本發(fā)明屬于半導(dǎo)體發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于MgO-CsPbBr₃結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

近兩年，有機(jī)/無機(jī)雜化鈣鈦礦材料（CH₃NH₃PbX₃，X=Cl/Br/I）在發(fā)光領(lǐng)域的潛在應(yīng)用開始引起人們的廣泛關(guān)注，基于鈣鈦礦薄膜和量子點(diǎn)體系的發(fā)光器件均已被成功制備，覆蓋從藍(lán)光到紅光范圍內(nèi)的可見光波段。但是，基于CH₃NH₃PbX₃材料的發(fā)光器件在穩(wěn)定性上一直不能令人滿意，因此人們開始將目光轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性更優(yōu)的CsPbX₃（X=Cl/Br/I）體系材料，且已可制備出基于CsPbBr₃材料的綠光發(fā)光器件。

然而，目前已報(bào)道的CsPbBr₃器件結(jié)構(gòu)在載流子傳輸與注入方面還存在很多問題，尤其是空穴提供層的選擇方面。一種合適的空穴提供材料既要保證空穴的高效注入，又要有電子阻擋的效果，以上兩點(diǎn)將直接決定CsPbBr₃發(fā)光器件的開啟電壓及其效率。而傳統(tǒng)的空穴提供材料PEDOT:PSS和spiro-OMeTAD由于和CsPbBr₃發(fā)光層間空穴注入勢(shì)壘的存在將會(huì)增大器件的開啟電壓（J. Xing, F. Yan, Y. W. Zhao, S. Chen, H. K. Yu, Q. Zhang, R. G. Zeng, H. V. Demir, X. W. Sun, A. Huan, and Q. H. Yang, ACS Nano 10, 6623（2016）; O. A. J. Quintero, R. S. Sanchez, M. Rincon, and I. M. Sero, J. Phys. Chem. Lett. 6, 1883（2015））。此外，上述兩種有機(jī)聚合物材料的電導(dǎo)率均較低，并不利于空穴載流子的高效注入，而且兩種材料的穩(wěn)定性很差，受環(huán)境中水氧影響極大。

考慮到鈣鈦礦材料具有雙極性電荷傳輸?shù)膬?yōu)異性質(zhì)，如果能夠通過器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)無p型空穴傳輸材料發(fā)光器件的制備，將會(huì)對(duì)該型器件在工藝簡(jiǎn)化、穩(wěn)定性提升以及功耗減小等方面有非常重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于MgO-CsPbBr₃結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件及其制備方法，利用MgO絕緣層在高電場(chǎng)下的碰撞離化過程產(chǎn)生非平衡載流子，從而實(shí)現(xiàn)無p型空穴傳輸材料的鈣鈦礦發(fā)光器件的制備。

本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方式實(shí)現(xiàn)的：一種基于MgO-CsPbBr₃結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件，包括絕緣的襯底，襯底上依次設(shè)有n型的電子提供層、CsPbBr₃發(fā)光層、MgO絕緣層以及接觸電極。

所述襯底為雙面拋光的Al₂O₃襯底，襯底的厚度為300~400微米。

n型的電子提供層為ZnO或TiO₂半導(dǎo)體材料，其厚度為300~450納米。

CsPbBr₃發(fā)光層的厚度為50~100納米。

MgO絕緣層的濺射溫度為200~350℃，厚度為40~50納米，電阻率為10⁸~10¹¹歐姆?厘米。

一種基于MgO-CsPbBr₃結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件的制備方法，是按照下述步驟進(jìn)行的：

（1）清洗襯底；

（2）采用射頻磁控濺射方法在襯底上沉積n型的電子提供層；

（3）在n型的電子提供層上利用低溫溶液法或氣相蒸發(fā)法制備CsPbBr₃發(fā)光層；

（4）采用射頻磁控濺射方法在CsPbBr₃發(fā)光層（3）上沉積MgO絕緣層；

（5）采用熱蒸發(fā)法在MgO絕緣層上制備圓形的接觸電極。

優(yōu)選的，步驟（2）中n型的電子提供層的濺射采用高純氬氣作為工作氣體，高純氧氣作為反應(yīng)氣體，氬氣和氧氣的流量比為3:1。

優(yōu)選的，步驟（3）中CsPbBr₃發(fā)光層是按照一步溶液法制備的：將CsBr與PbBr₂粉末混合溶于二甲基甲酰胺溶液中；用磁力攪拌器在65℃條件下攪拌24小時(shí)得到混合溶液；在惰性氣體保護(hù)下，將混合溶液用旋涂的方式均勻旋涂在n型的電子提供層上，旋涂條件為：低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒，高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒；最后對(duì)旋涂后的樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘。

或者，所述CsPbBr₃發(fā)光層（3）采用兩步溶液法制備：將PbBr₂粉末溶于二甲基甲酰胺中配置濃度為1摩爾每升的溶液，用磁力攪拌器在65℃條件下攪拌5小時(shí)備用；將CsBr粉末溶于異丙醇中配置濃度為15毫克每毫升的溶液備用；在惰性氣體保護(hù)下，將制備好的PbBr₂溶液用旋涂的方式均勻旋涂在n型的電子提供層上制備PbBr₂薄膜，旋涂條件為：低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒，高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒；并對(duì)旋涂后的樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘；待樣品溫度降至室溫后，用移液槍取CsBr溶液滴在樣品表面，并用旋涂的方法按低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒、高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒的參數(shù)進(jìn)行旋涂處理；旋涂結(jié)束后，將樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘。

或者，所述CsPbBr₃發(fā)光層（3）的制備采用氣相蒸發(fā)法完成，具體步驟為：將PbBr₂粉末溶于二甲基甲酰胺中配置濃度為1摩爾每升的溶液，用磁力攪拌器在65℃條件下攪拌5小時(shí)備用；在惰性氣體保護(hù)下，將制備好的PbBr₂溶液用旋涂的方式均勻旋涂在n型的電子提供層（2）上制備PbBr₂薄膜，旋涂條件為：低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒、高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒；并對(duì)旋涂后的樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘；待樣品溫度降至室溫后，將樣品轉(zhuǎn)移至水平管式爐內(nèi)；在陶瓷舟中盛放CsBr粉末，并將陶瓷舟放置在水平管式爐的中央；然后，將旋涂有PbBr₂薄膜的樣品倒扣在陶瓷舟的上方，樣品表面距離CsBr粉末為0.8厘米；在CsBr粉末的蒸發(fā)過程中，高純氬氣的流量為150sccm，蒸發(fā)溫度為180℃，蒸發(fā)時(shí)間為25分鐘；蒸發(fā)完畢后，樣品自然降溫至室溫。

本發(fā)明利用碰撞離化的思想產(chǎn)生非平衡載流子，從而實(shí)現(xiàn)無空穴傳輸層的鈣鈦礦綠光發(fā)光器件的制備。該器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一方面利用MgO絕緣層在高電場(chǎng)下的碰撞離化過程產(chǎn)生載流子，另一方面借助CsPbBr₃/MgO界面處較大的導(dǎo)帶勢(shì)壘形成對(duì)CsPbBr₃層中注入電子的有效限制，從而實(shí)現(xiàn)非平衡電子和空穴載流子在CsPbBr₃層中的高效率輻射復(fù)合，克服了傳統(tǒng)CsPbBr₃發(fā)光器件開啟電壓較大的難題。傳統(tǒng)CsPbBr₃發(fā)光器件的開啟電壓為3~4伏，而本發(fā)明所制備的MgO-CsPbBr₃發(fā)光器件的開啟電壓約2伏。本發(fā)明中所提出的器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為CsPbBr₃發(fā)光器件簡(jiǎn)化工藝、增強(qiáng)穩(wěn)定性以及減小功耗具有非常重要的意義。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所述的鈣鈦礦綠光LED的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例1中CsPbBr₃發(fā)光層的掃描電子顯微鏡照片。

圖3為實(shí)施例2中CsPbBr₃發(fā)光層的掃描電子顯微鏡照片。

圖4為實(shí)施例3中CsPbBr₃發(fā)光層的掃描電子顯微鏡照片。

圖5為實(shí)施例4中CsPbBr₃發(fā)光層的掃描電子顯微鏡照片。

圖6為實(shí)施例1、2、3和4所制備的鈣鈦礦綠光發(fā)光器件的電流-電壓特性曲線。

圖7為實(shí)施例1、2、3和4所制備的鈣鈦礦綠光發(fā)光器件在相同驅(qū)動(dòng)電壓下的電致發(fā)光譜。

圖8為實(shí)施例1、2、3和4所制備的鈣鈦礦綠光發(fā)光器件在不同電壓下的發(fā)光強(qiáng)度比較。

圖9為實(shí)施例1、2、3和4所制備的鈣鈦礦綠光發(fā)光器件的外量子效率。

其中：1. 襯底，2. n型的電子提供層，3. CsPbBr₃發(fā)光層，4. MgO絕緣層，5. 接觸電極。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的基于MgO-CsPbBr₃結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件，包括絕緣的襯底1，襯底1上依次設(shè)有n型的電子提供層2、CsPbBr₃發(fā)光層3、MgO絕緣層4以及接觸電極5。n型的電子提供層2為ZnO或TiO₂半導(dǎo)體材料，其厚度為300~450納米。

所述襯底1為雙面拋光的Al₂O₃襯底，襯底的厚度為300~400微米，優(yōu)選為350微米左右。

所述CsPbBr₃發(fā)光層3的厚度為50~100納米。

所述MgO絕緣層4的濺射溫度為200~350℃，厚度為40~50納米，電阻率為10⁸~10¹¹歐姆?厘米。

本發(fā)明中，基于MgO-CsPbBr₃結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件的制備方法，是按照下述步驟進(jìn)行的：

（1）清洗襯底1；

（2）采用射頻磁控濺射方法在襯底1上沉積n型的電子提供層2；

（3）在n型的電子提供層2上制備CsPbBr₃發(fā)光層3；

（4）采用射頻磁控濺射方法在CsPbBr₃發(fā)光層3上沉積MgO絕緣層4；

（5）采用熱蒸發(fā)法在MgO絕緣層4上制備圓形的接觸電極5。接觸電極優(yōu)選為Au電極。

優(yōu)選的，步驟（2）中n型的電子提供層2的濺射采用高純氬氣作為工作氣體，高純氧氣作為反應(yīng)氣體，氬氣和氧氣的流量比為3:1。

優(yōu)選的，步驟（3）中CsPbBr₃發(fā)光層3的制備是低溫溶液法或氣相蒸發(fā)法。

優(yōu)選的，步驟（3）中CsPbBr₃發(fā)光層3是按照一步溶液法（一步溶液法是低溫溶液法的一種）制備的：

將CsBr與PbBr₂粉末混合溶于二甲基甲酰胺溶液中，用磁力攪拌器在65℃條件下攪拌24小時(shí)得到混合溶液；

在惰性氣體保護(hù)下，將混合溶液用旋涂的方式均勻旋涂在n型的電子提供層2上，旋涂條件為：低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒，高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒(即旋涂分為兩個(gè)階段，第一階段是500每分鐘的速度堅(jiān)持5秒，第二階段是3000轉(zhuǎn)每分鐘堅(jiān)持25秒，本申請(qǐng)下面所述的旋涂與此雷同)；最后對(duì)旋涂后的樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘。

另外，所述CsPbBr₃發(fā)光層3也可以采用兩步溶液法制備（兩步溶液法是低溫溶液法的一種）：

將PbBr₂粉末溶于二甲基甲酰胺中配置濃度為1摩爾每升的溶液，用磁力攪拌器在65℃條件下攪拌5小時(shí)備用；將CsBr粉末溶于異丙醇中配置濃度為15毫克每毫升的溶液備用；

在惰性氣體保護(hù)下，將制備好的PbBr₂溶液用旋涂的方式均勻旋涂在n型的電子提供層2上制備PbBr₂薄膜，旋涂條件為：低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒，高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒；并對(duì)旋涂后的樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘；

待樣品溫度降至室溫后，用移液槍取CsBr溶液滴在樣品表面，并用旋涂的方法按500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒、3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒的參數(shù)進(jìn)行旋涂處理；旋涂結(jié)束后，將樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘。

另外，所述CsPbBr₃發(fā)光層3的制備可以采用氣相蒸發(fā)法完成，具體步驟為：

將PbBr₂粉末溶于二甲基甲酰胺中配置濃度為1摩爾每升的溶液，用磁力攪拌器在65℃條件下攪拌5小時(shí)備用；

在惰性氣體保護(hù)下，將制備好的PbBr₂溶液用旋涂的方式均勻旋涂在n型的電子提供層2上制備PbBr₂薄膜，旋涂條件為：低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒，高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒；并對(duì)旋涂后的樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘；

待樣品溫度降至室溫后，將樣品轉(zhuǎn)移至水平管式爐內(nèi)；在陶瓷舟中盛放CsBr粉末，并將陶瓷舟放置在水平管式爐的中央；然后，將旋涂有PbBr₂薄膜的樣品倒扣在陶瓷舟的上方，樣品表面距離CsBr粉末為0.8厘米；在CsBr粉末的蒸發(fā)過程中，高純氬氣的流量為150sccm，蒸發(fā)溫度為180℃，蒸發(fā)時(shí)間為25分鐘；蒸發(fā)完畢后，樣品自然降溫至室溫。

下面結(jié)合具體實(shí)施方式說明本發(fā)明制備方法和性能。

實(shí)施例1：

（1）清洗絕緣襯底1，所采用的襯底1為雙拋的Al₂O₃片。

采用雙拋的Al₂O₃片作為襯底1，將其進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗步驟為：首先將襯底放在清潔劑（立白牌液體洗滌劑）中浸泡10分鐘，再用自來水沖洗干凈；然后依次用丙酮和乙醇溶液各超聲清洗10分鐘，再循環(huán)一次；之后用去離子水沖洗干凈后，經(jīng)高純氮?dú)獯蹈珊髠溆谩?/p>

（2）制備n型的ZnO電子提供層。

將清洗后的雙拋Al₂O₃襯底1放入磁控濺射腔體內(nèi)，采用射頻電源完成ZnO電子提供層的濺射，具體步驟為：安裝ZnO陶瓷靶材，將靶材與基片間的位置調(diào)整至12厘米；開啟機(jī)械泵，對(duì)濺射腔體抽真空，當(dāng)腔體真空度低于5帕斯卡后，開啟分子泵繼續(xù)抽真空，直至腔體真空度低于1.0×10^-3帕斯卡；向腔體中通入適量的高純氬氣和氧氣，調(diào)節(jié)二者的流量比例至3:1，使得腔體的壓強(qiáng)穩(wěn)定在1.0帕斯卡；開啟射頻源，將其功率設(shè)定為150瓦，并將襯底溫度設(shè)定為400℃，濺射時(shí)間設(shè)定為2小時(shí)。所獲得n型ZnO電子提供層的厚度為370納米，其電子濃度為7.2×10¹⁷cm^-3。

（3）采用一步溶液法制備CsPbBr₃發(fā)光層3。

首先將1.33克的CsBr（Aladdin牌）與2.30克的PbBr₂（Aladdin牌）粉末混合溶于4毫升的二甲基甲酰胺溶液中；接著用磁力攪拌器在65℃條件下攪拌24小時(shí)；然后在惰性氣體保護(hù)的手套箱里，將制備好的混合溶液用旋涂的方式均勻旋涂在n型的ZnO電子提供層上，旋涂條件為：低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒，高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒；最后在手套箱里對(duì)旋涂后的樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘。

圖2為采用一步溶液法制備的CsPbBr₃發(fā)光層3的掃描電子顯微鏡照片。

（4）將旋涂完CsPbBr₃發(fā)光層3的樣品放置于磁控濺射腔體內(nèi)，采用射頻電源完成MgO絕緣層4的濺射。

具體步驟為：安裝MgO陶瓷靶材，將靶材與基片間的位置調(diào)整至10厘米；開啟機(jī)械泵，對(duì)濺射腔體抽真空，當(dāng)腔體真空度低于5帕斯卡后，開啟分子泵繼續(xù)抽真空，直至腔體真空度低于1.0×10^-3帕斯卡；向腔體中通入適量的高純氬氣和氧氣，調(diào)節(jié)二者的流量比例至1:1，使得腔體的壓強(qiáng)穩(wěn)定在1.0帕斯卡；開啟射頻源，將其功率設(shè)定為120瓦，并將襯底溫度設(shè)定為250℃，濺射時(shí)間設(shè)定為0.5小時(shí)。所制備的MgO絕緣層4的厚度為45納米，電阻率為6.2×10⁹歐姆?厘米。

（5）采用熱蒸發(fā)法并結(jié)合掩膜板在MgO絕緣層4的表面沉積半透明的Au接觸電極，Au接觸電極的形狀是直徑為1.5毫米的圓形，其厚度為40納米。

實(shí)施例2：

（1）采用絕緣的雙拋Al₂O₃片作為襯底1。本實(shí)施例中對(duì)雙拋Al₂O₃襯底的清洗方法和實(shí)施例1相同。

（2）在清洗后的雙拋Al₂O₃襯底1上濺射TiO₂電子提供層。

將清洗后的雙拋Al₂O₃襯底1放入磁控濺射腔體內(nèi)，采用射頻電源完成TiO₂電子提供層的濺射，具體步驟為：安裝TiO₂陶瓷靶材，將靶材與基片間的位置調(diào)整至12厘米；開啟機(jī)械泵，對(duì)濺射腔體抽真空，當(dāng)腔體真空度低于5帕斯卡后，開啟分子泵繼續(xù)抽真空，直至腔體真空度低于1.0×10^-3帕斯卡；向腔體中通入適量的高純氬氣和氧氣，調(diào)節(jié)二者的流量比例至3:1，使得腔體的壓強(qiáng)穩(wěn)定在1.0帕斯卡；開啟射頻源，將其功率設(shè)定為150瓦，并將襯底溫度設(shè)定為400℃，濺射時(shí)間設(shè)定為2小時(shí)。所獲得n型TiO₂電子提供層的厚度為350納米，其電子濃度為2.6×10¹⁷cm^-3。

（3）采用一步溶液法制備CsPbBr₃發(fā)光層3。該部分的工藝過程和制備參數(shù)和實(shí)施例1相同。

圖3為采用一步溶液法制備的CsPbBr₃發(fā)光層3的掃描電子顯微鏡照片。

（4）將旋涂完CsPbBr₃發(fā)光層3的樣品放置于磁控濺射腔體內(nèi)，采用射頻電源完成MgO絕緣層4的濺射。本實(shí)施例中獲得MgO絕緣層4的方法和實(shí)施例1相同。

（5）最后，采用熱蒸發(fā)法在MgO絕緣層4的表面沉積透明的Au接觸電極。該部分的工藝過程和制備參數(shù)和實(shí)施例1相同。

本實(shí)例與實(shí)施例1所不同的是，n型的電子提供層2為TiO₂，由于TiO₂和ZnO材料具有不同的能帶特征，當(dāng)二者分別和CsPbBr₃發(fā)光層3接觸時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CsPbBr₃發(fā)光層3不同的電子注入效果。

實(shí)施例3：

本實(shí)例與實(shí)施例1所不同的是，CsPbBr₃發(fā)光層3的制備采用兩步溶液法完成，具體步驟為：首先，將2.30克的PbBr₂（Aladdin牌）粉末溶于二甲基甲酰胺中配置濃度為1摩爾每升的溶液，用磁力攪拌器在65℃條件下攪拌5小時(shí)備用；將1.33克的CsBr（Aladdin牌）粉末溶于異丙醇中配置濃度為15毫克每毫升的溶液備用；在惰性氣體保護(hù)的手套箱里，將制備好的PbBr₂溶液用旋涂的方式均勻旋涂在n型的ZnO電子提供層2上制備PbBr₂薄膜，旋涂條件為：低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒，高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒；并在手套箱里對(duì)旋涂后的樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘；待樣品溫度降至室溫后，用移液槍取300微升的CsBr溶液滴在樣品表面，并用旋涂的方法（低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒，高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒）進(jìn)行旋涂處理；旋涂結(jié)束后，將樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘。

圖4為采用兩步溶液法制備的CsPbBr₃發(fā)光層3的掃描電子顯微鏡照片。其它各層薄膜的制備工藝步驟均同實(shí)施例1。

本實(shí)施例中，CsPbBr₃發(fā)光層3的制備采用兩步溶液法完成，這樣可通過控制每層的旋涂條件對(duì)CsPbBr₃發(fā)光層3的形貌特征進(jìn)行調(diào)控。

實(shí)施例4：

本實(shí)例與實(shí)施例1所不同的是，CsPbBr₃發(fā)光層3的制備采用氣相蒸發(fā)法完成，具體步驟為：首先，將2.30克的PbBr₂（Aladdin牌）粉末溶于二甲基甲酰胺中配置濃度為1摩爾每升的溶液，用磁力攪拌器在65℃條件下攪拌5小時(shí)備用；在惰性氣體保護(hù)的手套箱里，將制備好的PbBr₂溶液用旋涂的方式均勻旋涂在n型的ZnO電子提供層2上制備PbBr₂薄膜，旋涂條件為：低速500轉(zhuǎn)每分鐘/5秒，高速3000轉(zhuǎn)每分鐘/25秒；并在手套箱里對(duì)旋涂后的樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為120℃，時(shí)間為10分鐘；待樣品溫度降至室溫后，將樣品轉(zhuǎn)移至水平管式爐內(nèi)；在陶瓷舟中盛放3.5克CsBr（Aladdin牌）粉末，并將陶瓷舟放置在水平管式爐的中央；然后，將旋涂有PbBr₂薄膜的樣品倒扣在陶瓷舟的上方，樣品表面距離CsBr（Aladdin牌）粉末為0.8厘米；在CsBr（Aladdin牌）粉末的蒸發(fā)過程中，高純氬氣的流量為150sccm，蒸發(fā)溫度為180攝氏度，蒸發(fā)時(shí)間為25分鐘；蒸發(fā)完畢后，樣品自然降溫至室溫。

圖5為采用氣相蒸發(fā)法制備的CsPbBr₃發(fā)光層3的掃描電子顯微鏡照片。其它各層薄膜的制備工藝步驟均同實(shí)施例1。

本實(shí)施例中，CsPbBr₃發(fā)光層3的制備采用氣相蒸發(fā)法完成，這樣可通過控制CsBr層的蒸發(fā)溫度和時(shí)間對(duì)CsPbBr₃發(fā)光層3的結(jié)晶特性進(jìn)行控制。

圖6為實(shí)施例1、2、3、4中所制備器件的電流-電壓特性曲線，四個(gè)器件均表現(xiàn)出明顯的整流特性，開啟電壓約為1.9~2.2伏，該數(shù)值明顯低于傳統(tǒng)CsPbBr₃發(fā)光器件的結(jié)果。

圖7為實(shí)施例1、2、3、4中所制備的器件在相同驅(qū)動(dòng)電壓（5.0伏）下的電致發(fā)光譜，此時(shí)器件中的Au接觸電極連接直流電源的正極，n型的ZnO或TiO₂層連接負(fù)極。從圖7中可以看到，四個(gè)器件均表現(xiàn)出明顯的綠光發(fā)射，發(fā)光峰位于522納米左右。但由于四個(gè)器件結(jié)構(gòu)中各層材料特性存在差異，相同驅(qū)動(dòng)電壓下器件的發(fā)光強(qiáng)度有明顯的不同。

圖8為實(shí)施例1、2、3、4中所制備的器件在不同驅(qū)動(dòng)電壓下的發(fā)光強(qiáng)度對(duì)比，此時(shí)器件中的Au電極連接電源的正極，n型的ZnO或TiO₂層連接負(fù)極。通過對(duì)不同驅(qū)動(dòng)電壓下器件的發(fā)光譜進(jìn)行積分處理，可以發(fā)現(xiàn)四個(gè)器件的發(fā)光強(qiáng)度隨驅(qū)動(dòng)電壓有不同的變化趨勢(shì)。這主要是由于四個(gè)器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及各層材料特性之間存在差異所致。

圖9為實(shí)施例1、2、3、4中所制備器件的外量子效率比較。從圖8中可以看到，實(shí)施例3中所制備的鈣鈦礦綠光發(fā)光器件具有最高的外量子效率1.66%，實(shí)施例2中所制備的鈣鈦礦綠光發(fā)光器件的外量子效率相對(duì)較低（0.36%）。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。