南京信息工程大學高正浩獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京信息工程大學申請的專利一種銅基鹵化物發光二極管及制備方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120322136B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510791791.2,技術領域涉及:H10K71/12;該發明授權一種銅基鹵化物發光二極管及制備方法是由高正浩;沈潤杰;臧子淼;潘江涌;單逸飛;陳名湛;潘滕煒;丁文浩設計研發完成,并于2025-06-13向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種銅基鹵化物發光二極管及制備方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種銅基鹵化物發光二極管及制備方法,所述方法包括:步驟1,制備堿金屬硫氰酸鹽溶液;步驟2,制備改性的空穴注入層溶液;步驟3,制備結晶輔助劑;步驟4,制備銅基鹵化物前驅體溶液;步驟5,混合結晶輔助劑和銅基鹵化物前驅體溶液;步驟6,制備銅基鹵化物發光二極管器件。本發明可以顯著提高發光二極管器件空穴注入能力,促進電荷平衡,大幅提升器件亮度和外量子效率;硫氰酸根和Cu離子相互作用,提高銅基鹵化物結晶質量,從而提高薄膜均勻性;同時硫氰酸根可以提高銅基鹵化物中鹵素空位的形成能,從而鈍化鹵素空位缺陷,抑制鹵素離子的遷移。
本發明授權一種銅基鹵化物發光二極管及制備方法在權利要求書中公布了:1.一種銅基鹵化物發光二極管的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,制備堿金屬硫氰酸鹽溶液; 步驟2,制備改性的空穴注入層溶液; 步驟3,制備結晶輔助劑; 步驟4,制備銅基鹵化物CsxCu2Ix+2前驅體溶液; 步驟5,混合結晶輔助劑和銅基鹵化物前驅體溶液; 步驟6,制備銅基鹵化物發光二極管器件; 步驟1包括:將堿金屬硫氰酸鹽固體溶解于去離子水中,并使用攪拌器攪拌,攪拌器轉速為100~1000轉分鐘,攪拌時間為5~120分鐘,得到堿金屬硫氰酸溶液,所述堿金屬硫氰酸鹽為硫氰酸鋰、硫氰酸鉀、硫氰酸鈉、硫氰酸銫中的任意一種; 步驟1中,所述堿金屬硫氰酸溶液的濃度為1~220mgmL; 步驟2包括:將堿金屬硫氰酸鹽溶液與聚3,4-亞乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸PEDOT:PSS溶液混合,并使用攪拌器攪拌,攪拌器轉速為100~1000轉分鐘,攪拌時間為15~280分鐘,得到改性的空穴注入層溶液; 步驟2中,所述聚3,4-亞乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸PEDOT:PSS溶液濃度為1.1~1.6wt.%,通過去離子水稀釋,堿金屬硫氰酸溶液與聚3,4-亞乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸PEDOT:PSS溶液的體積比為1:X1,其中參數X1取值為2~5; 步驟3包括:制備聚乙烯吡咯烷酮PVP溶液或聚偏二氟乙烯PVDF溶液作為結晶輔助劑; 所述聚乙烯吡咯烷酮PVP溶液為聚乙烯吡咯烷酮PVP固體以濃度1~80mgmL溶解于二甲基亞砜,并使用攪拌器以轉速為100~1000轉分鐘,攪拌時間為10~60分鐘,攪拌得到; 所述聚偏二氟乙烯PVDF溶液為聚偏二氟乙烯PVDF固體以濃度1~80mgmL溶解于二甲基亞砜,并使用攪拌器以轉速為100~1000轉分鐘,攪拌時間為10~60分鐘,攪拌得到; 步驟4包括:將碘化銫CsI和碘化亞銅CuI以摩爾比x:2,以0.1~0.6M的濃度溶解于N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、甲基乙基酮、二甲基乙酰胺有機溶劑中的一種,并使用攪拌器攪拌,攪拌器轉速為200~600轉分鐘,在50~70℃條件下攪拌3~10分鐘,然后在20~30℃溫度下攪拌5~18小時,得到銅基鹵化物CsxCu2Ix+2前驅體溶液;其中參數x為1或3; 步驟5包括:將結晶輔助劑和銅基鹵化物CsxCu2Ix+2前驅體溶液以體積比1:X2混合,并使用攪拌器攪拌,攪拌器轉速為200~600轉分鐘,在20~30℃條件下攪拌3~8小時,得到結晶輔助處理后的銅基鹵化物前驅體溶液;參數X2取值為10~20; 步驟6包含如下步驟: 步驟6~1,超聲清洗ITO導電玻璃:使用無塵布將ITO導電玻璃擦凈后,依次將ITO導電玻璃浸泡于洗潔精、去離子水、丙酮、異丙醇中并超聲清洗10~40分鐘; 步驟6~2,紫外臭氧處理ITO導電玻璃:將清洗后的ITO導電玻璃吹干,然后置于密閉、不透光環境中并使用短波紫外光照射;短波紫外光同時發射180~187nm和248~257nm的兩種波長的紫外光; 步驟6-3,旋涂空穴注入層:將100~400uL的經步驟2制備得到的改性的空穴注入層溶液經濾頭過濾后,以轉速為3000~9000轉分鐘,時間為10~60秒,旋涂于ITO導電玻璃表面,然后在110~145℃條件下退火10~30分鐘,隨后冷卻至室溫,得到空穴注入層; 步驟6-4,旋涂銅基鹵化物發光層:將100~300uL的經步驟5制備得到的結晶輔助處理后的銅基鹵化物前驅體溶液經濾頭過濾后,以第一轉速為50~200轉分鐘,時間為5~12秒,第二轉速為1000~6000轉分鐘,時間為10~60秒,旋涂于空穴注入層表面,然后在50~140℃條件下退火8~40分鐘,隨后冷卻至室溫,得到銅基鹵化物發光層; 步驟6-5,蒸鍍電子傳輸層:在壓強小于9×10-4Pa的高真空條件下,在銅基鹵化物發光層表面以的生長速率蒸鍍電子傳輸層; 步驟6-6,蒸鍍電極修飾層:在壓強小于9×10-4Pa的高真空條件下,在電子傳輸層表面以的生長速率蒸鍍電極修飾層; 步驟6-7,蒸鍍金屬電極:在壓強小于9×10-4Pa的高真空條件下,在電極修飾層表面以的生長速率蒸鍍金屬電極; 最終,從下至上組合ITO導電玻璃1、空穴注入層2、銅基鹵化物發光層3、電子傳輸層4、電極修飾層5和金屬電極6,組成銅基鹵化物發光二極管器件;其中空穴注入層2、銅基鹵化物發光層3、電子傳輸層4、電極修飾層5組成發光單元; 所述ITO導電玻璃的厚度為40~180nm,空穴注入層的厚度為10~100nm,銅基鹵化物發光層的厚度為30~200nm,電子傳輸層的厚度為10~100nm,電極修飾層的厚度為0.1~20nm,金屬電極的厚度為40~130nm; 所述電子傳輸層采用的材料為1,3,5-三1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基苯TPBi、3,3'-[5'-[3-3-吡啶基苯基][1,1':3',1”-三聯苯]-3,3”-二基]二吡啶TmPyPB中的一種; 所述電極修飾層采用的材料為氟化鋰LiF、8-羥基喹啉-鋰Liq中的一種; 所述金屬電極采用的材料為鋁Al、銀Ag、金Au、鋅Zn中的一種。
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