[發明專利]非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元、焦平面陣列及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202210753491.1
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN115188889A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 唐鑫;郝群;陳夢璐;趙鵬飛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/48;H01L27/146;H01L27/30;H01L31/109;H01L31/18
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 程杰

1.一種非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元，其特征在于，所述像元包括底電極、頂電極及位于所述頂電極與底電極之間的空穴傳輸層、紅外感光膜層與可見光感光膜層，所述紅外感光膜層包括硫系汞膠體量子點本征層及硫系銀膠體量子點摻雜層，所述可見光感光膜層包括電子傳輸層與碲化鎘膠體量子點層，且硫系銀膠體量子點摻雜層、硫系汞膠體量子點本征層、電子傳輸層與碲化鎘膠體量子點層構成P-N-P異質結。

2.根據權利要求1所述非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元，其特征在于，所述電子傳輸層材質為硒化鎘、硫化鎘或氧化鋅中任意一種。

3.根據權利要求1所述非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元，其特征在于，所述空穴傳輸層材質為DMSO、NiO_x或PEDOT:PSS中任意一種。

4.根據權利要求1～3中任意一項所述非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元，其特征在于，所述硫系銀膠體量子點摻雜層厚度小于硫系汞膠體量子點本征層，所述電子傳輸層厚度小于碲化鎘膠體量子點層。

5.根據權利要求4所述非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元，其特征在于，所述底電極材質為復合在硅襯底上的紅外透明導電材料，所述頂電極材質為金屬導電材料。

6.根據權利要求5所述非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元，其特征在于，所述像元自下至上由復合在硅襯底上ITO、碲化鎘膠體量子點層、氧化鋅層、碲化汞膠體量子點本征層、碲化銀膠體量子點摻雜層、PEDOT:PSS層、金電極組成，其中，所述碲化鎘膠體量子點層厚度為400～600nm，氧化鋅層厚度為30～50nm，碲化汞膠體量子點本征層厚度為400～600nm，碲化銀膠體量子點摻雜層厚度為30～50nm，PEDOT:PSS層厚度為30～50nm，金電極厚度為30～50nm。

7.一種非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟：

1)選擇底電極；

2)制備碲化鎘膠體量子點層：在底電極上表面涂覆碲化鎘膠體量子點墨水，然后置于熱板上放置一段時間，再放入CdCl₂飽和溶液中處理，取出后采用異丙醇沖洗掉多余的CdCl₂溶液，繼續置于熱板上燒結，整個過程重復多次，制得碲化鎘膠體量子點層；

3)制備電子傳輸層：取電子傳輸層溶液涂覆于步驟1)碲化鎘膠體量子點層上表面，然后置于熱板上退火處理制得電子傳輸層；

4)制備硫系汞膠體量子點本征層：在步驟3)制備的電子傳輸層上表面涂覆硫系汞膠體量子點墨水，然后滴加1,2-乙二硫醇處理一段時間，采用異丙醇沖洗掉多余的1,2-乙二硫醇，再滴加HgCl₂的甲醇溶液處理，用異丙醇沖洗掉多余的HgCl₂，用勻膠機旋掉多余異丙醇，整個過程重復多次，制得硫系汞膠體量子點層；

5)制備硫系銀膠體量子點摻雜層：在步驟4)制備的硫系汞膠體量子點本征層上表面涂覆硫系銀膠體量子點墨水，然后在HgCl₂的甲醇溶液中處理，取出后采用異丙醇沖洗掉殘余的HgCl₂，用勻膠機旋掉多余異丙醇；制得硫系銀膠體量子點摻雜層；

6)制備空穴傳輸層：在步驟5)制備的硫系銀膠體量子點摻雜層上表面涂覆空穴傳輸層溶液，然后置于熱板上退火處理制得空穴傳輸層；

7)封裝頂電極：在步驟6)制備的空穴傳輸層上表面蒸鍍金屬導電材料形成頂電極。

8.根據權利要求7所述非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元的制備方法，其特征在于，所述涂覆方式包括滴涂、噴涂、旋涂、刀刮或墨水打印中的一種或兩種或多種。

9.一種非倒裝鍵合體式雙波段量子點焦平面陣列，其特征在于，它包括讀出電路及在所述讀出電路上呈行列陣列排布的若干個權利要求1～6中任意一項或權利要求7所述非倒裝鍵合體式雙波段量子點像元。

10.一種非倒裝鍵合體式雙波段量子點焦平面陣列在可見光390nm～760nm和/或短波紅外1.5um～2.5um中的應用。