钙钛矿LED无机导电氧化物传输层的ALD制备

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金属卤化物钙钛矿具有优良的电学和光学性能,包括高光致发光量子产率(PLQY)、宽的可调的带隙、高发光颜色纯度和优异的电荷载流子迁移率等,在半导体领域得到了广泛的研究。其应用包括太阳能电池、发光二极管、记忆电阻器、和探测器等。近年来,它们在光电器件领域取得了快速的发展,同时也被证明是制备发光二极管(LED)有前途的候选材料。然而目前它们仍然面临效率不高、稳定性较差的瓶颈。本论文旨在通过优化器件发光层的成分、选用合适的无机传输层及调节有机传输层,改善发光层的薄膜形态、载流子的传输平衡、晶粒的生长取向,制备性能可靠且稳定性优良的器件。本论文的主要研究工作有:1.通过在前驱体溶液中加入聚乙烯(PEO)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)来提高Cs Pb Br3全无机钙钛矿薄膜的致密性及结晶度,然后用原子层沉积(PEALD)生长不同厚度的氧化铝作为电荷传输层,改善钙钛矿LED的发光性能和稳定性。研究表明PEO和PVP的添加,以及氧化铝电荷传输层的采用都可以有效地降低由孔洞引起的载流子的漏电电流。基于此,本文制备出了较高亮度及稳定性的无机传输层氧化铝钙钛矿绿光LED。2.通过在前驱体溶液中加入聚乙二醇(PEG)和苯乙胺溴(PEABr)来提高Cs Pb(Br XCl1-X)3全无机钙钛矿薄膜的致密性及结晶度。研究表明在前驱体溶液中加入PEG可以改善钙钛矿发光层薄膜形貌,减小发光二极管的漏电电流。通过在空穴传输层PEDOT:PSS(4083)中添加一定的四水醋酸镁(Mg(CH3COOH)2·4H2O)可以调节空穴传输层带隙,调节带隙匹配度,改善空穴迁移率,促进载流子传输平衡,同时利用四水醋酸镁的疏水性可以调节晶粒的生长取向,使钙钛矿发光层薄膜更有利于器件的制作。基于此,本文制备出了具有较高亮度及稳定性的钙钛矿蓝光LED。
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