[發明專利]高熒光效率核殼結構無鎘量子點及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201710557647.8
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107502335B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 鄧正濤;沈煒;向愛雙
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/70;H01L33/06;H01L33/28;H01L33/30;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南通市永通專利事務所(普通合伙) 32100
• 代理人: 葛雷

1.一種核殼結構無鎘量子點的制備方法，其特征是：配置含In的前驅體溶液，在該前驅體液中引入ZnX₂，X為Cl、Br、I中的一種或幾種的混合物，將該前驅液加熱，并實現該體系的惰性環境；將含P的前驅液注入上述含In的前驅液中，反應生成InP的量子點核；然后在反應中，加入ZnS前驅液，直接在InP量子點核外合成第一層ZnS的殼；接下來，再繼續合成第二層和第三層ZnS殼或更多層ZnS殼，形成薄核厚殼的結構；

所述含In前驅液，其溶劑為油酸、油胺或十八烯；

所述含In前驅液，包含鹵化銦無機鹽；

所述含In前驅液，包含鹵化鋅無機鹽；

所述含In前驅液，通過加熱攪拌溶解鹵化銦和鹵化鋅無機鹽，其加熱溫度為120-160℃，攪拌速度為200-600rpm，攪拌時間為0.5-3h；

所述含In前驅液，需要調至惰性環境，方法是對前驅液除氣泡通惰性氣體至少3次；

所述含P前驅液，其溶劑為油酸、油胺或十八烯；

所述鹵化銦無機鹽為三氯化銦、三溴化銦或三碘化銦的水合物的一種或多種，其摩爾濃度為0.005-0.5M；

所述鹵化鋅無機鹽為二氯化鋅、二溴化鋅或二碘化鋅的水合物的一種或多種，其摩爾濃度為0.05-5M；

所述含P前驅液，包含(DMA)₃P、(DEA)₃P或P(SiMe₃)₃，其摩爾濃度為0.5-8M；

生成InP量子點核的反應中，其含P前驅液與含In前驅液的體積比為0.05-1.2；

生成InP量子點核的反應中，是將含In前驅液加熱到反應溫度后，將含P前驅液迅速注入含In前驅液，反應時間為10-30min；反應結束后，所得到InP量子點核的直徑為2-3.5nm；

合成第一層ZnS的殼的反應中，包括分別往上述反應液中加入含硫醇化物和含鋅前驅液，然后將反應加熱至300℃，并在該溫度下繼續反應1-3h；

生成第一層ZnS殼的ZnS前驅液，其溶劑為烯烴有機溶劑，其含鋅鹽包括硬脂酸鋅或醋酸鋅，其鋅的摩爾濃度為0.05-1.0M；

生成第一層ZnS殼的反應結束時，將反應液注入3-6倍反應液總體積的甲苯或苯乙烯，然后離心分離；在上層清液中，加入1.5-3.5倍的乙醇或丙醇，進一步沉降量子點；收集得到量子點固體；此時，所得到量子點的直徑為3.5-5.5nm；

生成第二層ZnS殼的反應時，將生成第一層ZnS殼的InP量子點固體分散到油胺或十八烯中，形成反應母液，其中有效成分In的摩爾濃度為0.005-0.5M；

生成第二層ZnS殼的反應，其母液需要攪拌混合，加熱至150℃，脫泡0.5-3h；

生成第二層ZnS殼的反應，包括分別往上述母液中加入含硫醇化物和含鋅前驅液，然后將反應加熱至300℃，并在該溫度下繼續反應0.2-1h；

生成第二層ZnS殼的含鋅前驅液，其溶劑為烯烴有機溶劑，其含鋅鹽為硬脂酸鋅或醋酸鋅，其鋅的摩爾濃度為0.05-1.0M；

生成第二層ZnS殼的反應，反應結束后，將反應液注入3-6倍反應液總體積的甲苯或苯乙烯中，然后離心分離；在上層清液中，加入1.5-3.5倍的乙醇或丙醇，進一步沉降量子點；收集得到量子點固體；此時，所得到量子點直徑為5.5-7.5nm；

生成第三層ZnS殼的反應時，將生成第二層ZnS殼的InP量子點固體分散到十八烯或油胺中，形成第二反應母液，其中有效成分In的摩爾濃度為0.005-0.5M；

生成第三層ZnS殼的反應時，其第二反應母液需要攪拌混合，加熱至150℃，脫泡0.5-3h；

生成第三層ZnS殼的反應時，分別往第三反應母液中加入含硫醇化物和含鋅前驅液，然后將反應加熱至300℃，并在該溫度下繼續反應0.2-1h；

生成第三層ZnS殼的含鋅前驅液，其溶劑為烯烴液態有機溶劑，其含鋅鹽為硬脂酸鋅或醋酸鋅；

生成第三層ZnS殼的反應結束時，將反應液注入3-6倍反應液總體積的甲苯或苯乙烯中，然后離心分離；在上層清液中，加入1.5-3.5倍的乙醇或丙醇，進一步沉降量子點；生成第三層ZnS殼后所得到量子點直徑為7.5-10nm。

2.一種權利要求1所述的核殼結構無鎘量子點在制備藍光發光二極管中的應用，其特征是：

首先，將正極材料ITO導電玻璃基板依次在裝有洗滌劑、蒸餾水、丙酮、丙醇的超聲池中清洗；清洗完后，放入UV臭氧處理儀15min，將其表面改性為親水性；然后，將ZnMgO納米顆粒的乙醇溶液旋轉涂覆在玻璃基板的導電面，并在250℃熟化30min；接下來，將玻璃基板轉移到充滿惰性氣體的手套箱，并將分散在溶劑里的InP/ZnS/ ZnS/ ZnS核殼結構的量子點液旋轉涂覆在氧化物納米顆粒表面；最后，采用熱蒸發的方法依次沉積80nm的4,4'-二(9-咔唑)聯苯層、10nm的MoO₃層以及100nm的鋁電極層。