CN113921732B - 一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法 - Google Patents
一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113921732B CN113921732B CN202111168619.XA CN202111168619A CN113921732B CN 113921732 B CN113921732 B CN 113921732B CN 202111168619 A CN202111168619 A CN 202111168619A CN 113921732 B CN113921732 B CN 113921732B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phenylalanine
- cspbi
- iodo
- post
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- PZNQZSRPDOEBMS-MRVPVSSYSA-N 4-iodo-D-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@H](N)CC1=CC=C(I)C=C1 PZNQZSRPDOEBMS-MRVPVSSYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 64
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 26
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 15
- 229940075894 denatured ethanol Drugs 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 11
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 9
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 8
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 7
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 claims description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 4-carbazol-9-yl-n,n-bis(4-carbazol-9-ylphenyl)aniline Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(N(C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=C1 AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 3
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims description 3
- QAIHWMZHLIBAFX-QZOPMXJLSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine;(z)-octadec-9-enoic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O QAIHWMZHLIBAFX-QZOPMXJLSA-N 0.000 claims description 2
- WCHVIUKJFANFFQ-KVVVOXFISA-N cesium;(z)-octadec-9-enoic acid Chemical compound [Cs].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O WCHVIUKJFANFFQ-KVVVOXFISA-N 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 claims description 2
- PTTPXKJBFFKCEK-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-4-heptanone Chemical compound CC(C)CC(=O)CC(C)C PTTPXKJBFFKCEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N n'-amino-n-iminomethanimidamide Chemical compound N\N=C\N=N VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N 0.000 claims 1
- BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N renifolin D Natural products CC(=C)[C@@H]1Cc2c(O)c(O)ccc2[C@H]1CC(=O)c3ccc(O)cc3O BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N 0.000 claims 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract 1
- BABTYIKKTLTNRX-MRVPVSSYSA-N (2r)-2-amino-3-(3-iodophenyl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)[C@H](N)CC1=CC=CC(I)=C1 BABTYIKKTLTNRX-MRVPVSSYSA-N 0.000 description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 101000837344 Homo sapiens T-cell leukemia translocation-altered gene protein Proteins 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 1
- 102100028692 T-cell leukemia translocation-altered gene protein Human genes 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Substances C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
- H10K71/15—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating characterised by the solvent used
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
- H10K50/115—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
本发明适用于照明技术领域，提供了一种基于4‑碘‑D‑苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法，包括：电致发光LED结构，所述电致发光LED结构包括阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极，所述阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层以及阳极依次连接，所述发光层采用4‑碘‑D‑苯丙氨酸后处理的CsPbI3。本发明能够利用4‑碘‑D‑苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶制备出高效的LED。
Description
技术领域
本发明属于照明技术领域，尤其涉及一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效 LED及其制备方法。
背景技术
LED因其发光效率高、能耗小以及发光温度低等优点深受使用人员的喜爱，并得到了广泛推广，金属卤化物钙钛矿纳米晶LED由于其发光可调谐和高色纯度等特性在高清显示领域具有强大的潜力。
全无机钙钛矿纳米晶由于其色域宽、发光波长窄和荧光量子产率高等优越性能，现有的金属卤化物钙钛矿纳米晶LED大多采用全无机钙钛矿纳米晶制成。
但是全无机钙钛矿纳米晶自身粒径尺寸小、比表面积大，且表面存在大量的空位缺陷，导致荧光量子产率低，而且，钙钛矿纳米晶表面的长链封端配体如油酸油胺等会形成绝缘层而阻碍LED器件发光层中载流子的注入和传输，为了解决上述问题特提出了一种4-碘-D- 苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法，旨在解决全无机钙钛矿纳米晶自身粒径尺寸小、比表面积大，且表面存在大量的空位缺陷，导致荧光量子产率低，而且，钙钛矿纳米晶表面的长链封端配体如油酸油胺等会形成绝缘层而阻碍LED器件发光层中载流子的注入和传输的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶电致发光LED，包括：
电致发光LED结构，所述电致发光LED结构包括阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极；
所述阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层以及阳极依次连接；
所述发光层采用4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶。
在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：
进一步的技术方案：包括以下步骤：
S1：前驱体油酸铯的制备：
将一定量的Cs2CO3十八烯和油酸依次加入到三口烧瓶A内，真空加热至120℃，反应1h，然后在惰性气体氛围下，升温至150℃，反应3h，得到油酸铯溶液；
S2：CsPbI3纳米晶溶液的制备：
首先将一定量的碘化铅和十八烯加入到三口烧瓶B内，真空加热至120℃，反应1h，然后在惰性气体氛围下，注入油胺和油酸，待浑浊的溶液变澄清后，开始升温至170℃，其次注入S1制备的油酸铯前驱体溶液，反应5s后得到反应产物A，快速将反应产物A置于冰水中冷却至室温，并对反应产物A进行离心提纯得到沉淀物A，再其次倒掉上清液并将沉淀物A分散在甲苯和乙酸乙酯溶液中得到反应产物B，并对反应产物B进行提纯得到沉淀物B，最后倒掉上清液并将沉淀物B分散在甲苯溶液中，得到CsPbI3纳米晶溶液；
S3：4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶溶液的制备：
首先将S2得到的CsPbI3纳米晶溶液与4-碘-D-苯丙氨酸在室温下搅拌5h，得到反应产物D，然后对反应产物D进行离心提纯，保留上清液，得到经过4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶溶液；
S4：ZnO纳米晶溶液的制备：
首先取乙醇、甲醇、乙酸乙酯、甲基异丁基甲酮和正戊烷制备变性乙醇，然后将醋酸锌和变性乙醇在75℃下搅拌溶解，溶解后降至室温。然后注入由NaOH颗粒和变性乙醇配制的溶液，待反应体系澄清后，反应4h，得到反应产物E，其次将反应产物E离心，然后将离心产物沉淀分散在变性乙醇和正己烷混合溶液中，并进行离心提纯，最后用变性乙醇溶解沉淀，得到ZnO纳米晶溶液；
S5：ITO导电玻璃的清洁处理：
首先将ITO导电玻璃分别用清洁液、去离子水、无水乙醇、三氯甲烷、丙酮以及异丙醇浸泡并进行超声，其次用氮气吹干ITO表面，并进行紫外臭氧处理；
S6：首先将S4得到的ZnO纳米晶溶液旋涂在S5得到的ITO导电玻璃表面，其次将ITO导电玻璃置于烘台上，在空气中以200℃退火，得到ZnO-ITO衬底并将其转移到充满氮气的手套箱中；
S7：首先将聚乙烯亚胺旋涂在S6得到的ZnO-ITO衬底表面，然后将ITO导电玻璃置于烘台上，在氮气气氛中以125℃退火，得到PEI-ITO衬底；
S8：将S3得到的经过4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶溶液旋涂在S7得到的 PEI-ITO衬底上；
S9：将S8得到的ITO片子转移到真空腔中，并通过热蒸发依次沉积4,4',4"-三(咔唑-9-基)-三苯胺、MoO3和Ag，从而得到一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效纳米晶电致发光的LED。
进一步的技术方案：所述S1中十八烯与油酸的体积比为12：1。
进一步的技术方案：所述S2中所述十八烯、油胺、油酸、前驱体溶液、甲苯以及乙酸乙酯的体积比为50：5：5：4：20：20。
进一步的技术方案：所述S4中，所述乙醇、甲醇、乙酸乙酯、甲基异丁基甲酮以及正戊烷的体积比为92：5：1：1：1。
进一步的技术方案：所述S6中，ZnO纳米晶溶液浓度为50mg/ml。
进一步的技术方案：所述S7中，聚乙烯亚胺的质量比为0.2％。
进一步的技术方案：所述S1以及S2中，所述惰性气体为氮气。
进一步的技术方案：所述S2中CsPbI3纳米晶的溶液浓度为20mg/ml。
本发明实施例提供的一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法，本发明采用4-碘-D-苯丙氨酸对热注入法制备的CsPbI3纳米晶进行后处理，有效钝化了钙钛矿纳米晶的表面缺陷并有效提高了纳米晶的荧光量子效率；通过短链配体4-碘-D- 苯丙氨酸部分取代长链封端配体油酸油胺，改善了钙钛矿纳米晶薄膜的导电性，并将此纳米晶作为发光层制备红光LED，器件的外量子效率峰值达到12.4％，最大亮度达到2000cd/m2。
附图说明
图1为基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶电致发光LED的结构图片；
图2为CsPbI3和4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶的傅里叶红外光谱(Fourie r transform infrared，FTIR)图片；
图3为CsPbI3和4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶的X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)图；
图4为CsPbI3纳米晶的荧光量子效率(PLQY)随4-碘-D-苯丙氨酸处理时间变化的图片；
图5为CsPbI3和4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶的光致发光寿命图片；
图6为CsPbI3和4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶的对数尺度吸收图片；
图7为CsPbI3和4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶薄膜的电流-电压曲线图片，其中器件结构为ITO/CsPbI3或4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3/Ag；
图8为CsPbI3和4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶薄膜的单载流子器件的电流密度-电压曲线图片，其中纯电子器件结构为ITO/ZnO/CsPbI3或4-碘-D-苯丙氨酸后处理的 CsPbI3/Ag，纯空穴器件结构为ITO/PEDOT:PSS/CsPbI3或4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3 /TCTA/MoO3/Ag；
图9为CsPbI3和4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶薄膜的原子力显微(Atomic force microscopy，AFM)图片；
图10为基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED的能级结构图片；
图11为基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED的电流密度-电压-亮度曲线图片；
图12为基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED的外量子效率-电流密度曲线图片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例1
请参阅图1，为本发明一种实施例提供的，一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED，包括：
电致发光LED结构，所述电致发光LED结构包括阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极，所述阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层以及阳极依次连接，所述发光层采用4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶，能够有效提高LED外量子效率和亮度。
优选的，所述电子传输层为ZnO/聚乙烯亚胺。
优选的，所述阴极为透明电极ITO。此种设置的目的在于，便于发光层产生的荧光从 LED底部出射。
优选的，所述空穴传输层材料为4,4',4"-三(咔唑-9-基)-三苯胺。
优选的，所述阳极为Ag。
在本发明实施例中，电致发光LED结构采用倒置安装的形式将阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极依次连接，并通过4-碘-D-苯丙氨酸钝化CsPbI3表面缺陷的纳米晶作为发光层的方式实现提高LED发光效率的技术效果。
实施例2
一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED制备方法，包括以下步骤：
S1：前驱体油酸铯的制备：
将0.814gCs2CO3、30ml十八烯和2.5ml油酸依次加入到100ml三口烧瓶A内，真空加热至120℃，反应1h，然后通入氮气，升温至150℃，反应3h，得到油酸铯溶液；
S2：CsPbI3纳米晶溶液的制备：
首先将0.173g碘化铅和10ml十八烯加入到50ml三口烧瓶内，真空加热至120℃，反应1h，然后通入氮气，注入1ml油胺和1ml油酸，待浑浊的溶液变澄清后，开始升温至 170℃，其次注入0.8mlS1制备的油酸铯前驱体溶液，反应5s后得到反应产物A，快速将反应产物A置于冰水中冷却至室温，将反应产物A以5000r/m的离心速度、10min离心时间进行提纯得到沉淀物A，再其次倒掉上清液并将沉淀物A分散在2ml甲苯和4ml乙酸乙酯溶液中，得到反应产物B，再以10000r/m的离心速度、5min离心时间对反应产物B进行提纯，得到沉淀物B，最后倒掉上清液并将沉淀物B分散在2ml甲苯溶液中，得到浓度为20mg/ml的CsPbI3纳米晶溶液；
S3：4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶溶液的制备：
首先将S2得到的CsPbI3纳米晶溶液与0.0011g 4-碘-D-苯丙氨酸在室温下搅拌5h，得到反应产物D，然后以5000r/m离心速度、1min离心时间对反应产物D进行提纯，保留上清液，得到经过4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶溶液；
S4：ZnO纳米晶溶液的制备：
首先取92ml乙醇、5ml甲醇、1ml乙酸乙酯、1ml甲基异丁基甲酮和1ml正戊烷制备变性乙醇，然后将0.4403g醋酸锌和30ml变性乙醇在75℃下搅拌溶解，溶解后降至室温，然后注入由0.2g NaOH颗粒和10ml变性乙醇配制的溶液，待反应体系澄清后，反应4h，得到反应产物E，以5000r/m离心速度、10min离心时间离心，再其次将离心沉淀分散在变性乙醇和正己烷混合溶液中，并以5000r/m离心速度、10min离心时间进行离心提纯，最后用变性乙醇溶解沉淀，得到ZnO纳米晶溶液；
S5：ITO导电玻璃的清洁处理：
首先将ITO导电玻璃分别用清洁液、去离子水、无水乙醇、三氯甲烷、丙酮以及异丙醇浸泡并各超声15min，其次用氮气吹干ITO表面，并进行10min紫外臭氧处理；
S6：首先将S4得到的ZnO纳米晶溶液(浓度为50mg/ml)旋涂在S5得到的ITO导电玻璃表面，旋涂转速为1000r/m、旋涂时间为30s，其次将ITO导电玻璃置于烘台上，在空气中以200℃退火10min，得到ZnO-ITO衬底并将其转移到充满氮气的手套箱中；
S7：首先以3000r/m旋转速度、50s旋转时间将质量比为0.2％的聚乙烯亚胺旋涂在S 6得到的ZnO-ITO衬底表面，然后将ITO导电玻璃置于烘台上，在氮气气氛中以125℃退火10min，得到PEI-ITO衬底；
S8：将S3得到的经过4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶溶液以1000r/m旋转速度、50s旋转时间旋涂在S7得到的PEI-ITO衬底上；
S9：将S8得到的ITO片子转移到真空度为1×10-7Torr的真空腔中，并通过热蒸发依次沉积4,4',4"-三(咔唑-9-基)-三苯胺、MoO3和Ag，从而得到一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效纳米晶电致发光的LED。
性能评估：
一、对比图2傅里叶红外光谱发现4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3在1587cm-1、106 0cm-1以及1006cm-1位置出现新的特征峰，对应于共轭芳香环的骨架振动和芳香C-H键弯曲，表明4-碘-D-苯丙氨酸键合到CsPbI3纳米晶的表面。根据图3XPS能谱测得CsPbI3纳米晶的表面碘含量在CsPbI3纳米晶经4-碘-D-苯丙氨酸处理后增加，而这归因于CsPbI3纳米晶表面含有碘元素的4-碘-D-苯丙氨酸配体，进一步论证了4-碘-D-苯丙氨酸附着在Cs PbI3纳米晶的表面。
二、根据图4和图5发现，CsPbI3纳米晶经过4-碘-D-苯丙氨酸处理后，CsPbI3纳米晶的辐射速率增大，非辐射速率降低，这是由于4-碘-D-苯丙氨酸钝化了CsPbI3纳米晶的表面缺陷，从而有效提高了材料的荧光量子产率。图6所示曲线斜率在CsPbI3纳米晶被4 -碘-D-苯丙氨酸处理后增加，根据Urbach带尾关系可知，该曲线斜率大小反比于CsPbI3纳米晶表面缺陷态密度，从而进一步说明4-碘-D-苯丙氨酸有效钝化了CsPbI3纳米晶的表面缺陷。
三、如图7所示，4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3薄膜的电导率大于CsPbI3薄膜的电导率，这说明短链配体4-碘-D-苯丙氨酸取代了CsPbI3纳米晶表面的长链配体(如油酸和油胺)。通过比较图8电子空穴密度的大小发现，相比于CsPbI3薄膜，4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3薄膜的电子和空穴的密度差值减小，这表明4-碘-D-苯丙氨酸后处理Cs PbI3纳米晶可以促进钙钛矿LED中载流子的平衡。另外，由图9可知，CsPbI3薄膜经过4- 碘-D-苯丙氨酸处理之后，表征粗糙度的参数均方根(RMS)减小，说明4-碘-D-苯丙氨酸有利于CsPbI3纳米晶成膜和实现高效LED器件。
四、根据图11和图12可知，相比于原始材料制备的器件，基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶电致发光LED最大亮度可以达到2000cdm-2，外量子效率峰值可以达到12.4％，大大提升了器件的性能，实现了高效CsPbI3纳米晶LED的制备。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED，其特征在于，包括：
电致发光LED结构，所述电致发光LED结构包括阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极；
所述阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层以及阳极依次连接；
所述发光层采用4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶，通过短链配体4-碘-D-苯丙氨酸部分取代CsPbI3纳米晶表面的长链封端配体油酸油胺。
2.一种如权利要求1所述的基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：前驱体油酸铯的制备：
将一定量的Cs2CO3、十八烯和油酸依次加入到三口烧瓶A内，真空加热至120℃，反应1h，然后在惰性气体氛围下，升温至150℃，反应3h，得到油酸铯溶液；
S2：CsPbI3纳米晶溶液的制备：
首先将一定量的碘化铅和十八烯加入到三口烧瓶B内，真空加热至120℃，反应1h，然后在惰性气体氛围下，注入油胺和油酸，待浑浊的溶液变澄清后，开始升温至170℃，其次注入S1制备的油酸铯前驱体溶液，反应5s后得到反应产物A，快速将反应产物A置于冰水中冷却至室温，并对反应产物A进行离心提纯得到沉淀物A，再其次倒掉上清液并将沉淀物A分散在甲苯和乙酸乙酯溶液中得到反应产物B，并对反应产物B进行提纯得到沉淀物B，最后倒掉上清液并将沉淀物B分散在甲苯溶液中，得到CsPbI3溶液；
S3：4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶溶液的制备：
首先将S2得到的CsPbI3纳米晶溶液与4-碘-D-苯丙氨酸在室温下搅拌5h，得到反应产物D，然后对反应产物D进行离心提纯，保留上清液，得到经过4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶溶液；
S4：ZnO纳米晶溶液的制备：
首先取乙醇、甲醇、乙酸乙酯、甲基异丁基甲酮和正戊烷制备变性乙醇，然后将醋酸锌和变性乙醇在75℃下搅拌溶解，溶解后降至室温；然后注入由NaOH颗粒和变性乙醇配制的溶液，待反应体系澄清后，反应4h，得到反应产物E，其次将反应产物E离心，然后将离心产物沉淀分散在变性乙醇和正己烷混合溶液中，并进行离心提纯，最后用变性乙醇溶解沉淀，得到ZnO纳米晶溶液；
S5：ITO导电玻璃的清洁处理：
首先将ITO导电玻璃分别用清洁液、去离子水、无水乙醇、三氯甲烷、丙酮以及异丙醇浸泡并进行超声，其次用氮气吹干ITO表面，并进行紫外臭氧处理；
S6：首先将S4得到的ZnO纳米晶溶液旋涂在S5得到的ITO导电玻璃表面，其次将ITO导电玻璃置于烘台上，在空气中以200℃退火，得到ZnO-ITO衬底并将其转移到充满氮气的手套箱中；
S7：首先将聚乙烯亚胺旋涂在S6得到的ZnO-ITO衬底表面，然后将ITO导电玻璃置于烘台上，在氮气气氛中以125℃退火，得到PEI-ZnO-ITO衬底；
S8：将S3得到的经过4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3纳米晶溶液旋涂在S7得到的PEI-ZnO-ITO衬底上；
S9：将S8得到的ITO片子转移到真空腔中，并通过热蒸发依次沉积4,4',4"-三（咔唑-9-基）-三苯胺、MoO3和Ag，从而得到一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效纳米晶电致发光的LED。
3.根据权利要求2所述的基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED制备方法，其特征在于，所述S1中十八烯与油酸的体积比为12：1。
4.根据权利要求2所述的基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED制备方法，其特征在于，所述S2中所述十八烯、油胺、油酸、前驱体溶液、甲苯以及乙酸乙酯的体积比为50：5：5：4：20：20。
5.根据权利要求2所述的基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED制备方法，其特征在于，所述S4中，所述乙醇、甲醇、乙酸乙酯、甲基异丁基甲酮以及正戊烷的体积比为92：5：1：1：1。
6.根据权利要求2所述的基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED制备方法，其特征在于，所述S6中，ZnO纳米晶溶液浓度为50mg/ml。
7.根据权利要求2所述的基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED制备方法，其特征在于，所述S7中，聚乙烯亚胺的质量比为0.2%。
8.根据权利要求2所述的基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED制备方法，其特征在于，所述S1以及S2中，所述惰性气体为氮气。
9.根据权利要求2所述的基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED制备方法，所述S2中CsPbI3纳米晶的溶液浓度为20mg/ml。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111168619.XA CN113921732B (zh) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | 一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111168619.XA CN113921732B (zh) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | 一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113921732A CN113921732A (zh) | 2022-01-11 |
| CN113921732B true CN113921732B (zh) | 2022-10-28 |
Family
ID=79238243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111168619.XA Active CN113921732B (zh) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | 一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113921732B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115148940B (zh) * | 2022-06-15 | 2024-09-06 | 闽都创新实验室 | 基于表面钝化铯铅碘钙钛矿量子点的电致发光led及其制备方法 |
| CN115322778B (zh) * | 2022-09-07 | 2024-04-05 | 吉林大学 | 苯基三氟甲磺酸酯增强CsPb(Br/Cl)3纳米晶光电性能的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105793241A (zh) * | 2013-11-20 | 2016-07-20 | 耶达研究及发展有限公司 | 基于金属的三联吡啶络合物和其在电致变色应用中的用途 |
| CN110707221A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-17 | 北京大学深圳研究生院 | 氨基酸离子液体在制备钙钛矿光电器件中钙钛矿层的应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017081684A1 (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-18 | Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd | Biosensors |
| WO2018152494A1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-08-23 | Nutech Ventures | Passivation of defects in perovskite materials for improved solar cell efficiency and stability |
-
2021
- 2021-09-30 CN CN202111168619.XA patent/CN113921732B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105793241A (zh) * | 2013-11-20 | 2016-07-20 | 耶达研究及发展有限公司 | 基于金属的三联吡啶络合物和其在电致变色应用中的用途 |
| CN110707221A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-17 | 北京大学深圳研究生院 | 氨基酸离子液体在制备钙钛矿光电器件中钙钛矿层的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113921732A (zh) | 2022-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110205118B (zh) | 表面缺陷钝化的金属卤化物钙钛矿纳米晶、其制备和应用 | |
| CN103840047B (zh) | 一种以胶体NiO纳米晶薄膜为空穴传输层的光电器件及其制备方法 | |
| CN113921732B (zh) | 一种基于4-碘-D-苯丙氨酸后处理的CsPbI3高效LED及其制备方法 | |
| CN108046314A (zh) | 一种全无机钙钛矿纳米棒的制备方法及其应用 | |
| CN106784191B (zh) | Qled器件及其制备方法 | |
| CN111218284B (zh) | 一种核壳量子点及其制备方法、电子器件 | |
| CN109768172B (zh) | 一种双功能电子传输层倒置结构量子点发光器件及其制备方法 | |
| CN107946485B (zh) | 一种通过共轭分子配体固液交换法制备铯铅溴量子点电致发光器件的方法 | |
| CN108192593A (zh) | 基于无机钙钛矿量子点与共轭有机小分子共晶结构的光学薄膜 | |
| CN112117386B (zh) | 一种基于PEACl修饰CsPb(Cl/Br)3量子点的电致发光LED及制备方法 | |
| CN106281311B (zh) | 一种合金量子点及其制备方法、电致发光二极管和光致发光二极管 | |
| CN113881430A (zh) | ZnBr2诱导不发光Cs4PbBr6量子点相变为绿光CsPbBr3量子点的方法 | |
| WO2009106583A1 (en) | Electroluminescent device | |
| CN103887391B (zh) | 一种内含掺杂量子点的硫化锌薄膜交流电致发光器件及其制备方法 | |
| CN110085758A (zh) | 一种发光器件及其制备方法和应用 | |
| CN111662715B (zh) | 一种核壳量子点及其制备方法与量子点膜及发光二极管 | |
| CN115666147A (zh) | 一种柔性钙钛矿发光二极管及其制备方法、应用 | |
| CN115776823B (zh) | 基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED及其制备方法 | |
| CN106848078A (zh) | 一种氧化锌‑氧化镁核壳量子点发光二极管的制备方法 | |
| CN112625681B (zh) | 一种蓝光InP/ZnS量子点及其制备方法和在QLED中的应用 | |
| CN116322101A (zh) | 绿色发光二极管器件及其制备方法 | |
| CN114975844A (zh) | 一种n-i-p型钙钛矿发光二极管及其制备方法 | |
| CN114665051A (zh) | 一种调控发光层的钙钛矿发光二极管制备方法 | |
| CN116782726A (zh) | 薄膜及其制备方法、发光器件及其制备方法、显示装置 | |
| CN115148940B (zh) | 基于表面钝化铯铅碘钙钛矿量子点的电致发光led及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |