[發(fā)明專利]一種量子點(diǎn)分散液、其制備方法及包含其的光電探測(cè)器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711318198.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN108091763A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王愷;鐘佳霖;唐浩東;孫小衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明涉及一種量子點(diǎn)分散液的制備方法，所述方法包括如下步驟：(I)將配體為油酸離子的量子點(diǎn)分散在第一溶劑中，得到第一分散液；(II)將甲基碘化胺分散在第二溶劑中，得到第二分散液；所述第二溶劑為第一溶劑和極性溶劑的混合溶劑；(III)將第二分散液滴加至第一分散液中，滴加完畢后得到置換溶液，靜置進(jìn)行配體置換，分離固體顆粒，將其分散在第三溶劑中，得到量子點(diǎn)的分散液。本發(fā)明提供的量子點(diǎn)分散液的制備方法能夠避免團(tuán)聚，獲得碘配體且未團(tuán)聚的量子點(diǎn)，室溫下完成，成本較低；制備得到的光電探測(cè)器的敏感性高，制備方法簡(jiǎn)單易操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于量子點(diǎn)的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種量子點(diǎn)分散液、其制備方法及包含其的光電探測(cè)器。

背景技術(shù)

光和半導(dǎo)體之間的相互作用使我們能夠了解一些現(xiàn)象的機(jī)制，并將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為我們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂玫墓怆娤到y(tǒng)的基礎(chǔ)。大多數(shù)光電系統(tǒng)需要光電檢測(cè)器來檢測(cè)光。光電檢測(cè)器將光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過一系列專門設(shè)計(jì)的集成電路分析信號(hào)，以確定光線的亮度或顏色。

我們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂玫墓怆娞綔y(cè)器通常由硅(Si)，磷化鎵/碳化硅(GaP/SiC)和砷化銦鎵/鍺(InGaAs/Ge)來檢測(cè)光在紫外線(UV)，可見光和近紅外(IR)光譜。對(duì)于遠(yuǎn)紅外區(qū)域，通常選擇硫化鉛(PbS)，銻化銦(InTe)，砷化銦(InAs)或碲化汞鎘(HgCdTe)。

為了達(dá)到更廣泛的檢測(cè)范圍，制造了一些具有多層結(jié)構(gòu)的檢測(cè)器，例如：IR透射Si基光電二極管放置在PbS IR檢測(cè)光電檢測(cè)器上。這種結(jié)構(gòu)肯定會(huì)增加成本，使制造難以完成。另外，這種結(jié)構(gòu)無法搭到靈活的平臺(tái)。在過去十年中，PbS半導(dǎo)體納米晶體(QD)在大量材料研究中表現(xiàn)最好。通常稱為量子點(diǎn)的PbS QD顯示了制造這種多光譜光電探測(cè)器的潛力。在基于PbS QD的光電器件如LED和光伏方面取得的巨大進(jìn)步。

而量子點(diǎn)一般合成之后會(huì)攜帶有機(jī)配體，以保證材料的穩(wěn)定性，并且這一點(diǎn)在LED中可以防止空穴電子的復(fù)合，有利于發(fā)光。但是對(duì)于光電探測(cè)器來說，會(huì)影響它的導(dǎo)電性能，不利于空穴電子的傳輸。而將有機(jī)配體換為無機(jī)配體是一種可行性高，普遍被認(rèn)可的方法，尤其是鹵素配體。

但是，由于鹵素配體，如碘配體在溶液中的表面活性很高，在溶液中直接進(jìn)行鹵素配體置換容易影響其穩(wěn)定性，引起量子點(diǎn)的團(tuán)聚。因此，如何開發(fā)一種能夠在溶液中置換有機(jī)配體為碘配體的方法是本領(lǐng)域需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種量子點(diǎn)分散液的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(I)將配體為油酸離子的量子點(diǎn)分散在第一溶劑中，得到第一分散液；

(II)將甲基碘化胺分散在第二溶劑中，得到第二分散液；所述第二溶劑為第一溶劑和極性溶劑的混合溶劑；

(III)將第二分散液滴加至第一分散液中，滴加完畢后得到置換溶液，靜置進(jìn)行配體置換，分離固體顆粒，將其分散在第三溶劑中，得到量子點(diǎn)的分散液。

本發(fā)明在配體置換過程中，第一溶劑可以分散量子點(diǎn)，極性溶劑能夠分散甲基碘化胺提供電荷環(huán)境，在第二分散液滴加至第一分散液之后，碘離子置換油酸離子，被置換下來的油酸離子和甲胺離子結(jié)合，在溶液中起到空間位阻的作用，能夠有效防止置換后的碘配體量子點(diǎn)團(tuán)聚。

本發(fā)明對(duì)量子點(diǎn)的種類不做具體限定，優(yōu)選所述量子點(diǎn)包括硫化鉛量子點(diǎn)、硒化鉛量子點(diǎn)中的任意1種或至少2種的組合。

優(yōu)選地，所述第一溶劑為非極性溶劑。

優(yōu)選地，所述第二溶劑中，第一溶劑和極性溶劑按體積比1.8:1～2.2:1(例如1.9:1、2.0:1、2.1:1等)混合的混合溶液。