[發明專利]一種雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜及其制備方法與量子點發光二極管

在審

• 申請號: 201911398455.2
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN113120951A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 郭煜林;吳龍佳;張天朔;李俊杰
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: C01G9/08
• 分類號: C01G9/08;H01L51/56;H01L51/50
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文

本發明公開了一種雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜及其制備方法與量子點發光二極管，其中，所述制備方法包括步驟：將鋅鹽、銦鹽以及銀鹽分散在有機溶劑中，得到金屬鹽溶液；將所述金屬鹽溶液與硫源混合，反應得到銦、銀摻雜的硫化鋅納米顆粒溶液；將所述銦、銀摻雜的硫化鋅納米顆粒溶液制備成膜，制得雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜。本發明通過引入少量In、Ag元素在ZnS納米顆粒上，替代部分Zn原子，形成新的化學鍵，通過形成新的化學鍵來調節ZnS納米顆粒的本征電子結構，降低ZnS納米顆粒的電阻率及收窄禁帶寬度，使電子更易于躍遷至導帶，促進電子從電子傳輸層進入量子點發光區域，提高電子?空穴在量子點發光層中的復合效率。

技術領域

本發明涉及量子點發光二極管領域，尤其涉及一種雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜及其制備方法與量子點發光二極管。

背景技術

量子點因其具有優異的發光特性，因而在量子點發光二極管(quantum dotlight-emitting diode，QLED)的應用上得到快速發展。量子點具有多種特性，包括：(1)可通過改變顆粒尺寸來調節發射光譜；(2)激發光譜比較寬、發射光譜狹窄、吸收性強；(3)光穩定性很好；(4)熒光壽命較長等。在傳統的無機電致發光器件中電子和空穴分別從陰極和陽極注入，然后在發光層復合形成激子發光。寬禁帶半導體中導帶電子可以在高電場下加速獲得足夠高的能量撞擊QDs使其發光；半導體量子點材料作為一種新型的無機半導體熒光材料，具有重要的商業應用價值。

近年來，無機半導體作為電子傳輸層成為比較熱的研究內容。氧化鋅是一種具有直接寬帶系(3.37eV)的重要無機半導體，其具有穩定性好、透明度高以及安全無毒等優點，因此可作為一種常用的電子傳輸層材料。與此同時，硫化鋅(ZnS)也可作為一種重要的寬禁帶Ⅱ-Ⅵ族本征半導體材料，但純ZnS材料的固定帶隙使其在一些領域中的應用受到了限制，因此合理摻雜ZnS調控其電子結構和性質可以適應不同應用領域的實際需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜及其制備方法與量子點發光二極管，旨在解決發光效率低的問題。

本發明的技術方案如下：

一種雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜的制備方法，其中，包括步驟：

將鋅鹽、銦鹽以及銀鹽分散在有機溶劑中，得到金屬鹽溶液；

將所述金屬鹽溶液與硫源混合，反應得到銦、銀摻雜的硫化鋅納米顆粒溶液；

將所述銦、銀摻雜的硫化鋅納米顆粒溶液制備成膜，制得雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜。

所述雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜的制備方法，其中，所述金屬鹽溶液中包括鋅離子、銦離子以及銀離子，其中，所述銦離子與所述銀離子的摩爾量總和與所述鋅離子的摩爾量之比為0.01-0.1:1。

所述雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜的制備方法，其中，所述硫源中的硫元素與所述金屬鹽溶液中鋅離子的摩爾比為1.2-3:1。

所述雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜的制備方法，其中，所述向所述金屬鹽溶液中加入硫源，反應得到銦、銀摻雜的硫化鋅納米顆粒溶液的步驟包括：

向所述金屬鹽溶液中加入硫源，在60-80℃的條件下反應1-4h，制得所述銦、銀摻雜的硫化鋅納米顆粒溶液。

所述雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜的制備方法，其中，所述鋅鹽為醋酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅和二水合乙酸鋅中的一種或多種。

所述雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜的制備方法，其中，所述銦鹽為硝酸銦、氯化銦和乙酸銦中的一種或多種。

所述雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜的制備方法，其中，所述銀鹽為醋酸銀、乙酰丙酮銀和甲烷磺酸銀中的一種或多種。

所述雙金屬共摻雜硫化鋅薄膜的制備方法，其中，所述硫源為硫脲、硫化鈉、硫代乙酰胺和L-半胱氨酸中的一種或多種。