CN108091763A - 一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器 - Google Patents

一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器 Download PDF

Info

Publication number
CN108091763A
CN108091763A CN201711318198.8A CN201711318198A CN108091763A CN 108091763 A CN108091763 A CN 108091763A CN 201711318198 A CN201711318198 A CN 201711318198A CN 108091763 A CN108091763 A CN 108091763A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantum dot
dispersion liquid
solvent
photodetector
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711318198.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王恺
钟佳霖
唐浩东
孙小卫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University of Science and Technology
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN201711318198.8A priority Critical patent/CN108091763A/zh
Publication of CN108091763A publication Critical patent/CN108091763A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

本发明涉及一种量子点分散液的制备方法，所述方法包括如下步骤：(I)将配体为油酸离子的量子点分散在第一溶剂中，得到第一分散液；(II)将甲基碘化胺分散在第二溶剂中，得到第二分散液；所述第二溶剂为第一溶剂和极性溶剂的混合溶剂；(III)将第二分散液滴加至第一分散液中，滴加完毕后得到置换溶液，静置进行配体置换，分离固体颗粒，将其分散在第三溶剂中，得到量子点的分散液。本发明提供的量子点分散液的制备方法能够避免团聚，获得碘配体且未团聚的量子点，室温下完成，成本较低；制备得到的光电探测器的敏感性高，制备方法简单易操作。

Description

一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器
技术领域
本发明属于量子点的制备技术领域，尤其是涉及一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器。
背景技术
光和半导体之间的相互作用使我们能够了解一些现象的机制，并将这些发现转化为我们在日常生活中使用的光电系统的基础。大多数光电系统需要光电检测器来检测光。光电检测器将光学信息转换为电信号，然后通过一系列专门设计的集成电路分析信号，以确定光线的亮度或颜色。
我们在日常生活中使用的光电探测器通常由硅(Si)，磷化镓/碳化硅(GaP/SiC)和砷化铟镓/锗(InGaAs/Ge)来检测光在紫外线(UV)，可见光和近红外(IR)光谱。对于远红外区域，通常选择硫化铅(PbS)，锑化铟(InTe)，砷化铟(InAs)或碲化汞镉(HgCdTe)。
为了达到更广泛的检测范围，制造了一些具有多层结构的检测器，例如：IR透射Si基光电二极管放置在PbS IR检测光电检测器上。这种结构肯定会增加成本，使制造难以完成。另外，这种结构无法搭到灵活的平台。在过去十年中，PbS半导体纳米晶体(QD)在大量材料研究中表现最好。通常称为量子点的PbS QD显示了制造这种多光谱光电探测器的潜力。在基于PbS QD的光电器件如LED和光伏方面取得的巨大进步。
而量子点一般合成之后会携带有机配体，以保证材料的稳定性，并且这一点在LED中可以防止空穴电子的复合，有利于发光。但是对于光电探测器来说，会影响它的导电性能，不利于空穴电子的传输。而将有机配体换为无机配体是一种可行性高，普遍被认可的方法，尤其是卤素配体。
但是，由于卤素配体，如碘配体在溶液中的表面活性很高，在溶液中直接进行卤素配体置换容易影响其稳定性，引起量子点的团聚。因此，如何开发一种能够在溶液中置换有机配体为碘配体的方法是本领域需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种量子点分散液的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(I)将配体为油酸离子的量子点分散在第一溶剂中，得到第一分散液；
(II)将甲基碘化胺分散在第二溶剂中，得到第二分散液；所述第二溶剂为第一溶剂和极性溶剂的混合溶剂；
(III)将第二分散液滴加至第一分散液中，滴加完毕后得到置换溶液，静置进行配体置换，分离固体颗粒，将其分散在第三溶剂中，得到量子点的分散液。
本发明在配体置换过程中，第一溶剂可以分散量子点，极性溶剂能够分散甲基碘化胺提供电荷环境，在第二分散液滴加至第一分散液之后，碘离子置换油酸离子，被置换下来的油酸离子和甲胺离子结合，在溶液中起到空间位阻的作用，能够有效防止置换后的碘配体量子点团聚。
本发明对量子点的种类不做具体限定，优选所述量子点包括硫化铅量子点、硒化铅量子点中的任意1种或至少2种的组合。
优选地，所述第一溶剂为非极性溶剂。
优选地，所述第二溶剂中，第一溶剂和极性溶剂按体积比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。
本发明对非极性溶剂没有具体限定，能够分散量子点的溶剂均可用于本发明，优选所述非极性溶剂包括甲苯、苯、正辛烷、石油醚、正戊烷中的任意1种或2种的组合，优选甲苯。
优选地，所述极性溶剂包括二甲基甲酰胺和/或二甲亚砜。
优选地，所述第二溶剂为体积比为1.8:1～2.2:1的甲苯和二甲基甲酰胺的混合溶剂。
优选地，所述第一分散液中，配体为油酸离子的量子点的浓度为90～110mg/mL(例如92mg/mL、95mg/mL、100mg/mL、105mg/mL等)，优选100mg/mL。
优选地，所述第二分散液中，甲基碘化胺的浓度为0.009～0.011mol/mL，优选0.010mol/mL。
第一溶剂和第二溶剂的种类和配比的选择能够更有效的分散量子点，为配体置换提供电荷环境来更好地置换。
优选地，步骤(III)所述第二分散液滴加至第一分散液中的滴加速度为0.3～0.8mL/10s(例如0.4mL/10s、0.5mL/10s、0.6mL/10s、0.7mL/10s等)。
优选地，所述置换溶液中，配体为油酸离子的量子点的含量为360～440mg/0.003mol甲基碘化胺。
优选地，所述静置时间为10～14h(例如11h、12h、13h等)，优选12h。
优选地，所述第三溶剂为烷烃溶剂，优选辛烷、戊烷、己烷中的任意1种或2种的组合。
本发明目的之二是提供一种量子点分散液，所述量子点分散液通过目的之一所述的制备方法制备得到。
优选地，所述量子点分散液中分散的量子点的配体40％以上(例如50％、55％、60wt％、65wt％、70wt％等)为碘离子。
本发明目的之三是提供一种光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括用于提供电流的电极，以及用于光电转化的光电转化单元；所述光电转化单元包括覆盖在基材上的量子点；所述量子点的配体至少40％为碘离子。
优选地，所述配体至少40％为碘离子的量子点为目的之二的量子点分散液，或通过目的之一的方法制备得到。
本发明所述光电转化单元的导电基材的作用是提供量子点的旋涂支撑，而所述量子点可以涂覆于任何合适的导电基材上。
优选地，所述导电基材包括玻璃板、ITO导电基板或导电叠层的任意1种。
当量子点涂覆于导电基板上时，电极可以同样设置于导电基板上的同侧。当量子点涂覆于导电叠层上时，所述量子点位于空穴传输单元(包括空穴传输层和空穴注入层)和电子传输单元(包括电子传输层和电子注入层)之间，而具体讲量子点涂覆于导电叠层的哪一层，本领域技术人员可以根据光电转化器的结构进行选择。
优选地，所述导电叠层包括空穴传输层、空穴注入层、电子传输层、电子注入层中的任意1种。
优选地，所述导电基板的厚度≥100nm(例如110nm、120nm、130nm、140nm、150nm等)，优选120nm。
作为优选技术方案之一，当基材为玻璃板时，所述光电转化单元的量子点涂覆在所述玻璃板上，且在玻璃板涂覆量子点的一侧设置电极。
作为优选技术方案之二，当基材为ITO导电基板时，所述光电转化单元的量子点涂覆在图案化的ITO导电基板上。
作为优选技术方案之三，当导电基材为导电叠层时，所述光电转化单元的量子点涂覆在空穴传输层和/或空穴注入层，与电子传输层和/或电子注入层之间，且在所述叠层整体的两侧设置电极。
本发明所述ITO导电基板可以理解为在玻璃板上溅射有一层ITO层。
优选地，当导电基材为带有ITO的玻璃板时，所述光电探测器的制备方法包括如下步骤：
(1)将ITO图案化，得到具有图案化ITO的导电基板；
(2)将权利要求4所述的量子点分散液旋涂至具有电极的导电基板上，并静置成膜；
(3)重复步骤(2)n次，优选地，n≥5，得到覆盖有量子点的导电基板；
或者，当“当导电基材为金、银”时，所述光电探测器的制备方法包括如下步骤：
(1’)将权利要求4所述的量子点分散液旋涂至玻璃板上，并静置成膜；
(2’)重复步骤(1)n次，优选地，n≥5，得到覆盖有量子点的玻璃板；
(3’)将金或银蒸镀至步骤(1)的膜上，得到覆盖有量子点的导电基板。
优选地，当“当导电基材为导电叠层时”时，所述光电探测器的结构包括：
正极层，负极层，以及设置于所述正极层和负极层之间的光电转化单元层，所述光电转化单元层；
优选地，所述光电探测器的正极层和负极层之间还包括电子传输层、电子注入层、空穴注入层、空穴传输层中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，当“所述光电探测器的电极设置于所述光电转化单元的上下两侧”时，所述光电探测器的制备方法包括如下步骤：
(a)在透明基板上形成正极层；
(b)按照光电探测器的预定结构形成空穴传输层和/或空穴注入层；
(c1)将权利要求4所述的量子点分散液旋涂至步骤(b)的结构上，并静置成膜；
(c2)重复步骤(c1)n次，优选地，n≥5，得到光电转化单元。
(d)按照光电探测器的预定结构形成电子传输层和/或电子注入层；
(e)按照光电探测器的预定结构形成负极层。
优选地，步骤(2)、步骤(3)、步骤(1’)、步骤(2’)、步骤(c1)、步骤(c2)所述旋涂的转速为2000～3000rpm(例如2200rpm、2500rpm、2700rpm、2900rpm等)，优选2500rpm。
优选地，所述旋涂时间为10～20s(例如12s、15s、18s等)，优选15s。
优选地，所述量子点分散液的浓度为45～55mg/mL(例如46mg/mL、50mg/mL、53mg/mL等)，优选50mg/mL。
优选地，n为10。
作为可选的技术方案，步骤(2)、步骤(3)、步骤(1’)、步骤(2’)、步骤(c1)、步骤(c2)所述“静置成膜”之后进行如下步骤：滴加四丁基碘化铵溶液覆盖所述旋涂的量子点表面，静置，对量子点的油酸配体进行二次置换。
二次置换能够将油酸配体更彻底的置换为碘配体。
优选地，所述四丁基碘化铵溶液的溶剂为极性溶剂，优选为二甲基甲酰胺和/或二甲亚砜。
优选地，所述四丁基碘化铵溶液浓度为45～55mg/mL，优选50mg/mL。
优选地，所述二次置换过程中，静置的时间为0.8min以上，优选1min。
优选地，所述对量子点的油酸配体进行二次置换后，进行清洗步骤。
优选地，所述清洗步骤为将清洗溶剂滴加至量子点膜层表面，开启旋凃，清洗膜层表面。
本发明目的之四是提供一种如目的之三所述的光电探测器的用途，所述光电探测器用于400～1600nm波长的光探测，优选用于近红外-中红外波长段的光探测。
优选地，所述光电探测器在550nm波长的光探测过程中，响应度可达450～500mA/W。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过将甲基碘化胺分散液滴加至油酸配体的量子点分散液中，在极性非极性溶剂的混合溶剂中进行配体置换，置换后的碘配体量子点能够很好地分散，避免团聚，获得碘配体且未团聚的量子点；且配体置换过程都是溶液处理，且置换过程无需加热均是室温下完成，成本较低；
(2)本发明利用量子点制备的光探测器碘离子配体含量高，导电性得以提升，探测光波长变宽，且响应度高，提高了光电探测器的敏感性；
(3)本发明提供的量子点无机配体置换方法简单，易操作，且量子点不易团聚，制备光电探测器的方法简单易操作；
(4)本发明提供的量子点能够涂覆在任何导电基材上，例如柔性基板，且能够对于宽带光谱敏感，由于碘配体含量高，相较于现有技术载流子迁移率更高，响应度更敏感。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
量子点分散液的制备
制备例1
一种量子点分散液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将配体为油酸离子的硫化铅量子点(PbS-QD量子点)分散在甲苯中，得到第一分散液，其中PbS-QD量子点的浓度为100mg/mL；
(2)将甲基碘化胺分散在甲苯和二甲基甲酰胺(体积比2:1)的混合溶剂中，得到第二分散液，其中甲基碘化胺的浓度为0.010mol/mL；所述第二溶剂为第一溶剂和极性溶剂的混合溶剂；
(3)将第二分散液按照0.5mL/10s的速率滴加至第一分散液中，所述第二分散液和第一分散液的混合比例按照400mg PbS-QD量子点和0.003mol甲基碘化胺的比例混合，滴加完毕后得到置换溶液，静置12h进行配体置换，离心分离固体颗粒，将其分散在辛烷中，得到量子点的分散液。所述量子点的碘配体含量为20％。
制备例2
一种量子点分散液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将配体为油酸离子的硫化铅量子点(PbS-QD量子点)分散在苯中，得到第一分散液，其中PbS-QD量子点的浓度为90mg/mL；
(2)将甲基碘化胺分散在甲苯和二甲基甲酰胺(体积比1.8:1)的混合溶剂中，得到第二分散液，其中甲基碘化胺的浓度为0.009mol/mL；所述第二溶剂为第一溶剂和极性溶剂的混合溶剂；
(3)将第二分散液按照0.3mL/10s的速率滴加至第一分散液中，所述第二分散液和第一分散液的混合比例按照440mg PbS-QD量子点和0.003mol甲基碘化胺的比例混合，滴加完毕后得到置换溶液，静置10h进行配体置换，离心分离固体颗粒，将其分散在辛烷中，得到量子点的分散液。所述量子点的碘配体含量为17％。
制备例3
一种量子点分散液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将配体为油酸离子的硫化铅量子点(PbS-QD量子点)分散在甲苯中，得到第一分散液，其中PbS-QD量子点的浓度为110mg/mL；
(2)将甲基碘化胺分散在甲苯和二甲基甲酰胺(体积比2.2:1)的混合溶剂中，得到第二分散液，其中甲基碘化胺的浓度为0.010mol/mL；所述第二溶剂为第一溶剂和极性溶剂的混合溶剂；
(3)将第二分散液按照0.8mL/10s的速率滴加至第一分散液中，所述第二分散液和第一分散液的混合比例按照360mg PbS-QD量子点和0.003mol甲基碘化胺的比例混合，滴加完毕后得到置换溶液，静置14h进行配体置换，离心分离固体颗粒，将其分散在辛烷中，得到量子点的分散液。所述量子点的碘配体含量为18％。
制备例4
一种量子点分散液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将配体为油酸离子的硫化铅量子点(PbSe-QD量子点)分散在苯中，得到第一分散液，其中PbSe-QD量子点的浓度为100mg/mL；
(2)将甲基碘化胺分散在甲苯和二甲基甲酰胺(体积比1.8:1)的混合溶剂中，得到第二分散液，其中甲基碘化胺的浓度为0.010mol/mL；所述第二溶剂为第一溶剂和极性溶剂的混合溶剂；
(3)将第二分散液按照0.3mL/10s的速率滴加至第一分散液中，所述第二分散液和第一分散液的混合比例按照420mg PbSe-QD量子点和0.003mol甲基碘化胺的比例混合，滴加完毕后得到置换溶液，静置11h进行配体置换，离心分离固体颗粒，将其分散在辛烷中，得到量子点的分散液。所述量子点的碘配体含量为14％。
制备例制备得到的量子点的分散液中，量子点的浓度可以通过辛烷和量子点固体的比例进行调节，在制备例中不做具体描述，本领域技术人员可以根据需要分散至不同的溶剂(如辛烷)中，获得不同浓度的量子点的分散液。
此外，在制备例中，最终得到的量子点的分散液的分散剂为辛烷，但是并不代表量子点分散液的分散剂只能够是辛烷，其他的烷烃溶剂，如戊烷、己烷也都具有良好的分散性。
光电探测器的制备
实施例1
一种光电探测器，制备方法包括如下步骤：
(1)将制备例1～4所述的量子点分散液(浓度为50mg/mL)以2500rpm速率旋涂15s，将量子点旋涂至玻璃基板上，并静置直至成膜；
(2)重复步骤(2)5次，得到覆盖有量子点的玻璃基板；
(3)将银蒸镀形成于覆盖有量子点的玻璃基板，得到光电探测器，光电探测器1#(制备例1的量子点)、光电探测器2#(制备例2的量子点)、光电探测器3#(制备例3的量子点)、光电探测器4#(制备例4的量子点)。
实施例2
一种光电探测器，制备方法包括如下步骤：
(1)将制备例1～4所述的量子点分散液(浓度为50mg/mL)以2500rpm速率旋涂15s，将量子点旋涂至玻璃基板上，并静置直至成膜；之后在膜层表面滴加50mg/mL四丁基碘化铵的二甲基甲酰胺溶液，覆盖所述旋涂的量子点表面，静置1min，对量子点的油酸配体进行二次置换，之后将清洗剂丙酮滴加至量子点膜层表面，开启旋凃，清洗膜层表面；
(2)重复步骤(2)5次，得到覆盖有量子点的玻璃基板；
(3)将银蒸镀形成于覆盖有量子点的玻璃基板，得到光电探测器，光电探测器5#(制备例1的量子点)、光电探测器6#(制备例2的量子点)、光电探测器7#(制备例3的量子点)、光电探测器8#(制备例4的量子点)。
实施例3
与实施例2的区别在于，步骤(1)所述量子点分散液为制备例1的量子点的浓度为45mg/mL的分散液，旋涂速率为2000rpm，时间为10s，最后得到的光电探测器为9#。
实施例4
与实施例2的区别在于，步骤(1)所述量子点分散液为制备例1的量子点的浓度为55mg/mL的分散液，旋涂速率为3000rpm，时间为15s，最后得到的光电探测器为10#。
实施例5
一种光电探测器，制备方法包括如下步骤：
(a)在ITO透明基板上形成正极层；
(b)在正极层上形成依次形成60nm厚度的空穴注入层TCTA(4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺)、20nm厚度的空穴传输层4,4′,4″-三(N-咔唑基)三苯胺；
(c1)将制备例1～4的量子点分散液(浓度为50mg/mL)旋涂至空穴传输层上，并静置成膜；之后在膜层表面滴加四丁基碘化铵的二甲基甲酰胺溶液，覆盖所述旋涂的量子点表面，静置1min，对量子点的油酸配体进行二次置换，之后将清洗剂丙酮滴加至量子点膜层表面，开启旋凃，清洗膜层表面；
(c2)重复步骤(c1)5次，得到光电转化单元。
(d)在光电传输单元上形成30nm厚度的电子传输层二(8-羟基喹啉)联苯氧基铝；
(e)在电子传输层上蒸镀铝，形成负极层，得到光电探测器11#。
对比例1
一种光电探测器，制备方法包括如下步骤：
(1)将银蒸镀形成于100nm厚度的ITO导电基板上得到银电极层，之后图案化银电极层得到银电极，得到具有银电极的导电基板；
(2)在具有银电极的ITO导电基板表面滴加四丁基碘化铵的二甲基甲酰胺溶液，覆盖所述旋涂的量子点表面，静置1min，对量子点的油酸配体进行置换，之后将清洗剂丙酮滴加至量子点膜层表面，开启旋凃，清洗膜层表面；得到覆盖有量子点的导电基板，即光电探测器12#(制备例1的量子点)。
性能测试：
(1)响应波长范围，测试方法为用吸收光谱测试，选择响应度在50mA/W以上的波长范围为响应波长范围；
(2)响应敏感，测试方法为在明暗条件下，使用半导体参数测试仪，扫描电压下测量光暗电流，然后计算出响应度其中，R(λ)为响应度，Iph(λ)为产生的光电流，Pin(λ)为入射的光能，λ为550nm。
测试结果如表1：
表1
从表1可以看出，本发明提供的光电探测器在400～1600nm波长的光探测，可以用于近红外-中红外波长段的光探测；在550nm波长的光探测过程中，响应度可达450～500mA/W。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种量子点分散液的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(I)将配体为油酸离子的量子点分散在第一溶剂中，得到第一分散液；
(II)将甲基碘化胺分散在第二溶剂中，得到第二分散液；所述第二溶剂为第一溶剂和极性溶剂的混合溶剂；
(III)将第二分散液滴加至第一分散液中，滴加完毕后得到置换溶液，静置进行配体置换，分离固体颗粒，将其分散在第三溶剂中，得到量子点的分散液。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述量子点包括硫化铅量子点、硒化铅量子点中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，所述第一溶剂为非极性溶剂；
优选地，所述第二溶剂中，第一溶剂和极性溶剂按体积比1.8:1～2.2:1混合的混合溶液；
优选地，所述非极性溶剂包括甲苯、苯、正辛烷、石油醚、正戊烷中的任意1种或2种的组合，优选甲苯；
优选地，所述极性溶剂包括二甲基甲酰胺和/或二甲亚砜；
优选地，所述第二溶剂为体积比为1.8:1～2.2:1的甲苯和二甲基甲酰胺的混合溶剂；
优选地，所述第一分散液中，配体为油酸离子的量子点的浓度为90～110mg/mL，优选100mg/mL；
优选地，所述第二分散液中，甲基碘化胺的浓度为0.009～0.011mol/mL，优选0.010mol/mL；
优选地，步骤(III)所述第二分散液滴加至第一分散液中的滴加速度为0.3～0.8mL/10s；
优选地，所述置换溶液中，配体为油酸离子的量子点的含量为360～440mg/0.003mol甲基碘化胺；
优选地，所述静置时间为10～14h，优选12h；
优选地，所述第三溶剂为烷烃溶剂，优选辛烷、戊烷、己烷中的任意1种或2种的组合。
3.一种量子点分散液，其特征在于，所述量子点分散液通过权利要求1或2之一所述的制备方法制备得到；
优选地，所述量子点分散液中分散的量子点的配体40％以上为碘离子。
4.一种光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括用于提供电流的电极，以及用于光电转化的光电转化单元；
所述光电转化单元包括覆盖在基材上的量子点；
所述量子点的配体至少40％为碘离子；
优选地，所述配体至少40％为碘离子的量子点为权利要求3的量子点分散液，或通过权利要求1或2的方法制备得到；
优选地，所述基材包括玻璃板、ITO导电基板或导电叠层的任意1种；
优选地，所述导电叠层包括空穴传输层、空穴注入层、电子传输层、电子注入层中的任意1种；
优选地，所述导电基板的厚度≥100nm，优选120nm。
5.如权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，当基材为玻璃板时，所述光电转化单元的量子点涂覆在所述玻璃板上，且在玻璃板涂覆量子点的一侧设置电极；
或者，当基材为ITO导电基板时，所述光电转化单元的量子点涂覆在图案化的ITO导电基板上；
或者，当导电基材为导电叠层时，所述光电转化单元的量子点涂覆在空穴传输层和/或空穴注入层，与电子传输层和/或电子注入层之间，且在所述叠层整体的两侧设置电极。
6.如权利要求5所述的光电探测器，其特征在于，当基材为ITO导电基板时，所述光电探测器的制备方法包括如下步骤：
(1)将ITO图案化，得到具有图案化的ITO导电基板；
(2)将权利要求4所述的量子点分散液旋涂至具有图案化的ITO导电基板上，并静置成膜；
(3)重复步骤(2)n次，优选地，n≥5，得到覆盖有量子点的导电基板；
或者，当“当导电基材为金、银”时，所述光电探测器的制备方法包括如下步骤：
(1’)将权利要求4所述的量子点分散液旋涂至玻璃板上，并静置成膜；
(2’)重复步骤(1)n次，优选地，n≥5，得到覆盖有量子点的玻璃板；
(3’)将金或银蒸镀至步骤(1)的膜上，得到覆盖有量子点的导电基板。
7.如权利要求5所述的光电探测器，其特征在于，当“当导电基材为导电叠层时”时，所述光电探测器的结构包括：
正极层，负极层，以及设置于所述正极层和负极层之间的光电转化单元层，所述光电转化单元层；
优选地，所述光电探测器的正极层和负极层之间还包括电子传输层、电子注入层、空穴注入层、空穴传输层中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，当“所述光电探测器的电极设置于所述光电转化单元的上下两侧”时，所述光电探测器的制备方法包括如下步骤：
(a)在透明基板上形成正极层；
(b)按照光电探测器的预定结构形成空穴传输层和/或空穴注入层；
(c1)将权利要求4所述的量子点分散液旋涂至步骤(b)的结构上，并静置成膜；
(c2)重复步骤(c1)n次，优选地，n≥5，得到光电转化单元。
(d)按照光电探测器的预定结构形成电子传输层和/或电子注入层；
(e)按照光电探测器的预定结构形成负极层。
8.如权利要求6或7所述的光电探测器，其特征在于，步骤(2)、步骤(3)、步骤(1’)、步骤(2’)、步骤(c1)、步骤(c2)所述旋涂的转速为2000～3000rpm，优选2500rpm；
优选地，所述旋涂时间为10～20s，优选15s；
优选地，所述量子点分散液的浓度为45～55mg/mL，优选50mg/mL；
优选地，n为10。
9.如权利要求6～8之一所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)、步骤(3)、步骤(1’)、步骤(2’)、步骤(c1)、步骤(c2)所述“静置成膜”之后进行如下步骤：滴加四丁基碘化铵溶液覆盖所述旋涂的量子点表面，静置，对量子点的油酸配体进行二次置换；
优选地，所述四丁基碘化铵溶液的溶剂为极性溶剂，优选为二甲基甲酰胺和/或二甲亚砜；
优选地，所述四丁基碘化铵溶液浓度为45～55mg/mL，优选50mg/mL；
优选地，所述二次置换过程中，静置的时间为0.8min以上，优选1min；
优选地，所述对量子点的油酸配体进行二次置换后，进行清洗步骤；
优选地，所述清洗步骤为将清洗溶剂滴加至量子点膜层表面，开启旋凃，清洗膜层表面。
10.一种如权利要求6～9之一所述的光电探测器的用途，其特征在于，所述光电探测器用于400～1600nm波长的光探测，优选用于近红外-中红外波长段的光探测；
优选地，所述光电探测器在550nm波长的光探测过程中，响应度可达450～500mA/W。
CN201711318198.8A 2017-12-12 2017-12-12 一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器 Pending CN108091763A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711318198.8A CN108091763A (zh) 2017-12-12 2017-12-12 一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711318198.8A CN108091763A (zh) 2017-12-12 2017-12-12 一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108091763A true CN108091763A (zh) 2018-05-29

Family

ID=62175243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711318198.8A Pending CN108091763A (zh) 2017-12-12 2017-12-12 一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108091763A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110129026A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 苏州星烁纳米科技有限公司 钙钛矿量子点分散体系
CN111653670A (zh) * 2020-06-15 2020-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种光电器件及其制备方法、光电探测器
CN113502085A (zh) * 2021-04-11 2021-10-15 苏州大学 硫化铅胶体量子点墨水、制备方法及在可印刷太阳能电池中的应用
CN114907846A (zh) * 2021-02-10 2022-08-16 华中科技大学 量子点材料以及制备方法、应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105789447A (zh) * 2016-04-05 2016-07-20 天津市职业大学 一种钙钛矿太阳电池光吸收层涂布液及其制备方法
US20160380136A1 (en) * 2015-01-05 2016-12-29 The Governing Council Of The University Of Toronto Quantum-dot-in-perovskite solids
CN106449909A (zh) * 2016-12-05 2017-02-22 Tcl集团股份有限公司 无机钙钛矿量子点发光二极管及其制备方法
WO2017077523A1 (en) * 2015-11-08 2017-05-11 King Abdullah University Of Science And Technology Air-stable surface-passivated perovskite quantum dots (qds), methods of making these qds, and methods of using these qds

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160380136A1 (en) * 2015-01-05 2016-12-29 The Governing Council Of The University Of Toronto Quantum-dot-in-perovskite solids
WO2017077523A1 (en) * 2015-11-08 2017-05-11 King Abdullah University Of Science And Technology Air-stable surface-passivated perovskite quantum dots (qds), methods of making these qds, and methods of using these qds
CN105789447A (zh) * 2016-04-05 2016-07-20 天津市职业大学 一种钙钛矿太阳电池光吸收层涂布液及其制备方法
CN106449909A (zh) * 2016-12-05 2017-02-22 Tcl集团股份有限公司 无机钙钛矿量子点发光二极管及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANDREA DE IACOVO等: "High responsivity fire detectors based on PbS colloidal quantum dot photoconductors", 《IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS》 *
XINZHENG LAN等: "10.6% Certified Colloidal Quantum Dot Solar Cells via SolventPolarity-Engineered Halide Passivation", 《NANO LETT.》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110129026A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 苏州星烁纳米科技有限公司 钙钛矿量子点分散体系
CN110129026B (zh) * 2019-05-30 2022-06-10 苏州星烁纳米科技有限公司 钙钛矿量子点分散体系
CN111653670A (zh) * 2020-06-15 2020-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种光电器件及其制备方法、光电探测器
WO2021254093A1 (zh) * 2020-06-15 2021-12-23 京东方科技集团股份有限公司 光电器件及其制备方法、光电探测器
CN114907846A (zh) * 2021-02-10 2022-08-16 华中科技大学 量子点材料以及制备方法、应用
CN114907846B (zh) * 2021-02-10 2023-08-01 华中科技大学 量子点材料以及制备方法、应用
CN113502085A (zh) * 2021-04-11 2021-10-15 苏州大学 硫化铅胶体量子点墨水、制备方法及在可印刷太阳能电池中的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Sn‐based perovskite for highly sensitive photodetectors
CN108091763A (zh) 一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器
Ning et al. Novel transparent and self‐powered UV photodetector based on crossed ZnO nanofiber array homojunction
Xue et al. Narrowband perovskite photodetector-based image array for potential application in artificial vision
Deng et al. Ultrahigh-responsivity photodetectors from perovskite nanowire arrays for sequentially tunable spectral measurement
Zhou et al. Photodetectors based on two-dimensional layer-structured hybrid lead iodide perovskite semiconductors
Yoo et al. A stretchable nanowire UV–vis–NIR photodetector with high performance
Li et al. Self‐powered UV–near infrared photodetector based on reduced graphene oxide/n‐Si vertical heterojunction
Zou et al. Highly stable cesium lead iodide perovskite quantum dot light-emitting diodes
Li et al. Narrowband organic photodiodes based on green light sensitive squarylium
Wu et al. Distinguishable detection of ultraviolet, visible, and infrared spectrum with high‐responsivity perovskite‐based flexible photosensors
Zhang et al. Flexible narrowband ultraviolet photodetectors with photomultiplication based on wide band gap conjugated polymer and inorganic nanoparticles
US20150372046A1 (en) A NOVEL IR IMAGE SENSOR USING A SOLUTION-PROCESSED PbS PHOTODETECTOR
US20220204800A1 (en) Stabilized ink comprising semiconductor particles and uses thereof
CN108807674A (zh) 组合物以及使用了该组合物的光电转换元件及摄像装置
Rieβ et al. Electroluminescence and photovoltaic effect in PPV Schottky diodes
Liang et al. A sensitive broadband (UV–vis–NIR) perovskite photodetector using topological insulator as electrodes
TW202114936A (zh) 光檢測元件及影像感測器
Saleem et al. All-solution-processed UV-IR broadband trilayer photodetectors with CsPbBr3 colloidal nanocrystals as carriers-extracting layer
Kim et al. Flexible narrowband organic photodiode with high selectivity in color detection
Wei et al. A pyrrole-bridged bis (oxa [5] helicene)-based molecular semiconductor for efficient and durable perovskite solar cells: microscopic insights
Yan et al. Thermodynamics-induced injection enhanced deep-blue perovskite quantum dot LEDs
Cui et al. High response organic ultraviolet photodetector based on bis (2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate aluminum
Xing et al. Organic thin-film red-light photodiodes with tunable spectral response via selective exciton activation
Ye et al. Narrow-Band Orange–Red Emission Organic Luminophore with Dominant Low-Frequency Vibronic Coupling

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180529

RJ01 Rejection of invention patent application after publication