[發明專利]一種量子點光電探測器的制備方法

有效

• 申請號: 201810326767.1
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108550706B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 陳蓉;向勤勇;單斌;曹坤;周彬澤;姜晨晨
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發明屬于光學材料制備領域，并具體公開了一種量子點光電探測器的制備方法，包括如下步驟：S1制備配體氣氛：將有機物配體溶于溶劑中以形成配體溶液，使配體溶液以氣體的形式充滿整個密閉空間，進而制備獲得配體氣氛；S2制備量子點氣體鈍化薄膜：在基底上制備量子點薄膜，并將制備有量子點薄膜的基底放置在步驟S1制備的配體氣氛中，以使配體氣氛中的有機物配體鈍化量子點表面；S3制備量子點光電探測器電極：最后在已鈍化的量子點薄膜表面制備電極以制備獲得量子點光電探測器。本發明能夠大大減少暗電流的產生，且有機配體的鈍化更加均勻，有利于光電探測器的大規模生產，節省有機配體。

技術領域

本發明屬于光學材料制備領域，更具體地，涉及一種量子點光電探測器的制備方法。

背景技術

量子點又可稱為納米晶，是一種由II-VI族或III-V族元素組成的納米顆粒。量子點的粒徑一般介于1～10nm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續的能帶結構變成具有分子特性的分立能級結構，受激后可以發射熒光。量子點的發射光譜可以通過改變量子點的尺寸大小來控制，具有很好的光穩定性、寬的激發譜和窄的發射譜等效應，在太陽能電池、發光器件、光學生物標記等領域具有廣泛的應用前景。

目前，在量子點光電探測器制備領域中，配體交換是量子點光電探測器制備的重要環節，配體交換是將量子點表面的絕緣配體如油酸、油胺等替換為更加利于載流子傳輸的有機配體如EDT等。

例如CN106701060A公開了一種量子點薄膜的鈍化及鈍化方法，具體為將量子點表面的油酸配體全部替換為鹵素配體，其實質是采用溶液法進行配體交換，這種方法在提升了電子傳輸速率的同時也提高了暗電流，對于光電探測器而言不利于提升器件的光/暗電流比，同時溶液法配體交換工藝相對氣相鈍化方法更為復雜，不利于實際的大規模生產；CN106085417A公開了一種水溶性量子點的制備方法，具體為將量子點表面的油溶性配體(油酸，油胺)采用液相法將其替換為親水性配體(多巰基聚合物)，其實質是采用溶液法進行配體交換，其所用的水溶性配體載流子運輸性能差，不利于制備量子點光電探測器，且反應時間較長(10h)，步驟復雜操作難度大，不利于大規模生產；CN105247010A公開了一種無溶劑的量子點交換方法，具體為利用低粘度硅烷聚合物代替溶劑與量子點表面的配體發生配體交換，其實質也是采用溶液法對量子點進行配體交換，該硅烷前驅體只能用于照明領域，不能用于光電領域，其本質只是對量子點進行封裝對器件光電性能并沒有提升，存在制備溫度高，容易破壞量子點問題及缺陷；CN106367060A公開了一種量子點配體交換方法，具體為將油溶性量子點通過加入酯化物進行水解得到水溶性量子點，其實質仍然是采用溶液法進行配體交換，存在反應溫度高，電子傳輸性能差，不適用于光電器件問題及缺陷；CN106206972A公開了一種量子點發光層的制備方法，具體為利用溶液法將短鏈配體替換長鏈配體來提高量子點發光器件的載流子遷移率，其實質還是采用溶液法進行配體交換，存在不利于大批量生產，且對于光電探測器存在暗電流大的問題。

現有的配體交換均采用溶液法進行，采用此方法制備光電探測器工藝要求高，對配體的浪費量多，不利于大規模生產，且對比EDT等暗電流大的配體，在經過配體交換后量子點光電探測器存在光暗電流比低，響應時間慢等缺點。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種量子點光電探測器的制備方法，其通過形成配體氣氛以采用氣相法在量子點光電探測器制備過程中充分鈍化量子點表面，使得制備的量子點光電探測器不會產生較大的暗電流，相比現有的溶液法進行配體交換，能夠大大減少暗電流的產生，且有機配體的鈍化更加均勻，有利于光電探測器的大規模生產，節省有機配體。

為實現上述目的，本發明提出了一種量子點光電探測器的制備方法，包括如下步驟：

S1制備配體氣氛：將有機物配體溶于溶劑中以形成配體溶液，使配體溶液以氣體的形式充滿整個密閉空間，進而制備獲得配體氣氛；