全溶液加工多层白光有机发光二极管及其性能研究

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与热沉积加工相比,溶液加工展现出工艺简单,低成本投入,材料利用率高,可柔性及大面积制备等诸多特点,在OLED产业化应用方面前景可观。与蒸镀OLED不同,溶液法制备易受到加工材料、溶剂及加工环境等因素的影响,导致器件制备受阻或性能不佳。与此同时,在有机材料(半峰宽大于40nm)为代表的电致发光器件得到了大力的发展情况下,伴随着也推动了加工材料的发展,其中拥有高色纯度(半峰宽小于20nm)、低成本的钙钛矿材料已成为广大科研人员研究的课题。本论文以溶液加工制备电致发光器件为研究主题,以溶液加工中普遍存在的问题和制备钙钛矿材料的发光层开展工作,制备红、绿、蓝电致发光器件,并通过三基色发光实现白光发射。(1)通过ZnO阴极界面层的修饰和PEDOT:PSS阳极界面层的制备,我们探究了上层薄膜加工溶剂对下层薄膜的溶解性问题,以及改善PEDOT:PSS水溶液极性旋涂成膜的问题;在发光层的制备上,采用主客体掺杂体系并保证能级匹配的同时,充分利用PVK聚合物主体材料可将小分子主体材料(TCTA、26DCzppy)粘合起来的特点,保证发光层薄膜的成膜性,并成功制备了红光、蓝光电致发光器件。(2)使用钙钛矿甲脒铅溴材料进行钙钛矿绿光电致发光器件的制备和研究,通过对比正置、倒置器件结构下不同摩尔比制备的发光层薄膜的光物理性质及器件性能,确定了最佳器件结构和摩尔比;再在此基础上,调控前驱体溶液浓度制备了质量较高的发光层薄膜,同时,还对比验证该薄膜具有较高的热稳定性;制备的器件最大电流效率为6.24 cd/A,最大功率效率为7.53 lm/W,最大外量子效率为1.66%;最后又利用溶剂工程的方法得到了致密均匀的高质量钙钛矿发光层薄膜,并制备了相应的器件,最大电流效率为13.39 cd/A,最大功率效率为19.11 lm/W,最大外量子效率为3.51%。至此,成功制备出了基于FAPbBr3发光层薄膜的高效绿光电致发光器件。
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