应用于钙钛矿光电子器件的透明复合电极
发布时间：2021-11-16 15:36
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...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现代显示设备展示
第一章绪论3件的需求[11]。图1.2钙钛矿晶体结构[7]独特的晶体结构赋予了钙钛矿材料相比于有机发光材料更突出的优点，它是直接帶隙半导体，具有着载流子迁移率很高，载流子扩散长度长，发光色纯度高，这些都是有机发光材料无法比拟的优良特性，而且它兼具着有机材料透明、可柔性的特点，再加上制备钙钛矿所需原材料目前资源极其丰富，制作成本低廉，具有着诱人的前景，成为了当下学术研究中进展最为迅猛的显示技术之一[12-14]。目前，仅在光电领域方面，钙钛矿类材料就已经在钙钛矿太阳能电池、钙钛矿发光二极管以及钙钛矿光电探测器[15-17]等领域有着广泛的研究，并取得了惊人的突破[18,19]。1.2.1钙钛矿LED的器件结构钙钛矿LED是指以钙钛矿材料作为发光层的多层堆叠的电致发光器件，它具有着和OLED类似的结构和工作原理，也就是经典的“三明治”器件结构，在钙钛矿发光层的两侧分别分布着透明电极和载流子传输层，也就是说，一个简单的结构可以表述为：衬底/底电极/空穴传输层/钙钛矿层/电子传输层/顶电极。底电极和顶电极是否为透明电极，决定了钙钛矿LED发光的出光方向，通过改变器件内部传输层的堆叠顺序和材料种类，可以据此将钙钛矿LED分为底发射器件和
第一章绪论4顶发射器件，如图1.3所示[20]。除去这些常见的功能层，现在的钙钛矿LED中还会在电极和传输层之间引入空穴注入层和电子注入层，载流子传输层的存在保证了载流子在钙钛矿发光层内达到平衡，提高了载流子利用效率[21]，而空穴注入层和电子注入层一方面同传输层功能一样，辅助平衡载流子数量，另一方面，通过能级势垒，将激子限制在了钙钛矿发光层中间，使得器件效率得到了有效的提升[22]。图1.3钙钛矿LED器件结构示意图[20]1.2.2钙钛矿LED的工作原理钙钛矿电致载流子注入发光器件的工作原理为：在发光器件两侧电极施加外电压的情况下，阴极侧电子从阴极克服势垒注入电子传输层，并在电场的作用下进一步向钙钛矿层移动，同样阳极侧的空穴通过电场做功进入空穴传输层并进一步漂移进入钙钛矿发光层，与电子相遇。在库伦力的作用下，电子和空穴配对形成不稳定的激子状态并继续移动，随后激子会回到基态，电子空穴对复合，并将能量释放出去。这些释放的能量中，若是以辐射的方式将能量以逸出光子的形式释放，则称之为辐射复合，而没有以光的方式释放的能量，则称为非辐射复合，具体示意图参见图1.4[23]。作为发光器件，人们的目标就是提高辐射复合的占比，使能量最高效率的转化为光能。
本文编号：3499157
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现代显示设备展示
第一章绪论3件的需求[11]。图1.2钙钛矿晶体结构[7]独特的晶体结构赋予了钙钛矿材料相比于有机发光材料更突出的优点，它是直接帶隙半导体，具有着载流子迁移率很高，载流子扩散长度长，发光色纯度高，这些都是有机发光材料无法比拟的优良特性，而且它兼具着有机材料透明、可柔性的特点，再加上制备钙钛矿所需原材料目前资源极其丰富，制作成本低廉，具有着诱人的前景，成为了当下学术研究中进展最为迅猛的显示技术之一[12-14]。目前，仅在光电领域方面，钙钛矿类材料就已经在钙钛矿太阳能电池、钙钛矿发光二极管以及钙钛矿光电探测器[15-17]等领域有着广泛的研究，并取得了惊人的突破[18,19]。1.2.1钙钛矿LED的器件结构钙钛矿LED是指以钙钛矿材料作为发光层的多层堆叠的电致发光器件，它具有着和OLED类似的结构和工作原理，也就是经典的“三明治”器件结构，在钙钛矿发光层的两侧分别分布着透明电极和载流子传输层，也就是说，一个简单的结构可以表述为：衬底/底电极/空穴传输层/钙钛矿层/电子传输层/顶电极。底电极和顶电极是否为透明电极，决定了钙钛矿LED发光的出光方向，通过改变器件内部传输层的堆叠顺序和材料种类，可以据此将钙钛矿LED分为底发射器件和
第一章绪论4顶发射器件，如图1.3所示[20]。除去这些常见的功能层，现在的钙钛矿LED中还会在电极和传输层之间引入空穴注入层和电子注入层，载流子传输层的存在保证了载流子在钙钛矿发光层内达到平衡，提高了载流子利用效率[21]，而空穴注入层和电子注入层一方面同传输层功能一样，辅助平衡载流子数量，另一方面，通过能级势垒，将激子限制在了钙钛矿发光层中间，使得器件效率得到了有效的提升[22]。图1.3钙钛矿LED器件结构示意图[20]1.2.2钙钛矿LED的工作原理钙钛矿电致载流子注入发光器件的工作原理为：在发光器件两侧电极施加外电压的情况下，阴极侧电子从阴极克服势垒注入电子传输层，并在电场的作用下进一步向钙钛矿层移动，同样阳极侧的空穴通过电场做功进入空穴传输层并进一步漂移进入钙钛矿发光层，与电子相遇。在库伦力的作用下，电子和空穴配对形成不稳定的激子状态并继续移动，随后激子会回到基态，电子空穴对复合，并将能量释放出去。这些释放的能量中，若是以辐射的方式将能量以逸出光子的形式释放，则称之为辐射复合，而没有以光的方式释放的能量，则称为非辐射复合，具体示意图参见图1.4[23]。作为发光器件，人们的目标就是提高辐射复合的占比，使能量最高效率的转化为光能。
本文编号：3499157
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