本發(fā)明涉及電致發(fā)光，尤其涉及一種基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、鈣鈦礦材料因具有吸收系數(shù)高、禁帶寬度可調(diào)節(jié)、電子遷移率和空穴遷移率高、激子結(jié)合能低、載流子擴(kuò)散長度長、材料價格低廉以及兼容溶液法等優(yōu)異的光電性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于發(fā)光二極管、太陽能電池、激光器、探測器等光電器件領(lǐng)域。自2014年friend等人首次在室溫下溶液法制備了鈣鈦礦發(fā)光二極管，實(shí)現(xiàn)了3.4%的內(nèi)量子轉(zhuǎn)換效率和0.76%的外量子轉(zhuǎn)換效率；此后，科研人員通過鈣鈦礦材料工程、器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化、界面工程等手段不斷實(shí)現(xiàn)效率的提升，目前的鈣鈦礦二極管的最大外量子效率已經(jīng)超過20%，但與最大理論值還存在一定的差距。由于鈣鈦礦二極管薄膜之間的折射率不匹配，導(dǎo)致活性層產(chǎn)生的光70%-80%被限制在透明電極和有機(jī)載流子傳輸層之間，降低了發(fā)光二極管的光輸出效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題設(shè)計了一種基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

3、基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法，包括以下步驟：

4、s1、超聲清洗襯底，并對清洗后的襯底進(jìn)行干燥處理；

5、s2、在干燥處理后的襯底上旋涂空穴傳輸層后進(jìn)行退火處理；

6、s3、在所述空穴傳輸層上旋涂光刻膠后進(jìn)行退火處理，并進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕、去膠處理，得到微納光柵結(jié)構(gòu)的空穴傳輸層；

7、s4、在所述微納光柵結(jié)構(gòu)的空穴傳輸層上旋涂鈣鈦礦光活性層后進(jìn)行退火處理；

8、s5、在所述鈣鈦礦光活性層上旋涂電子傳輸層后進(jìn)行退火處理；

9、s6、在所述電子傳輸層上旋涂光刻膠后進(jìn)行退火處理，并進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕、去膠處理，得到微納光柵結(jié)構(gòu)的電子傳輸層；

10、s7、在所述微納光柵結(jié)構(gòu)的電子傳輸層上熱噴涂銀納米線，形成陰極；

11、s8、封裝器件；

12、其中，所述空穴傳輸層厚度為40-80nm，鈣鈦礦光活性層厚度為200-500nm，電子傳輸層厚度為40-80nm，陰極厚度為50-100nm。

13、本發(fā)明還提出一種基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管，所述基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管包括襯底、空穴傳輸層、鈣鈦礦光活性層、電子傳輸層及陰極，所述基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管由如上述的基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法得到。

14、本發(fā)明的有益效果在于：

15、基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法先超聲清洗襯底，并對清洗后的襯底進(jìn)行干燥處理；然后，在干燥處理后的襯底上旋涂空穴傳輸層后進(jìn)行退火處理；再在空穴傳輸層上旋涂光刻膠后進(jìn)行退火處理，并進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕、去膠處理，以得微納光柵結(jié)構(gòu)的空穴傳輸層；之后，在微納光柵結(jié)構(gòu)的空穴傳輸層上旋涂鈣鈦礦光活性層后進(jìn)行退火處理；然后，在鈣鈦礦光活性層上旋涂電子傳輸層后進(jìn)行退火處理；再在電子傳輸層上旋涂光刻膠后進(jìn)行退火處理，并進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕、去膠處理，以得微納光柵結(jié)構(gòu)的電子傳輸層；然后，在微納光柵結(jié)構(gòu)的電子傳輸層上熱噴涂銀納米線，形成陰極；最后，封裝器件；其中，空穴傳輸層厚度為40-80nm，鈣鈦礦光活性層厚度為200-500nm，電子傳輸層厚度為40-80nm，陰極厚度為50-100nm；其引入了雙層微納光柵結(jié)構(gòu)，并根據(jù)鈣鈦礦發(fā)光層和襯底之間折射率的不匹配程度和發(fā)射光波長調(diào)整微納光柵結(jié)構(gòu)的尺寸，以改變光傳輸方向，從而提高鈣鈦礦發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中的刻蝕方法為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述空穴傳輸層為pedot：pss空穴傳輸層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟s6中的刻蝕方法為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述電子傳輸層為tpbi電子傳輸層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述步驟s4中旋涂鈣鈦礦光活性層的方法為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于，所述襯底為ito玻璃襯底。

8.一種基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管，其特征在于，所述基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管包括襯底、空穴傳輸層、鈣鈦礦光活性層、電子傳輸層及陰極，所述基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管由如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管的制備方法得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于雙層微納光柵結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管及其制備方法，本發(fā)明先對襯底進(jìn)行超聲清洗并干燥；然后，在襯底上旋涂空穴傳輸層后退火；再在空穴傳輸層上旋涂光刻膠后退火，并進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕、去膠處理，以得微納光柵結(jié)構(gòu)的空穴傳輸層；之后，在空穴傳輸層上旋涂鈣鈦礦光活性層后退火；然后，在鈣鈦礦光活性層上旋涂電子傳輸層后退火；再在電子傳輸層上旋涂光刻膠后退火，并進(jìn)行曝光、顯影、刻蝕、去膠處理，以得微納光柵結(jié)構(gòu)的電子傳輸層；然后，在電子傳輸層上熱噴涂銀納米線，形成陰極；最后，封裝器件；本發(fā)明中引入了雙層微納光柵結(jié)構(gòu)并調(diào)整其尺寸，以改變光傳輸方向，從而提高鈣鈦礦發(fā)光二極管的發(fā)光效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張仕剛,張仕強(qiáng),來升,洪仁輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川京龍光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2