本實用新型為新型發(fā)光二極管器件的設(shè)計和制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及以鈣鈦礦型半導(dǎo)體材料作為活性中心設(shè)計的柔性發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來發(fā)現(xiàn)的鈣鈦礦型太陽能電池和發(fā)光二極管由于高轉(zhuǎn)換效率、低成本、環(huán)境友善、產(chǎn)品可撓化等優(yōu)點正在受到越來越廣泛的關(guān)注。其中，新型鈣鈦礦型太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在短短幾年內(nèi)提升了數(shù)倍，表現(xiàn)出非常優(yōu)異的光電性能，而在發(fā)光二極管領(lǐng)域，基于鈣鈦礦型半導(dǎo)體材料的器件設(shè)計和制備也越發(fā)值得探究。目前鈣鈦礦型薄膜發(fā)光二極管器件研究面臨的重要問題之一是進行大面積柔性器件的制備。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種柔性發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)，提供了一種鈣鈦礦型薄膜發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，原結(jié)構(gòu)中的玻璃透明電極及其基底被替代為柔性透明電極基底，所有的功能層材料的制備，包括空穴傳輸層、活性層、電子傳輸層和銀電極層，均由刮刀涂布方法制備，適合推廣成為大面積柔性化產(chǎn)品；另外，本器件結(jié)構(gòu)中使用的銀電極層，采用銀納米線溶膠進行涂布，相比傳統(tǒng)的蒸鍍等方法，具有相似的性能，但成本、工藝則大大降低和簡化。
為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
一種柔性發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)，包括柔性PET/ITO透明電極基底即第一電極102，與第一電極102相隔開的金屬對電極層即第二電極110，設(shè)置在第一電極 102和第二電極110間的至少一層鈣鈦礦活性層106，不包括或包括分別設(shè)置在第一電極102和鈣鈦礦活性層106間以及第二電極110和鈣鈦礦活性層106間的電子、空穴傳輸層。
所述鈣鈦礦活性層106的厚度為100-300nm。
所述第二電極110的厚度為40-100nm。
所述第二電極110為銀納米線電極。
和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具備如下優(yōu)點：
為了滿足柔性器件制備的需求，本實用新型使用的基底為表面覆蓋有ITO導(dǎo)電層的PET柔性薄膜，在此基底上，使用刮刀涂布的方法依次進行空穴傳輸層、活性層、電子傳輸層、銀電極層的制備，最終得到大面積、柔性、且可以大規(guī)模生產(chǎn)的薄膜發(fā)光二極管器件；本實用新型的主要特點為：將柔性PET/ITO薄膜作為基底，且所有功能層的制備均具有可柔性化的特點，擴大了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，也避免了使用玻璃基底的ITO電極導(dǎo)致的產(chǎn)品易破碎、可撓性差等問題。
附圖說明
圖1為本實用新型柔性發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
在描述本實用新型的實施方案時，為了清楚起見，使用了特定的術(shù)語。然而，本實用新型無意局限于所選擇的特定術(shù)語。應(yīng)了解每個特定元件包括類似的方法運行以實現(xiàn)類似目的的所有技術(shù)等同物。
下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。
如圖1所示，本實用新型柔性發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)，包括柔性PET/ITO透明電極基底即第一電極102，與第一電極102相隔開的金屬對電極層即第二電極 110，設(shè)置在第一電極102和第二電極110間的至少一層鈣鈦礦活性層106，不包括或包括分別設(shè)置在第一電極102和鈣鈦礦活性層106間以及第二電極110和鈣鈦礦活性層106間的電子、空穴傳輸層。本實施例第一電極102和鈣鈦礦活性層106間的是空穴傳輸層104，第二電極110和鈣鈦礦活性層106間的是電子傳輸層108。
本實用新型柔性發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)的制備方法如下：
1.柔性PET/ITO透明電極基底即第一電極102：采用沉積在透明的PET樹脂薄膜上的ITO透明電極為器件的基底，面積不限(本例為5×5cm2)，此類產(chǎn)品有規(guī)?；慨a(chǎn)的商品化產(chǎn)品可以直接使用。使用前，應(yīng)將電極表面依次分別使用去離子水、丙酮、異丙醇超聲處理15分鐘，然后使用紫外光清洗機清潔10分鐘，氮氣流吹干備用。本層的特點為柔性，有效改善了傳統(tǒng)半導(dǎo)體金屬氧化物透明電極的易碎性。
2.在柔性PET/ITO透明電極基底上，利用刮刀涂布的方法制備得到的空穴傳輸層104，使用的漿料為商品化PEDOT：PSS(AI 4083)水溶液，使用異丙醇按照水溶液：異丙醇為1：3配比稀釋，刮刀涂布速度為10-20mm/s，優(yōu)選為15mm/s；涂布溫度為45-70℃，優(yōu)選為55℃；刮刀與基底間距為50μm；涂布后經(jīng)氮氣中80-100℃退火10-20分鐘，優(yōu)選90℃，15分鐘。得到的空穴傳輸層厚度約為100nm。
3.在空穴傳輸層上制備的鈣鈦礦活性層106，結(jié)構(gòu)為(RNH3)AXnY3-n(R＝烴基；A＝Pb，Sn；X，Y＝Cl，Br，I；n為0-3的實數(shù))，優(yōu)選使用CH3NH3PbBr3，溶劑為DMF，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-35％的漿料，優(yōu)選30％；刮刀涂布速度為10-20mm/s，優(yōu)選為15mm/s；涂布溫度為室溫；刮刀與基底間距為50μm；涂布后經(jīng)氮氣中120-140℃退火20-40分鐘，優(yōu)選135℃，30分鐘。得到的鈣鈦礦活性層 厚度約為300-500nm。
4.在鈣鈦礦活性層上制備的電子傳輸層108，材料為PC71BM，漿料為其15g/L的氯仿分散液。刮刀涂布速度為10-20mm/s，優(yōu)選為15mm/s；涂布溫度為室溫；刮刀與基底間距為100μm；涂布后于氮氣中自然干燥20分鐘。厚度約為100-300nm。
5.在電子傳輸層上形成的金屬對電極層即第二電極110，材料為商品化銀納米線溶膠，溶劑為異丙醇，濃度50g/L，銀納米線直徑約100nm，長度50-100μm。刮刀涂布速度為10-20mm/s，優(yōu)選為15mm/s；涂布溫度為室溫；刮刀與基底間距為50μm；涂布后經(jīng)氮氣中70-100℃退火10-20分鐘，優(yōu)選80℃，15分鐘。厚度約為40-100nm。
上述制備方法中，步驟2與4可以不用，簡化工藝，降低成本，但得到的發(fā)光二極管性能相對較差。