[發(fā)明專利]一種交聯(lián)納米顆粒薄膜及制備方法與薄膜光電子器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710233270.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN108695137B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳崧;錢磊;楊一行;曹蔚然;向超宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TCL科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L33/00;H01L29/786;H01L31/08
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發(fā)明公開一種交聯(lián)納米顆粒薄膜及制備方法與薄膜光電子器件，其中，包括：將納米顆粒分散在溶劑中，并攪拌均勻，得到納米顆粒溶液；通過溶液法將納米顆粒溶液制成納米顆粒薄膜，并通入組合氣體，促使交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生，得到交聯(lián)納米顆粒薄膜。本發(fā)明采用在納米顆粒成膜時(shí)，通入組合氣體，促使顆粒之間相互交聯(lián)，由此增加顆粒之間的電學(xué)耦合，降低載流子傳輸?shù)膭輭荆黾虞d流子遷移率，從而大幅度提升電學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及器件薄膜制備領(lǐng)域，尤其涉及一種交聯(lián)納米顆粒薄膜及制備方法與薄膜光電子器件。

背景技術(shù)

氧化物納米顆粒（或球形氧化物納米晶）具有良好的結(jié)晶程度，這保證了其與體材料（低維材料）相似的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)；另一方面，由于納米顆粒自組裝成膜的效果很好，使低成本的涂布制備工藝可以被應(yīng)用。溶液法制備的光電子器件的過程中，納米顆粒是形成相應(yīng)氧化物薄膜的重要解決方案之一。常見的例子包括氧化鋅（ZnO_x）納米顆粒，氧化鈦（TiO_x）顆粒的薄膜在發(fā)光二極管、薄膜太陽能電池、薄膜晶體管中作為傳輸電子的半導(dǎo)體材料；氧化鎳（NiO_x）在同樣器件中作為傳輸空穴的半導(dǎo)體材料。

盡管如此，納米顆粒之間相互堆積形成的薄膜與體材料薄膜仍然存在區(qū)別，這主要體現(xiàn)在載流子的傳輸特性上。雖然納米顆粒內(nèi)部具有良好的結(jié)晶性，但這樣的結(jié)構(gòu)只局限在納米級(jí)別的范圍內(nèi)，即便在密排的情況下，納米顆粒之間往往是由絕緣的表面配體填充甚至沒有任何物質(zhì)填充。如此，納米顆粒之間存在相當(dāng)高的載流子傳輸勢壘，載流子在納米顆粒薄膜內(nèi)部的傳輸只能遵循跳躍式傳輸?shù)囊?guī)律，這導(dǎo)致材料在薄膜尺度下表現(xiàn)出的載流子遷移率遠(yuǎn)小于相應(yīng)的體材料薄膜。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種交聯(lián)納米顆粒薄膜及制備方法與薄膜光電子器件，旨在解決現(xiàn)有器件薄膜的載流子傳輸勢壘較高，載流子遷移率較低的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種交聯(lián)納米顆粒薄膜的制備方法，其中，包括：

步驟A、將納米顆粒分散在溶劑中，并攪拌均勻，得到納米顆粒溶液；

步驟B、通過溶液法將納米顆粒溶液制成納米顆粒薄膜，并通入組合氣體，促使交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生，得到交聯(lián)納米顆粒薄膜。

所述的交聯(lián)納米顆粒薄膜的制備方法，其中，所述組合氣體包括還原性氣體、氧氣、水汽和二氧化碳。

所述的交聯(lián)納米顆粒薄膜的制備方法，其中，還原性氣體偏壓控制在1~100Pa之間，氧氣偏壓控制在0~2×10⁴Pa之間，水汽偏壓控制在0~2×10³Pa之間，二氧化碳偏壓控制在0~100Pa之間。

所述的交聯(lián)納米顆粒薄膜的制備方法，其中，所述步驟A中，所述納米顆粒溶液的質(zhì)量濃度為1~100mg/ml。

所述的交聯(lián)納米顆粒薄膜的制備方法，其中，所述納米顆粒為氧化物納米顆粒、硫化物納米顆粒、硒化物納米顆粒、氮化物納米顆粒、氟化物納米顆粒中的一種或多種。

所述的交聯(lián)納米顆粒薄膜的制備方法，其中，所述納米顆粒的平均直徑控制在5nm以內(nèi)。

所述的交聯(lián)納米顆粒薄膜的制備方法，其中，所述溶劑為醇類溶劑。

所述的交聯(lián)納米顆粒薄膜的制備方法，其中，所述步驟B具體包括：

步驟B1、首先將納米顆粒溶液置于密閉的環(huán)境中，通過溶液法將納米顆粒溶液制成納米顆粒薄膜；

步驟B2、然后往密閉的環(huán)境中通入組合氣體，促使交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生，得到交聯(lián)納米顆粒薄膜。

所述的交聯(lián)納米顆粒薄膜的制備方法，其中，所述步驟B具體包括：