻擋層為F8、頂電極為MoOx/Au，整個(gè)器件結(jié)構(gòu)描述為:玻璃襯底 /ITO/ZnO-PEI (20nm) /CH3NH3Pb13_XCIx (50nm) /F8 (25nm) /MoOx (8nm) /Au (10nm)。
[0106]制備方法如下:
[0107]①利用乙醇溶液、丙酮溶液和去離子水對(duì)透明導(dǎo)電基片ITO玻璃進(jìn)行超聲清洗，清洗后用干燥氮?dú)獯蹈?。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽(yáng)極層，ITO膜的方塊電阻為15 Ω / 口。
[0108]②將干燥后的基片移入真空室，在氧氣壓環(huán)境下對(duì)ITO玻璃進(jìn)行紫外臭氧預(yù)處理10分鐘。
[0109]③在處理后的襯底上分別旋涂ZnO和PEI，并進(jìn)行退火處理，然后轉(zhuǎn)移至氮?dú)馐痔紫渲?，通過(guò)在襯底上旋涂CH3NH3I和PbCl2前驅(qū)體溶液，退火后得到具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的CH3NH3PbI3_xClx薄膜，F(xiàn)8溶液通過(guò)旋涂覆蓋在發(fā)光層上方作為空穴傳輸層。
[0110]④在各功能層制備結(jié)束后進(jìn)行MoOx/Au復(fù)合電極的制備，氣壓為6X 10_7Torr，蒸鍍速率為0.lnm/s，蒸鍍速率及厚度由膜厚儀監(jiān)控。