本發明屬于鈣鈦礦發光二極管，具體涉及一種制備以量子點作為添加劑輔助生長鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法。

背景技術：

1、鈣鈦礦發光二極管(peleds)作為新興的發光技術，近年來在光電子領域引起了廣泛關注。鈣鈦礦材料因其優異的光電性能，如高光吸收系數、可調帶隙和高載流子遷移率，被認為是替代傳統有機發光二極管(oleds)的潛力材料。peleds具有較高的光轉換效率和較低的生產成本，且能在室溫下實現高亮度、寬色域的發光，因而在顯示技術、照明及其他光電應用中展現出廣泛的應用前景。

2、鈣鈦礦薄膜質量在鈣鈦礦發光二極管(peleds)中的重要性不言而喻，它直接影響到器件的光電性能、穩定性和效率。鈣鈦礦材料因其優異的光電特性，如高光吸收系數、良好的載流子遷移率和可調的帶隙，在發光二極管領域中具有廣泛的應用前景。然而，要實現高效的鈣鈦礦發光二極管，首先需要獲得高質量的鈣鈦礦薄膜。

3、高質量的鈣鈦礦薄膜通常具有均勻的厚度、較低的缺陷密度和良好的晶體結構。1.鈣鈦礦薄膜的晶粒大小與光電性能密切相關，減小晶粒尺寸有助于減少載流子復合，提高電流效率和光輸出。2.缺陷，如晶界、空穴或電子陷阱，往往會導致載流子復合和能量損失，從而降低器件的亮度和效率。3.薄膜的表面質量也是影響peled性能的關鍵因素，表面缺陷或不均勻性會導致電子和空穴的快速復合，從而降低發光效率。因此，優化薄膜的制備工藝，如溶液處理、退火、加入添加劑等，可以有效改善薄膜質量，提升鈣鈦礦發光二極管的整體性能。

4、總之，鈣鈦礦薄膜質量的優化是提高鈣鈦礦發光二極管效率、穩定性和使用壽命的關鍵。

技術實現思路

1、基于鈣鈦礦薄膜質量對于鈣鈦礦發光器件的重要性，有必要尋找一種可以在各個方面輔助鈣鈦礦結晶生長，減少缺陷，優化薄膜質量。本發明提供一種制備以量子點作為添加劑輔助生長鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法。

2、為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

3、本發明公開了一種制備以量子點作為添加劑輔助生長鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法，包括以下步驟：

4、s1：配制鈣鈦礦前驅體溶液a

5、在氮氣手套箱內將碘化銫、碘化鉛、苯乙胺碘鹽和1-萘甲基碘化銨以摩爾比為x：x：x：y溶于極性有機溶劑，然后同樣是在氮氣手套箱內40℃下攪拌至少2h，得到鈣鈦礦前驅體溶液a；

6、s2：配制鈣鈦礦量子點添加劑溶液

7、在三頸圓底燒瓶中裝入一定量的1-十八碳烯，在氮氣手套箱內將碘化鉛、溴化鉛、苯甲基溴化胺和苯甲基碘化胺以摩爾比為x：y：y：z混合，之后將混合物快速轉移到上述三頸圓底燒瓶中與1-十八碳烯中混合，然后將三頸圓底燒瓶抽真空，隨后將三頸圓底燒瓶油浴加熱20min。然后，將一定量油酸在一定溫度a1下在氮氣流下注入三頸圓底燒瓶中，注入后繼續將三頸圓底燒瓶抽真空，隨后將三頸圓底燒瓶油浴加熱20min；隨后，將一定量預熱的油酸銫迅速注入三頸圓底燒瓶中，然后將三頸圓底燒瓶浸入冷水浴中并冷卻至室溫。之后將三頸圓底燒瓶中的混合物溶液離心，離心后收集上層溶液，得到鈣鈦礦量子點添加劑溶液。

8、s3：配制鈣鈦礦前驅體溶液b

9、將一定量的鈣鈦礦量子點添加劑溶液加入到鈣鈦礦前驅體溶液a中，充分攪拌后得到鈣鈦礦前驅體溶液b。

10、s4：將鈣鈦礦前驅體溶液b在氮氣手套箱中以一定的轉速和時間旋轉涂覆在玻璃基底上，之后退火處理，得到有量子點摻雜的鈣鈦礦薄膜。

11、進一步地，s1中極性有機溶劑為dmso或dmf中的一種。

12、進一步地，s1中0.7≤x≤1，1.4≤y≤2。

13、進一步地，s1中碘化銫、碘化鉛和苯乙胺碘鹽均為0.05m，1-萘甲基碘化銨為0.1m。

14、進一步地，s2中0.8≤x≤1.2，0.4≤y≤0.6，0.7≤z≤0.9。

15、進一步地，s2中碘化鉛為0.5m，溴化鉛和苯甲基溴化胺均為0.25m，苯甲基碘化胺為0.42m。

16、進一步地，s2中溫度a1為100℃～120℃。

17、進一步地，s4中旋涂轉速為2000-4000rpm，旋涂時間為40s～100s；退火溫度為60-100℃，退火時間為5min～8min。

18、進一步地，鈣鈦礦前驅體溶液b中所述量子點添加劑溶液在鈣鈦礦前驅體溶液b中的濃度占比為2vol％～10vol％。

19、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

20、本發明公開了一種制備以量子點作為添加劑輔助生長鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法，所述量子點作為添加劑優化鈣鈦礦薄膜質量的方法具有多種顯著優勢，有望成為一種廣泛應用的技術。

21、1.量子點做為添加劑引入可以有效調節鈣鈦礦薄膜的晶體生長過程。量子點的尺寸和表面特性可以與鈣鈦礦晶體的成核和生長過程發生相互作用，從而促進鈣鈦礦薄膜的均勻成核和晶體生長。這有助于減少缺陷，優化薄膜的晶體質量，形成較小的晶粒，從而提高光電性能。

22、2.量子點本身具有優異的電子和空穴傳輸性能，能夠在鈣鈦礦薄膜中充當載流子傳輸通道。量子點可以幫助提高鈣鈦礦材料中載流子的遷移率，減少載流子復合現象，進而提升發光效率。

23、3.量子點可以在鈣鈦礦薄膜的界面上形成穩定的界面結構，改善電荷注入和傳輸過程。通過量子點添加劑的表面修飾，可以有效降低界面缺陷，從而減少非輻射復合，提升光電轉換效率。

24、4.量子點具有優異的光學性質，包括強烈的吸收和熒光發射特性。當量子點與鈣鈦礦材料混合時，能夠調節薄膜的光吸收和發光特性，尤其是在提高光譜寬度和發光強度方面具有顯著效果。

25、5.該方法中量子點作為添加劑加入到鈣鈦礦前驅體溶液中能夠對鈣鈦礦晶體生長進行調控，減少載流子復合、改善載流子傳輸性能，降低界面缺陷、穩定鈣鈦礦薄膜的界面結構。總之，量子點作為添加劑可以在鈣鈦礦多晶薄膜的生長過程中起到多方面的優化作用，從而增強鈣鈦礦發光二極管的效率和穩定性。

26、6.鈣鈦礦發光薄膜的發光顏色可根據鈣鈦礦前驅液中的鹵素元素來調整，基于不同i-、br-、cl-鹵素離子的比例，可實現紅(620-650nm)、綠(510-570nm)、藍(450-490)等不同波段的發光。本發明以制備紅光鈣鈦礦發光薄膜為例，描述紅光量子點作為添加劑輔助生長紅光鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法。

技術特征：

1.一種制備以量子點作為添加劑輔助生長鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的一種制備以量子點作為添加劑輔助生長鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法，其特征在于，步驟s1具體為：

3.如權利要求1所述的一種制備以量子點作為添加劑輔助生長鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法，其特征在于，步驟s2具體為：

4.如權利要求1所述的一種制備以量子點作為添加劑輔助生長鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法，其特征在于，步驟s3具體為：

技術總結
本發明公開了一種制備以量子點作為添加劑輔助生長鈣鈦礦多晶發光薄膜的方法，將量子點作為添加劑，以一定的比例加入鈣鈦礦前驅液，在旋涂過程中輔助鈣鈦礦晶體生長。量子點的引入能夠調控鈣鈦礦多晶薄膜的晶粒生長過程，促進晶粒的均勻生長和減小晶粒尺寸，形成更加致密、平整的薄膜結構，有利于提高薄膜的結晶質量和光電性能。比如通過調節量子點的添加量和反應條件，可以控制鈣鈦礦晶粒的生長速率和尺寸分布，改善薄膜的微觀結構，同時量子點可以與鈣鈦礦多晶薄膜中的缺陷位點相互作用，有效鈍化表面缺陷，減少非輻射復合中心，從而提高薄膜的發光效率和穩定性。量子點的引入還可以改善鈣鈦礦多晶薄膜與其他功能層之間的界面接觸，降低界面能壘。

技術研發人員：紀永強,周俞帆,何小波,孫超偉
受保護的技術使用者：河南省科學院物理研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28