基于S-PSS改性PEDOT:PSS空穴注入层的高效率钙钛矿发光二极管
发布时间：2021-08-05 19:01
有机无机杂化钙钛矿材料具有可溶液加工、较高的载流子迁移率、低缺陷态密度、高效率、光单色性强等优点,其（特别是甲胺基铅溴化合物:CH3NH3PbBr3）在发光二极管领域得到了深入研究。基于钙钛矿发光材料的正置发光器件的电子注入层（ZnO、TiO2等）需要在高温条件下制备,然而,倒置结构器件具有容易制备和同柔性衬底兼容的优点,受到了大多数研究者的青睐。较多报道都指出,ITO电极与钙钛矿发光层的界面修饰对提升钙钛矿发光二极管性能有重要影响;然而,界面修饰常常会改变钙钛矿发光层的形貌、结晶态等,进而改变钙钛矿晶体薄膜的电荷传输特性和载流子复合动力学过程。因此,为了更清楚地说明界面修饰对提升钙钛矿发光二极管性能的本质作用,应尽量避免其对钙钛矿发光层结构和性质的影响。倒置结构钙钛矿发光二极管普遍采用聚乙撑二氧噻吩-聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）作为空穴注入层,但其较低功函数（4.9 e V）限制了CH3NH3PbBr3
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钙钛矿薄膜发光衰减模型简图
痰娜ㄖ卦酱蠛褪倜?匠け砻鞅∧さ姆⒐庑阅芨?谩Ｍ?1.1 钙钛矿薄膜发光衰减模型简图1.2.2 钙钛矿发光二极管的器件物理理论钙钛矿发光二极管的物理过程即电致发光物理过程，其中包括在电场偏置下，载流子的注入、传输、复合和光的射出[33-34]。载流子注入层与载流子传输层以及载流子传输层与发光层之间的势垒被分于界面间的偏压拉斜，电荷通过隧穿的方式以一定的几率进入相邻功能层[33-34]；在有机材料中通过“hopping”的方式或钙钛矿晶体材料中自由传输[33, 35]，直至电子-空穴复合辐射发光，当然，也有部分内部或表面缺陷等引起电子-空穴的无辐射复合[32]。电荷的注入和传输是发光二极管最基本的物理过程，对器件的发光效率、伏安特性、功率损耗等性能起着决定性作用。隧穿模型[33-34]可以解释大部分有机材料中电荷注入过程，如图 1.2[33-34]所示：由于金属电极的费米能级低于有机半导体的最低电子未占有轨道（LUMO）能级，在其界面间产生一个明显的注入势垒。当外加电场拉斜有机半导体的 LUMO 能级时
图 1.2 偏压下电荷注入隧穿模型机半导体的本征载流子浓度很低，电荷迁移率较低，一般只有 10-8–10-23-34]。在外加电场下，从外部注入到有机半导体 LUMO 和 HOMO 中的电在分子间由势能高的分子隧穿到势能低的分子实现跳跃式传输[33-34]。具（如图 1.3[33-34]所示）：激发态分子 HOMO 能级中的电子跃迁到 LUMO激发电子可以跳跃到其它势能较低分子的 LUMO 能级，实现电子跳跃式机小分子半导体中的电荷只能在分子间跳跃，而聚合物半导体中的电荷不分子间跳跃，还能在同一聚合物分子的不同 π 键段之间跳跃[33]。本文报矿发光二极管中的空穴注入层和电子传输层的电荷传输机制也是跳跃式而，注入到钙钛矿晶体薄膜中的电荷在其体内自由传输。
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高聚（3,4-乙撑二氧噻吩）∶聚苯乙烯磺酸电导率的最新研究进展[J]. 吴艳光,羿庄城,葛震,杜飞鹏,张云飞. 材料导报. 2017(07)
[2]ITO透明导电薄膜的研究进展[J]. 成立顺,孙本双,钟景明,何力军,王东新,陈焕铭. 稀有金属快报. 2008(03)
[3]扫描电子显微镜在无机材料分析中的应用[J]. 王蕾,靖丽丽,高春香,张静. 当代化工. 2007(03)
[4]扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用[J]. 朱琳. 吉林化工学院学报. 2007(02)
[5]常规扫描电子显微镜的特点和发展[J]. 干蜀毅. 分析仪器. 2000(01)
[6]多晶薄膜及表面层的XRD分析方法讨论[J]. 陶琨,骆建,徐育敏. 真空科学与技术. 1995(05)
[7]时间分辨激光荧光光谱分析技术研究——Ⅱ.微秒级时间分辨激光荧光光谱测量[J]. 潘利华,董向明,杜继贤,刘莉萍,李华成,陈杭亭. 分析化学. 1989(09)
[8]时间分辨激光荧光光谱分析技术研究 Ⅰ.长寿命荧光寿命测量[J]. 潘利华,刘莉萍,董向明,李华成,杜继贤,张佩环. 分析化学. 1988(09)
本文编号：3324291
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钙钛矿薄膜发光衰减模型简图
痰娜ㄖ卦酱蠛褪倜?匠け砻鞅∧さ姆⒐庑阅芨?谩Ｍ?1.1 钙钛矿薄膜发光衰减模型简图1.2.2 钙钛矿发光二极管的器件物理理论钙钛矿发光二极管的物理过程即电致发光物理过程，其中包括在电场偏置下，载流子的注入、传输、复合和光的射出[33-34]。载流子注入层与载流子传输层以及载流子传输层与发光层之间的势垒被分于界面间的偏压拉斜，电荷通过隧穿的方式以一定的几率进入相邻功能层[33-34]；在有机材料中通过“hopping”的方式或钙钛矿晶体材料中自由传输[33, 35]，直至电子-空穴复合辐射发光，当然，也有部分内部或表面缺陷等引起电子-空穴的无辐射复合[32]。电荷的注入和传输是发光二极管最基本的物理过程，对器件的发光效率、伏安特性、功率损耗等性能起着决定性作用。隧穿模型[33-34]可以解释大部分有机材料中电荷注入过程，如图 1.2[33-34]所示：由于金属电极的费米能级低于有机半导体的最低电子未占有轨道（LUMO）能级，在其界面间产生一个明显的注入势垒。当外加电场拉斜有机半导体的 LUMO 能级时
图 1.2 偏压下电荷注入隧穿模型机半导体的本征载流子浓度很低，电荷迁移率较低，一般只有 10-8–10-23-34]。在外加电场下，从外部注入到有机半导体 LUMO 和 HOMO 中的电在分子间由势能高的分子隧穿到势能低的分子实现跳跃式传输[33-34]。具（如图 1.3[33-34]所示）：激发态分子 HOMO 能级中的电子跃迁到 LUMO激发电子可以跳跃到其它势能较低分子的 LUMO 能级，实现电子跳跃式机小分子半导体中的电荷只能在分子间跳跃，而聚合物半导体中的电荷不分子间跳跃，还能在同一聚合物分子的不同 π 键段之间跳跃[33]。本文报矿发光二极管中的空穴注入层和电子传输层的电荷传输机制也是跳跃式而，注入到钙钛矿晶体薄膜中的电荷在其体内自由传输。
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高聚（3,4-乙撑二氧噻吩）∶聚苯乙烯磺酸电导率的最新研究进展[J]. 吴艳光,羿庄城,葛震,杜飞鹏,张云飞. 材料导报. 2017(07)
[2]ITO透明导电薄膜的研究进展[J]. 成立顺,孙本双,钟景明,何力军,王东新,陈焕铭. 稀有金属快报. 2008(03)
[3]扫描电子显微镜在无机材料分析中的应用[J]. 王蕾,靖丽丽,高春香,张静. 当代化工. 2007(03)
[4]扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用[J]. 朱琳. 吉林化工学院学报. 2007(02)
[5]常规扫描电子显微镜的特点和发展[J]. 干蜀毅. 分析仪器. 2000(01)
[6]多晶薄膜及表面层的XRD分析方法讨论[J]. 陶琨,骆建,徐育敏. 真空科学与技术. 1995(05)
[7]时间分辨激光荧光光谱分析技术研究——Ⅱ.微秒级时间分辨激光荧光光谱测量[J]. 潘利华,董向明,杜继贤,刘莉萍,李华成,陈杭亭. 分析化学. 1989(09)
[8]时间分辨激光荧光光谱分析技术研究 Ⅰ.长寿命荧光寿命测量[J]. 潘利华,刘莉萍,董向明,李华成,杜继贤,张佩环. 分析化学. 1988(09)
本文编号：3324291
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3324291.html
