CN113964281A - 一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法 - Google Patents

一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113964281A
CN113964281A CN202010697969.4A CN202010697969A CN113964281A CN 113964281 A CN113964281 A CN 113964281A CN 202010697969 A CN202010697969 A CN 202010697969A CN 113964281 A CN113964281 A CN 113964281A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
thin film
quantum dot
dot light
agno
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.)
Granted
Application number
CN202010697969.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113964281B (zh
Inventor
赖学森
严怡然
张建新
敖资通
杨帆
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.)
TCL Technology Group Co Ltd
Original Assignee
TCL Technology Group Co Ltd
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 TCL Technology Group Co Ltd filed Critical TCL Technology Group Co Ltd
Priority to CN202010697969.4A priority Critical patent/CN113964281B/zh
Publication of CN113964281A publication Critical patent/CN113964281A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113964281B publication Critical patent/CN113964281B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/165—Electron transporting layers comprising dopants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明公开一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法，所述薄膜的制备方法包括步骤：提供包括AgNO3、Bi(NO3)3和溶剂的混合溶液；对所述混合溶液进行第一加热处理，使溶剂挥发，得到包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜；将包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜进行第二加热处理得到第二薄膜；将第二薄膜进行硒化处理，得到包括Ag掺杂Bi2O2Se的所述薄膜。本发明薄膜结构均匀致密，表面平滑，且薄膜具有高电子迁移率，从而提高电荷传输性能和导电性，促进器件中电子和空穴注入平衡，提高器件性能。

Description

一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法
技术领域
本发明涉及量子点发光器件领域，尤其涉及一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法。
背景技术
量子点发光二极管(QLED)的性能优异，能应用于光电显示器件。其中电子传输层材料如氧化锌纳米颗粒等，因性能优异，广泛应用于电致发光器件，但是在QLED器件中，利用分散性良好的纳米颗粒作为电子传输材料仍存在一些缺陷：其一，材料本身的电子迁移率相对还较低，无法满足器件对材料性能的应用要求；其二，纳米颗粒通过一定方式制备出的电子传输层，其内部是由无数个纳米颗粒堆积而成的，这就无形中产生了无数的颗粒之间的界面，影响电子在传输层中的传输，同时为了维持纳米颗粒的量子点特性，制备时额外引入长链的有机配体如聚乙二醇，油胺等，这些长链的有机聚合物配体附着在纳米颗粒的表面，使得在旋涂等形成纳米颗粒薄膜时，阻碍了电荷在纳米颗粒薄膜的传输和迁移，致使电荷在纳米颗粒薄膜中容易淬灭，也在一定程度上增加了薄膜的串联电阻，导致薄膜的导电性的衰减和薄膜电荷传输性能的降低，严重影响器件中发光层的电子和空穴注入平衡，从而限制了器件的光电性能。不仅如此，导电纳米颗粒的制备工艺复杂，其在溶剂中的分散性和稳定性受时间和存放环境的影响较大，容易团聚沉淀，限制了材料的使用。因此，如何制备高电子迁移率的半导体材料且高连续性、均匀致密的电子传输层，对于改善器件性能成了关键。
目前，虽然大量的二维半导体材料相继被开发出来，但便捷的高迁移率金属掺杂的复合二维半导体薄膜合成方法和相应的高性能柔性器件构筑手段依然缺乏，阻碍了它们的实际应用。其中通过化学气相沉积制备的 Bi2O2Se薄膜展示出了室温下高的载流子迁移率(450cm2V-1s-1)，且可通过控制气相沉积的温度来控制薄膜的层数，来实现迁移率和带隙的可调 (0.8eV-1.9eV)，且在室温下拥有良好的稳定性。但是，气相沉积制备出的Bi2O2Se薄膜的厚度到几个原子层，一方面在层状结构中层与层之间的载流子传输性能受到一定程度的限制，容易造成淬灭；另一方面化学气相沉积方法很难通过掺杂来提高薄膜电荷传输性能，改善成膜质量和导电性，致使薄膜的应用受限。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法，旨在解决现有化学气相沉积方法很难通过掺杂来提高Bi2O2Se薄膜电荷传输性能的问题。
本发明的技术方案如下：
一种薄膜的制备方法，其中，包括步骤：
提供包括AgNO3、Bi(NO3)3和溶剂的混合溶液；
对所述混合溶液进行第一加热处理，使溶剂挥发，得到包括AgNO3和 Bi(NO3)3的第一薄膜；
将包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜进行第二加热处理得到第二薄膜；
将第二薄膜进行硒化处理，得到包括Ag掺杂Bi2O2Se的所述薄膜。
一种薄膜，其中，所述薄膜包括Bi2O2Se和掺杂于所述Bi2O2Se中的Ag；和/或所述薄膜采用本发明所述的方法制备得到。
一种量子点发光二极管，其中，包括：阳极、阴极、设置于所述阳极和阴极之间的量子点发光层、设置于所述阴极和量子点发光层之间的电子传输层；其中所述电子传输层包括本发明所述的薄膜。
一种量子点发光二极管的制备方法，其中，包括：
提供阴极；
在所述阴极上形成电子传输层，所述电子传输层包括本发明所述的薄膜；
在所述电子传输层上形成量子点发光层；
在所述量子点发光层上形成阳极，得到所述量子点发光二极管。
有益效果：本发明利用溶液辅助的方法制备得到Ag原位掺杂Bi2O2Se 柔性薄膜，Ag纳米颗粒原位掺杂后，形成的Ag掺杂Bi2O2Se薄膜结构均匀致密，表面连续平滑，且薄膜结构为高电子迁移率的薄层状结构，从而在很大程度上避免了电子传输材料纳米颗粒之间简单的堆积，减少了薄膜内部颗粒之间的接触界面，改善了电子在传输层中的传输，同时也杜绝了制备时引入长链的有机配体降低薄膜的导电性的影响，该薄膜电荷传输性能和导电性得到了明显的提高，促进了量子点发光二极管中电子和空穴注入平衡，提高了器件性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种薄膜的制备方法的流程示意图。
图2为本发明实施例提供的一种量子点发光二极管的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的一种量子点发光二极管的制备方法的流程示意图。
图4为实施例1和对比例1的量子点发光二极管的J-V曲线。
图5为实施例1和对比例1的量子点发光二极管的寿命曲线。
具体实施方式
本发明提供一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种薄膜的制备方法，如图1所示，包括步骤：
S10、提供包括AgNO3、Bi(NO3)3和溶剂的混合溶液；
S11、对所述混合溶液进行第一加热处理，使溶剂挥发，得到包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜；
S12、将包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜进行第二加热处理得到第二薄膜；
S13、将第二薄膜进行硒化处理，得到包括Ag掺杂Bi2O2Se的所述薄膜。
本发明实施例利用金属硝酸盐易分解且容易溶解于乙二醇等溶剂中形成澄清溶液的性质，具体首先将前驱体AgNO3和Bi(NO3)3混合于溶剂中，随后经简单的加热分解并结合硒化过程即可合成高质量的Ag纳米颗粒原位掺杂Bi2O2Se薄膜。其优点在于：
一、利用简单的溶液辅助方法即可实现薄的二维层状结构材料形成的薄膜，且由于是直接在基板上溶剂的挥发使晶粒不断结晶并原位生长成大尺寸晶粒，因此形成的薄膜结构均匀致密，表面形貌连续平整；同时溶液辅助制备的方法简便、快速且可大规模生产。
二、利用溶液辅助的方法能够容易地实现Ag掺杂于Bi2O2Se薄膜结构中，通过将Ag纳米颗粒原位掺杂在Bi2O2Se薄膜结构中，能够使Ag和Bi2O2Se 形成异质结，从而形成良好的界面接触，增加了体系中原子层与原子层之间载流子的传输能力。同时，金属Ag原子晶格与Bi2O2Se晶格阵列相互作用，使两者的侨联作用更加紧密，有效的改善了晶格结构中电子传输的平均自由程及传输效率，增加了电子在体系间的传输性能。
步骤S10中，在一些实施方式中，所述混合溶液通过以下方法配制得到：将AgNO3、Bi(NO3)3·5H2O和溶剂混合，并搅拌至澄清，过滤后得到所述混合溶液。
在一些实施方式中，所述溶剂可以为乙二醇等不限于此。
在一些实施方式中，所述混合溶液中，所述Bi(NO3)3的浓度为 0.1-10mol/mL。
在一些实施方式中，所述混合溶液中，所述AgNO3和Bi(NO3)3的物质的量之比为1:(1-1000)。比例过高，会导致后续制得的薄膜中Ag掺杂量过高，Ag掺杂量过高容易对该测出光的器件产生光的散射作用，一定厚度的 Ag薄膜具有光的反射作用；同时，量过高导致二维层状材料间Ag的堆积量过多，增大了层间距，增大了二维材料间的层间传输电阻，反而影响基于二维片状材料为主的电子传输材料高迁移率和优异电荷传输性能。掺杂量过低起不到促进二维材料间电荷的传输作用。
步骤S11中，在一些实施方式中，所述对所述混合溶液进行第一加热处理，使溶剂挥发，得到包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜的步骤，具体包括：
将所述混合溶液覆盖在基板上，对所述混合溶液进行第一加热处理，使溶剂挥发，得到包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜。具体地，可以采用旋涂、喷涂或刮涂等溶液法，将所述混合溶液覆盖在基板上。
在一些实施方式中，采用旋涂法，将所述混合溶液覆盖在基板上。
本发明实施例溶液辅助法具有高度的厚度可控性，具体可通过改变前驱体溶液的浓度或者旋转的转速即可精确地控制最终获得的Ag原位掺杂 Bi2O2Se薄膜的厚度到几个原子层，且薄膜结构均匀致密，表面形貌连续平整；同时溶液辅助制备的方法简便、快速且可大规模生产。
在一些实施方式中，所述混合溶液中，所述Bi(NO3)3的浓度为 0.1-10mol/mL。转速一定时，浓度越高，薄膜厚度也越厚。在该浓度范围内，即可控制Ag原位掺杂Bi2O2Se薄膜的厚度到几个原子层。
在一些实施方式中，所述旋涂的转速为1000-10000rpm。浓度一定时，转速越低，薄膜厚度越厚。在该转速范围内，即可控制Ag原位掺杂Bi2O2Se 薄膜的厚度到几个原子层。
在一些实施方式中，所述Bi(NO3)3的浓度为0.1-10mol/mL，所述旋涂的转速为1000-10000rpm。浓度过高，转速过低，容易形成块状的Ag掺杂Bi2O2Se的薄膜，使其失去二维材料的特性。在该浓度和转速范围内，即可控制Ag原位掺杂Bi2O2Se薄膜的厚度到几个原子层。
在一些实施方式中，所述对所述混合溶液进行第一加热处理的步骤中，所述第一加热处理的温度为150-300℃，所述第一加热处理的时间为 1-30min。在该条件下，可确保溶剂蒸发完全，得到AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜。
步骤S12中，通过第二加热处理，使AgNO3分解成Ag，Bi(NO3)3分解成 Bi2O3，从而制备得到Ag掺杂Bi2O3的第二薄膜。
在一些实施方式中，所述将包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜进行第二加热处理的步骤中，所述第二加热处理包括：在200-280℃下，以1-10℃ /min的升温速率，加热保温10-40min。
步骤S13中，在一些实施方式中，通过化学气相沉积方法(CVD)原位将Ag掺杂Bi2O3的第二薄膜转变成Ag掺杂Bi2O2Se的薄膜。
在一些实施方式中，所述将第二薄膜进行硒化处理，得到包括Ag掺杂 Bi2O2Se的所述薄膜的步骤，具体包括：将Se2单质置于化学气相沉积装置的上游，使Se2单质变成Se2蒸汽，随上游通入惰性气体沉积在放于下游的第二薄膜上并经反应硒化，得到包括Ag掺杂Bi2O2Se的所述薄膜。
在一些具体的实施方式中，所述将第二薄膜进行硒化处理，得到包括 Ag掺杂Bi2O2Se的所述薄膜的步骤，具体包括：将Se2单质置于化学气相沉积装置(CVD装置)的上游保温200-230℃，使Se2单质变成Se2蒸汽，随上游通入惰性气体(如Ar气)逐渐沉积在放于下游保温在400-600℃的第二薄膜上并经反应硒化10-40min，真空度保持在300-400torr，最后得到Ag 掺杂Bi2O2Se的所述薄膜。
本发明实施例提供一种薄膜，其中，所述薄膜包括Bi2O2Se和掺杂于所述Bi2O2Se中的Ag；和/或所述薄膜采用本发明实施例所述的方法制备得到。
本发明实施例提供一种高电子迁移率且高连续性、稳定性和导电性的均匀致密的电子传输薄膜，其中的电子传输材料为Ag掺杂Bi2O2Se的高电子迁移率的二维半导体材料，其解决了现有电子传输材料的电子迁移率较低，纳米颗粒之间简单堆积等影响了电子的传输，致使器件中发光层的电子和空穴注入不平衡的问题。
本发明实施例提供一种量子点发光二极管，如图2所示，包括：阳极2 (形成于基板1上)、阴极5、设置于所述阳极2和阴极5之间的量子点发光层3、设置于所述阴极5和量子点发光层3之间的电子传输层4；其中所述电子传输层4包括本发明实施例所述的薄膜。
在一种实施方式中，所述电子传输层为本发明实施例所述的薄膜。
本发明实施例所述电子传输层为Ag原位掺杂Bi2O2Se柔性薄膜，Ag纳米颗粒原位掺杂后，形成的Ag掺杂Bi2O2Se薄膜结构均匀致密，表面连续平滑，且薄膜结构为高电子迁移率的薄层状结构，从而在很大程度上避免了电子传输材料纳米颗粒之间简单的堆积，减少了薄膜内部颗粒之间的接触界面，改善了电子在传输层中的传输，同时也杜绝了制备时引入长链的有机配体降低薄膜的导电性的影响，该薄膜电荷传输性能和导电性得到了明显的提高，促进了量子点发光二极管中电子和空穴注入平衡，提高了器件性能。
在一种实施方式中，所述电子传输层的厚度为1-200nm。
需说明的是，本发明实施例中，量子点发光二极管有多种形式。例如，所述量子点发光二极管还可以包括设置于所述阳极和量子点发光层之间的空穴注入层和空穴传输层等，但不限于此。也可以包括设置于所述阴极和电子传输层之间的电子注入层等，但不限于此。
在一种实施方式中，所述阴极和阳极独立地包括但不限于金属材料、金属氧化物中的一种或多种。其中，所述金属材料包括Al、Ag、Cu、Au、 Mg等中的一种或多种。所述金属氧化物可以是掺杂或非掺杂金属氧化物，包括ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO、AMO等中的一种或多种，也包括掺杂或非掺杂透明金属氧化物之间夹着金属的复合电极，其中，所述复合电极包括AZO/Ag/AZO、AZO/Al/AZO、ITO/Ag/ITO、ITO/Al/ITO、 ZnO/Ag/ZnO、ZnO/Al/ZnO、TiO2/Ag/TiO2、TiO2/Al/TiO2、ZnS/Ag/ZnS、 ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2、TiO2/Al/TiO2等中的一种或多种。上述金属或复合电极，金属部分厚度不应超过20nm，对可见光透光率不应低于90％。
在一种实施方式中，所述空穴注入层材料包括但不限于：PEDOT:PSS、 CuPc、P3HT、过渡金属氧化物、过渡金属硫系化合物中的一种或两种或多种。其中，所述过渡金属氧化物包括NiOx、MoOx、WOx、CrOx、CuO中的一种或两种或多种。所述金属硫系化合物包括MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuS中的一种或两种或多种。
在一种实施方式中，所述空穴传输层材料包括但不限于：聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚乙烯咔唑、聚(N,N'双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-N,N-苯基-1,4-苯二胺)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、N,N’- 二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺、15N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺等中的一种或两种或多种。所述空穴传输层的厚度可以为10-200nm。
在一种实施方式中，所述量子点发光层材料选择具备发光能力的直接带隙化合物半导体，包括但不限于II-VI族化合物、III-V族化合物具备发光能力的直接带隙化合物半导体，包括但不限于II-VI族化合物、III-V族化合物、II-V族化合物、III-VI化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物或IV族单质中的一种或多种。具体地，所述量子点材料包括但不限于II-VI半导体的纳米晶，比如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、 ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe和其他二元、三元、四元的II-VI化合物；III-V族半导体的纳米晶，比如GaP、GaAs、InP、InAs 和其他二元、三元、四元的III-V化合物。
本发明实施例提供一种量子点发光二极管的制备方法，如图3所示，包括步骤：
S20、提供阴极；
S21、在所述阴极上形成电子传输层，所述电子传输层包括本发明实施例所述的薄膜；
S22、在电子传输层上形成量子点发光层；
S23、在量子点发光层上形成阳极，得到所述量子点发光二极管。
本发明实施例中，所述电子传输层包括本发明实施例所述的薄膜，所述薄膜的制备方法，包括步骤：
提供包括AgNO3、Bi(NO3)3和溶剂的混合溶液；
将所述混合溶液沉积于阴极上，对所述混合溶液进行加热处理，使溶剂挥发，得到包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜；
将包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜进行加热处理，使AgNO3分解成Ag， Bi(NO3)3分解成Bi2O3，得到包括Ag掺杂Bi2O3的第二薄膜；
将包括Ag掺杂Bi2O3的第二薄膜进行硒化处理，得到包括Ag掺杂Bi2O2Se 的所述薄膜。
上述薄膜的制备方法的详细细节见上文，在此不再赘述。需说明的是，由于在制备过程中硒化过程涉及温度较高(在200-600℃)，已经超过了现有量子点发光层材料的承受温度，只能在阴极基板上预先形成所述薄膜后再形成量子点发光层，因此该薄膜主要应用于倒置结构的量子点发光二极管中。
在一种实施方式中，对得到的量子点发光二极管进行封装处理。其中所述封装处理可采用常用的机器封装，也可以采用手动封装。优选的，所述封装处理的环境中，氧含量和水含量均低于0.1ppm，以保证器件的稳定性。
本发明实施例中，上述各层制备方法可以是化学法或物理法，其中化学法包括但不限于化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极氧化法、电解沉积法、共沉淀法中的一种或多种；物理法包括但不限于溶液法 (如旋涂法、印刷法、刮涂法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法或条状涂布法等)、蒸镀法(如热蒸镀法、电子束蒸镀法、磁控溅射法或多弧离子镀膜法等)、沉积法(如物理气相沉积法、元素层沉积法、脉冲激光沉积法等)中的一种或多种。
下面通过具体的实施例对本实施例作进一步地说明。
实施例1
1、Ag掺杂Bi2O2Se薄膜的制备
1)、溶液配制：按化学计量比将一定量的AgNO3(与Bi(NO3)3·5H2O 物质的量比为1:100)，1mmol Bi(NO3)3·5H2O粉末，10ml的乙二醇(CH2OH)2一起加入至透明玻璃样品瓶中并放入磁子充分搅拌至澄清，过滤后得到混合溶液，备用。
2)、Ag掺杂Bi2O2Se薄膜的制备
将上述混合溶液按一定浓度(Bi(NO3)3物质的量为1mol/ml)和转速 (5000rpm)旋涂至干净的ITO阴极基板上，后180℃氮气氛围下退火30min，蒸发溶剂形成含AgNO3与Bi(NO3)3的第一薄膜；
将上述旋涂形成的第一薄膜放置于管式炉中400℃下升温速率在 10℃/min，加热保温30min，使形成的硝酸化物(AgNO3与Bi(NO3)3)分解成Ag单质和Bi2O3从而转变成Ag掺杂Bi2O3的第二薄膜；
通过化学气相沉积方法(CVD)原位将Ag掺杂的Bi2O3薄膜硒化为Ag 掺杂的Bi2O2Se薄膜，具体为将Se2单质置于CVD装置的上游保温200℃，使其变成蒸汽，随上游通入Ar气逐渐沉积在放于下游保温在500℃的Ag原位掺杂的Bi2O3薄膜上并进一步反应硒化20min真空度保持在400torr，最后转变为Ag原位掺杂的Bi2O2Se薄膜，厚度为30nm。
2、倒置结构的量子点发光二极管的制备
步骤S1：在ITO衬底上，按上述步骤1中的方法制备Ag掺杂的Bi2O2Se 薄膜；
步骤S2：旋涂量子点(20mg/mL)，转速2000rpm，时间30秒，厚度 30nm；
步骤S3：旋涂TFB(8mg/mL)，转速3000rpm，时间30秒，随后150 ℃加热30分钟，厚度30nm；
步骤S4：通过热蒸发，真空度不高于3×10-4Pa，蒸镀Al，速度为1埃 /秒，时间100秒，厚度80nm。
实施例2
1、Ag掺杂Bi2O2Se薄膜的制备
1)、溶液配制：按化学计量比一定量的AgNO3(与Bi(NO3)3·5H2O物质的量比为1:10)，1mmol Bi(NO3)3·5H2O粉末，10ml的乙二醇(CH2OH)2一起加入至透明玻璃样品瓶中并放入磁子充分搅拌至澄清，过滤后得到混合溶液，备用。
2)、Ag掺杂Bi2O2Se薄膜的制备
将上述混合溶液按一定浓度(Bi(NO3)3物质的量为1mol/ml)和转速 (5000rpm)旋涂至干净的ITO阴极基板上，后180℃氮气氛围下退火30min，蒸发溶剂形成含AgNO3与Bi(NO3)3的第一薄膜；
将上述旋涂形成的第一薄膜放置于管式炉中400℃下升温速率在 10℃/min，加热保温30min，使形成的硝酸化物(AgNO3与Bi(NO3)3)分解成Ag单质和Bi2O3从而转变成Ag掺杂的第二薄膜；
通过化学气相沉积方法(CVD)原位将Ag掺杂的Bi2O3薄膜硒化为Ag 掺杂的Bi2O2Se薄膜，具体为将Se2单质置于CVD装置的上游保温200℃，使其变成蒸汽，随上游通入Ar气逐渐沉积在放于下游保温在500℃的Ag原位掺杂的Bi2O3薄膜上并进一步反应硒化20min真空度保持在400torr，最后转变为Ag原位掺杂的Bi2O2Se薄膜，厚度为30nm。
2、倒置结构的量子点发光二极管的制备
步骤S1：在ITO衬底上，按上述步骤1中的方法制备Ag原位掺杂的 Bi2O2Se薄膜；
步骤S2：旋涂量子点(20mg/mL)，转速2000rpm，时间30秒，厚度 30nm；
步骤S3：旋涂TFB(8mg/mL)，转速3000rpm，时间30秒，随后150℃加热30分钟，厚度30nm；
步骤S4：通过热蒸发，真空度不高于3×10-4Pa，蒸镀Al，速度为1埃 /秒，时间100秒，厚度80nm。
对比例1
本对比例提供了一种量子点发光二极管，其制备方法与实施例1的基本相同，区别在于：采用ZnO纳米颗粒作为电子传输层材料来旋涂在ITO 衬底上。
对实施例1和对比例1制备的量子点发光二极管进行性能测试，测试指标和测试方法如下：
(1)J-V曲线测试
在室温、空气湿度为30％-60％的环境下，采用LabView控制QE PRO光谱仪、Keithley 2400、Keithley 6485搭建的效率测试系统进行测试，并测量电压、电流等参数，构建J-V曲线。
(2)QLED器件寿命
器件在恒定电流或电压驱动下，亮度减少至最高亮度的一定比例时所需的时间，亮度下降至最高亮度的95％的时间定义为T95，该寿命为实测寿命。为缩短测试周期，器件寿命测试通常是参考OLED器件测试在高亮度下通过加速器件老化进行，并通过延伸型指数衰减亮度衰减拟合公式拟合得到高亮度下的寿命，比如：1000nit下的寿命计为T951000nit。具体计算公式如下：
Figure RE-GDA0002717301510000131
式中，T95L为低亮度下的寿命，T95H为高亮度下 的实测寿命，LH为器件加速至最高亮度，LL为1000nit，A为加速因子，对 OLED而言，该取值通常为1.6-2，本实验通过测得若干组绿色QLED器件在 额定亮度下的寿命，得出A值为1.7。
采用寿命测试系统对相应器件进行寿命测试，测试条件：在室温下进行，空气湿度为30～60％。
图4为实施例1和对比例1的量子点发光二极管的J-V曲线，其显示了实施例1的量子点发光二极管的电流密度大于对比例1的量子点发光二极管，有更好的电子注入，传输性能得到了明显的提升。
图5为实施例1和对比例1的量子点发光二极管的寿命曲线，其显示了实施例1的量子点发光二极管的寿命相比于对比例1的量子点发光二极管的寿命更长，实施例1的器件T95寿命为1210h，而对比例1的器件T95 寿命为923h。
综合上述结果，表明采用Ag原位掺杂Bi2O2Se提高了电子传输层的电子传输能力以及器件的寿命，有利于获得高性能的量子点发光二极管。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供包括AgNO3、Bi(NO3)3和溶剂的混合溶液；
对所述混合溶液进行第一加热处理，使溶剂挥发，得到包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜；
将包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜进行第二加热处理得到第二薄膜；
将所述第二薄膜进行硒化处理，得到包括Ag掺杂Bi2O2Se的所述薄膜。
2.根据权利要求1所述的薄膜的制备方法，其特征在于，所述对所述混合溶液进行第一加热处理，使溶剂挥发，得到包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜的步骤，具体包括：
将所述混合溶液覆盖在基板上，对所述混合溶液进行第一加热处理，使溶剂挥发，得到包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜。
3.根据权利要求2所述的薄膜的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，所述Bi(NO3)3的浓度为0.1-10mol/mL。
4.根据权利要求1所述的薄膜的制备方法，其特征在于，所述对所述混合溶液进行第一加热处理的步骤中，所述第一加热处理的温度为150-300℃；和/或所述第一加热处理的时间为1-30min。
5.根据权利要求1所述的薄膜的制备方法，其特征在于，所述将包括AgNO3和Bi(NO3)3的第一薄膜进行第二加热处理的步骤中，所述第二加热处理包括：在200-280℃下，以1-10℃/min的升温速率，加热保温10-40min。
6.根据权利要求1所述的薄膜的制备方法，其特征在于，所述将第二薄膜进行硒化处理，得到包括Ag掺杂Bi2O2Se的所述薄膜的步骤，包括：将Se2单质置于化学气相沉积装置的上游，使Se2单质变成Se2蒸汽，随上游通入惰性气体沉积在放于下游的第二薄膜上并经反应硒化，得到包括Ag掺杂Bi2O2Se的所述薄膜。
7.根据权利要求1所述的薄膜的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，所述AgNO3和Bi(NO3)3的物质的量之比为1:(1-1000)。
8.一种薄膜，其特征在于，所述薄膜包括Bi2O2Se和掺杂于所述Bi2O2Se中的Ag；和/或所述薄膜采用权利要求1-7任一项所述的方法制备得到。
9.一种量子点发光二极管，其特征在于，包括：阳极、阴极、设置于所述阳极和阴极之间的量子点发光层、设置于所述阴极和量子点发光层之间的电子传输层；其中所述电子传输层包括权利要求8所述的薄膜。
10.一种量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：
提供阴极；
在所述阴极上形成电子传输层，所述电子传输层包括权利要求7所述的薄膜；
在所述电子传输层上形成量子点发光层；
在所述量子点发光层上形成阳极，得到所述量子点发光二极管。
CN202010697969.4A 2020-07-20 2020-07-20 一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法 Active CN113964281B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010697969.4A CN113964281B (zh) 2020-07-20 2020-07-20 一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010697969.4A CN113964281B (zh) 2020-07-20 2020-07-20 一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113964281A true CN113964281A (zh) 2022-01-21
CN113964281B CN113964281B (zh) 2023-08-29

Family

ID=79459729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010697969.4A Active CN113964281B (zh) 2020-07-20 2020-07-20 一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113964281B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110350090A (zh) * 2019-06-24 2019-10-18 华南理工大学 Bi2O2Se界面修饰的钙钛矿太阳能电池及制备方法
CN110676386A (zh) * 2019-09-30 2020-01-10 华南理工大学 一种高迁移率二维Bi2O2Se掺杂的三元太阳能电池及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110350090A (zh) * 2019-06-24 2019-10-18 华南理工大学 Bi2O2Se界面修饰的钙钛矿太阳能电池及制备方法
CN110676386A (zh) * 2019-09-30 2020-01-10 华南理工大学 一种高迁移率二维Bi2O2Se掺杂的三元太阳能电池及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIN ZHAN等: "Enhanced Thermoelectric Performance of Bi2O2Se with Ag Addition", MATERIALS, vol. 8, pages 1568 - 1576 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113964281B (zh) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111384278B (zh) 一种量子点发光二极管及其制备方法
CN108630827B (zh) 一种量子点固态膜、量子点发光二极管及其制备方法
CN111384263B (zh) 量子点发光二极管及其制备方法
CN113964281B (zh) 一种薄膜、量子点发光二极管及其制备方法
CN112397661B (zh) 一种纳米材料及其制备方法与量子点发光二极管
CN112397670B (zh) 复合材料及其制备方法和量子点发光二极管
CN113046077B (zh) 一种复合材料、量子点发光二极管及其制备方法
CN113707777B (zh) 复合材料及其制备方法、发光器件
CN112531123B (zh) 电子传输膜层的制备方法和量子点发光二极管的制备方法
CN113120948B (zh) 纳米材料及其制备方法和应用
CN113972327A (zh) 一种复合薄膜、电致发光器件及其制备方法
CN114695695A (zh) 量子点发光二极管及其制备方法
CN111234804A (zh) 一种量子点的制备方法
CN112397655B (zh) 复合材料及其制备方法和量子点发光二极管
CN112397673B (zh) 量子点发光二极管及其制备方法
CN113120952B (zh) 一种硫化锌纳米材料及其制备方法、硫化锌薄膜、量子点发光二极管
CN113130795B (zh) 一种纳米材料及其制备方法与量子点发光二极管
CN112397620B (zh) 纳米复合颗粒及其制备方法和应用
CN112397660B (zh) 纳米材料及其制备方法和应用
CN112397658B (zh) 一种复合材料及其制备方法与量子点发光二极管
CN108695405B (zh) 一种薄膜光伏器件及其制备方法
CN117939972A (zh) 一种薄膜及其制备方法、光电器件及显示装置
CN115915809A (zh) 一种薄膜、发光器件及显示面板
CN113130787A (zh) 一种复合材料、量子点发光二极管及其制备方法
CN114122270A (zh) 一种量子点发光二极管及其制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant