应用于钙钛矿光电子器件的透明复合电极

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钙钛矿纳米材料由于强的光致发光能力,巨大的振子强度和较小的非辐射复合损失等优异的物理性质,而且钙钛矿材料制备工艺简单,生产成本低,适用于大面积生产,使得钙钛矿材料在现代显示照明领域有着十分广阔的应用前景。未来的显示照明设备将朝着柔性透明便携的方向发展,因此研究适用于钙钛矿光电子器件的新型电极具有重要的意义。我们提出了采用叠层结构的复合电极取代传统导电材料应用于钙钛矿电致发光器件,期望提升器件的性能。本文研究了叠层电极的各项性能指标和影响条件,并且采用蒸镀方法生长全无机钙钛矿电致发光器件,同时改善了发光器件的性能。具体研究内容如下:1.首先,我们研究了基于ZnO/Ag/ZnO(ZAZ)结构的柔性透明电极:我们对ZnO的生长工艺原理进行的探讨,随后探究了不同银厚度的ZAZ电极的各项光学性能和电学性能,发现银的厚度会对结构整体的各项性能产生较大的影响,利用金属银的岛状生长模式进行了分析,确定了银金属层合适的厚度范围,获得了与铟锡氧化物(ITO)接近的性能。还发现了20nm银厚度的电极虽然透过率略低,但是光的损耗很小,非常适用于带有光学谐振腔的电致发光器件结构。2.其次,我们制备了具有光学谐振腔的CsPbBr3钙钛矿电致发光器件:其中谐振腔由半透过半反射的ZAZ电极和全反射的铝电极组成。我们期望通过微腔效应提高钙钛矿发光器件的性能。我们首先表征了蒸镀法生长的CsPbBr3钙钛矿薄膜,随后用椭偏仪拟合CsPbBr3的折射率n和消光系数k。我们利用了测得的CsPbBr3光学常数设计了钙钛矿电致发光器件,计算出了器件内谐振波长与钙钛矿材料发光峰位置相匹配时钙钛矿层的厚度。结合电场强度与偶极子的弱耦合作用,分析钙钛矿层在器件中的位置对自发辐射率变化的影响。最后,我们使用法布里珀罗腔系统制备了了性能改善CsPbBr3发光器件,电流效率相比ITO器件增加提高了24%,并通过实验证明了偶极子与微腔的弱耦合作用。
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