CN114141961A - 调控层及制备方法和光电器件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种调控层及其制备方法和光电器件，调控层的材料包括带电或可电极化的纳米颗粒。在本申请中，调控层采用在溶剂中带电或可电极化的纳米颗粒形成，使得可以通过调控纳米颗粒的密度来调控调控层的折射率，提高器件的性能。

Description

调控层及制备方法和光电器件

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种调控层及制备方法和光电器件。

背景技术

纳米材料，是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。故其在很多领域被广泛应用。

目前，采用纳米材料形成的膜层，其通常采用旋涂方式形成，采用旋涂方式形成的膜层，其折射率是固定，不可调，使得膜层不能很好的满足器件折射率的要求，从而影响器件的性能。

发明内容

本申请实施例提供一种调控层及制备方法和光电器件，以解决膜层折射率不可调节的问题。

本申请提供一种调控层，所述调控层的材料包括在溶剂中带电或可电极化的纳米颗粒。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述纳米颗粒包括纳米粒子和包覆于所述纳米粒子表面的配体，所述配体为在溶剂中带电或可电极化的化合物。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述配体包括含有羧基、胺基、疏基、卤素和膦基中的一种或几种组合的化合物以及表面活性剂中的一种或几种组合。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述配体包括聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚硅氧烷、聚硅氧烷衍生物、聚乙烯咔唑、聚乙烯咔唑衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、辛硫醇、十二硫醇、苯硫醇、1，2-苯硫醇、1，3-苯硫醇、1，4-苯硫醇、1，2-乙二硫醇、3-巯基丙酸、油酸、1，2-乙二胺、辛胺、油胺、三正辛基膦、三丁基膦、硫氰酸铵、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氟化铵、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二壬基萘磺酸钡、十六烷基三甲基溴化铵、N-乙烯基吡咯烷酮聚合物、萘酸钴、萘酸铝、萘酸铁、硬脂酸钴、硬脂酸铝和硬脂酸铁中的一种或几种组合。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述纳米粒子包括BaSO₄、CaCO₃、ZnSe、CdS、TiO₂、BaTiO₃、ZnS、ZrO₂、Si₃N₄、SnO、ZnO、CdSe、CdTe、ZnSe、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP、InAlNP、CuInS₂、CuInSe₂、AgInS₂、A₂B_m-1C_mX_3m+1和BCX₃中的一种或几种组合，其中，其中，_m≥1，所述_m为正整数，所述A选自R₁-NH₃ ⁺和D-R₂-NH₃ ⁺中的一种或多种组合，所述R₁为C₆-C₂₀的芳香基或C₁-C₂₀的烷基，所述R₂为C₆-C₂₀的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B选自R₃-NH₃ ⁺、NH＝R₄-NH₃ ⁺、Cs⁺和Rb⁺中的一种或多种组合，所述R₃为C₁-C₂₀的烷基，所述R₄为C₁-C₂₀的烃基，所述C选自Pb²⁺和Sn²⁺中的一种或两种组合，所述X为卤族元素。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述调控层为发光层，所述纳米颗粒为疏松堆积或紧密堆积。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述纳米粒子的质量比与所述配体的质量比为(1-10)：1。

相应的，本申请还提供一种光电器件，所述光电器件包括如上任一项所述的调控层。

相应的，本申请实施例还提供一种调控层的制备方法，包括：

提供一相对设置的第一电极和第二电极；

在所述第一电极和所述第二电极上设置含有带电或可电极化的纳米颗粒的溶液；

对所述第一电极和所述第二电极施加电压形成电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述对所述第一电极和所述第二电极施加电压形成电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层中，包括：

对所述第一电极和所述第二电极施加第一电压形成第一电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒疏松堆积，所述调控层的折射率为1.5-2.4，且所述调控层的折射率自2.4方向向1.5方向变化。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述对所述第一电极和所述第二电极施加电压形成电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层中，包括：

对所述第一电极和所述第二电极施加第二电压形成第二电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒紧密堆积，所述调控层的折射率为1.5-2.4，且所述调控层的折射率自1.5方向向2.4方向变化。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述纳米颗粒包括纳米粒子和包覆于所述纳米粒子表面的配体，所述配体为在溶剂中带电或可电极化的化合物。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述配体包括含有羧基、胺基、疏基、疏醇基、卤素和膦基中的一种或几种组合的化合物以及表面活性剂中的一种或几种组合。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述配体包括聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚硅氧烷、聚硅氧烷衍生物、聚乙烯咔唑、聚乙烯咔唑衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、辛硫醇、十二硫醇、苯硫醇、1，2-苯硫醇、1，3-苯硫醇、1，4-苯硫醇、1，2-乙二硫醇、3-巯基丙酸、油酸、1，2-乙二胺、辛胺、油胺、三正辛基膦、三丁基膦、硫氰酸铵、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氟化铵、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二壬基萘磺酸钡、十六烷基三甲基溴化铵、N-乙烯基吡咯烷酮聚合物、萘酸钴、萘酸铝、萘酸铁、硬脂酸钴、硬脂酸铝和硬脂酸铁中的一种或几种组合。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述纳米粒子包括BaSO₄、CaCO₃、ZnSe、CdS、TiO₂、BaTiO₃、ZnS、ZrO₂、Si₃N₄、SnO、ZnO、CdSe、CdTe、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP、InAlNP、CuInS₂、CuInSe₂、AgInS₂、A₂B_{m- 1}C_mX_3m+1和BCX₃中的一种或几种组合，其中，其中，_m≥1，所述_m为正整数，所述A选自R₁-NH₃ ⁺和D-R₂-NH₃ ⁺中的一种或多种组合，所述R₁为C₆-C₂₀的芳香基或C₁-C₂₀的烷基，所述R₂为C₆-C₂₀的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B选自R₃-NH₃ ⁺、NH＝R₄-NH₃ ⁺、Cs⁺和Rb⁺中的一种或多种组合，所述R₃为C₁-C₂₀的烷基，所述R₄为C₁-C₂₀的烃基，所述C选自Pb²⁺和Sn²⁺中的一种或两种组合，所述X为卤族元素。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述调控层为发光层，所述纳米颗粒为疏松堆积或紧密堆积。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述纳米粒子的质量比与所述配体的质量比为(1-10)：1。

本申请公开了一种调控层及其制备方法和光电器件，调控层的材料包括带电或可电极化的纳米颗粒。在本申请中，调控层采用在溶剂中带电或可电极化的纳米颗粒，使得调控层可以调控纳米颗粒的堆积程度，来实现对折射率的调节。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的调控层的第一种结构示意图。

图2是本申请实施例提供的调控层的扫描电镜示意图。

图3是本申请实施例提供的纳米颗粒的密度、折射率和电场强度示意图。

图4是本申请实施例提供的调控层的第二种结构示意图。

图5是本申请实施例提供的调控层的制备方法的流程示意图。

图6是本申请实施例提供的调控层的制备方法的第一种结构流程示意图。

图7是本申请实施例提供的调控层的制备方法结构示意图。

图8是本申请实施例提供纳米颗粒的结构示意图。

图9是本申请实施例提供图6中的F处放大示意图。

图10是本申请实施例提供的调控层的制备方法的第二种结构流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。在本申请中，“反应”可以为化学反应或物理反应。

本申请实施例提供一种调控层及其制备方法。调控层的材料包括在溶剂中带电或可电极化的纳米颗粒。

本申请公开了一种调控层及其制备方法和光电器件，调控层的材料包括带电或可电极化的纳米颗粒。在本申请中，调控层采用在溶剂中带电或可电极化的纳米颗粒，使得调控层可以调控纳米颗粒的堆积程度，来实现对调控层折射率的调节，从而提高器件的性能。

以下分别进行详细说明。

请参阅图1和图2，图1是本申请实施例提供的调控层的第一种结构示意图。图2是本申请实施例提供的调控层的扫描电镜示意图。本申请提供一种调控层10。调控层10的材料包括在溶剂中带电或可电极化的纳米颗粒100。纳米颗粒100包括纳米粒子和包覆于纳米粒子表面的配体。配体为带电或可电极化的化合物。

在本申请中，在纳米粒子中加入配体，因配体为在溶剂中带电或可电极化的化合物，使得纳米颗粒100可以在极性溶剂中电离，从而使得调控层10通过电沉积方式形成，并通过调节电场的大小，来调节纳米颗粒100的堆积程度，也即调控纳米颗粒100的堆积密度，进而使得调控层10的折射率n可以在1.5-2.4之间变动，即实现对调控层10折射率的调控。

在一实施例中，调控层10的纳米颗粒100为疏松堆积，当纳米颗粒100呈疏松堆积时，调控层10的折射率自2.4方向向1.5方向变化，使得折射率变小。在本申请中，由疏松堆积的纳米颗粒100组成调控层10，此时的调控层10的折射率由纳米颗粒100和空气共同决定，而空气的折射率为1，纳米颗粒100的折射率大于1，纳米颗粒100呈疏松堆积，使得空气的占空比大，从而使得调控层10的折射率降低，从而提高光取出效率。

需要说明的是，疏松堆积与后续的紧密堆积是一个相对的概念，没有绝对的疏松堆积或紧密堆积。作为示例，当调控层10中的纳米颗粒100的密度小于1.8g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为疏松堆积，而当调控层10中的纳米颗粒100的密度大于1.8g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为紧密堆积；或者，当调控层10中的纳米颗粒100的密度小于20g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为疏松堆积，而当调控层10中的纳米颗粒100的密度大于20g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为紧密堆积；或者，当调控层10中的纳米颗粒100的密度小于50g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为疏松堆积，而当调控层10中的纳米颗粒100的密度大于50g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为紧密堆积，等等。

在一实施例中，配体包括含有羧基、胺基、疏基、疏醇基、卤素和膦基中的一种或几种组合的化合物以及表面活性剂中的一种或几种组合。

在一实施例中，表面活性剂包括有机硫酸盐十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、金属皂(钴、铝、铁等金属的萘酸盐或硬脂酸盐等)、有机胺(N-乙烯基吡咯烷酮聚合物)、有机磷酸盐或有机磷酸酯类等。

在一实施例中，配体包括聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚硅氧烷、聚硅氧烷衍生物、聚乙烯咔唑、聚乙烯咔唑衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、辛硫醇、十二硫醇、苯硫醇、1，2-苯硫醇、1，3-苯硫醇、1，4-苯硫醇、1，2-乙二硫醇、3-巯基丙酸、油酸、1，2-乙二胺、辛胺、油胺、三正辛基膦、三丁基膦、硫氰酸铵、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氟化铵、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二壬基萘磺酸钡、十六烷基三甲基溴化铵、N-乙烯基吡咯烷酮聚合物、萘酸钴、萘酸铝、萘酸铁、硬脂酸钴、硬脂酸铝和硬脂酸铁中的一种或几种组合。

在一实施例中，纳米粒子包括BaSO₄、CaCO₃、ZnSe、CdS、TiO₂、BaTiO₃、ZnS、ZrO₂、Si₃N₄、SnO、ZnO、CdSe、CdTe、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP、InAlNP、CuInS₂、CuInSe₂、AgInS₂和钙钛矿量子点中的一种或几种组合。具体的，钙钛矿量子点包括A₂B_m-1C_mX_3m+1和BCX₃中的一种或两种组合，其中，m≥1，m为正整数，A选自R₁-NH₃ ⁺和D-R₂-NH₃ ⁺中的一种或多种组合，R₁为C₆-C₂₀的芳香基或C₁-C₂₀的烷基，R₂为C₆-C₂₀的芳香基，D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，B选自R₃-NH₃ ⁺、NH＝R₄-NH₃ ⁺、Cs⁺和Rb⁺中的一种或多种组合，R₃为C₁-C₂₀的烷基，R₄为C₁-C₂₀的烃基，C选自Pb²⁺和Sn²⁺中的一种或两种组合，X为卤族元素。进一步的，m的范围满足1≤m≤100，R₁-NH₃ ⁺为苯乙胺离子或正丁胺离子，D-R₂-NH₃ ⁺为卤代苯乙胺离子，R₃-NH₃ ⁺为甲胺离子，NH＝R₄-NH₃ ⁺为甲脒离子。

在一实施例中，A₂B_m-1C_mX_3m+1可以为(C₈H₁₁N)₂PbBr₄。BCX₃可以为NH＝CH₂NH₃PbBr₃、CH₃NH₃PbCl₃、CsPbBr₃、CsSnBr₃、(C₈H₁₁N)₂SnBr₄、CH₃NH₃PbBr₃或CH(NH₂)₂PbBr₃等。

在一实施例中，调控层10为发光层，其纳米粒子为量子点，且纳米颗粒100为疏松堆积。具体的，量子点包括单一结构量子点及核壳结构量子点中的至少一种。单一结构量子点包括CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP、InAlNP、CuInS₂、CuInSe₂和AgInS₂中的至少一种。核壳结构的量子点的核包括上述单一结构量子点中的至少一种，核壳结构的量子点的壳层材料包括CdS、CdTe、CdSeTe、CdZnSe、CdZnS、CdSeS、ZnSe、ZnSeS和ZnS中的至少一种。作为示例，核壳结构的量子点包括CdZnSe/CdZnS/ZnS、CdZnSe/ZnSe/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe/ZnS、ZnSe/ZnS、ZnSeTe/ZnS、CdSe/CdZnSeS/ZnS、InP/ZnSe/ZnS和InP/ZnSeS/ZnS中的至少一种。

在本申请中，由疏松堆积的纳米颗粒100组成发光层，此时的调控层10的折射率由纳米颗粒100和空气共同决定，而空气的折射率为1，纳米颗粒100的折射率大于1，纳米颗粒100疏松堆积，也即纳米颗粒100的堆积密度大，使得空气的占空比大，从而使得调控层10的折射率降低，从而提高光取出效率，从而提高调控层10的发光效率。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的纳米颗粒的密度、折射率和电场强度示意图。以纳米粒子为CdSe/ZnS和配体为聚乙二醇构成纳米颗粒100为例进行说明。CdSe/ZnS和聚乙二醇以质量比为5：1混合形成纳米颗粒100，在制备调控层10时对其施加小电压形成小电场，使得纳米颗粒100呈疏松堆积，即此时的调控层10由低密度堆积的纳米颗粒形成，调控层10中的纳米颗粒100的密度为1.5g/cm³，调控层10的折射率为1.74。也即，通过控制电场大小，来控制纳米颗粒100的密度高低，从而控制纳米颗粒100是呈疏松堆积还是紧密堆积，从而实现对调控层10的折射率进行调控。

在一实施例中，纳米粒子的质量比与配体的质量比为(1-10)：1。具体的，纳米粒子的质量比与配体的质量比可以为1：1、2：1、5：1、7.5：1、8：1或10：1等。在本申请中，将纳米粒子的质量比与配体的质量比设置为(1-10)：1，使得配体可以附着在纳米粒子上，从而使得在纳米颗粒100可以在电场的作用下带电或可电极化，从而进一步提高调控纳米颗粒100的准确度，从而进一步提高调控层10的性能。

需要说明的是，大小是一个相对的概念，没有绝对的大或小。作为示例，当电场强度小于6V/μm时，即为小电场；当电场强度大于6V/μm时，即为大电场；或当电场强度小于50V/μm时，即为小电场；当电场强度大于50V/μm时，即为大电场；或当电场强度小于200V/μm时，即为小电场；当电场强度大于200V/μm时，即为大电场等。作为示例，当电压小于6V时，即为小电压；当电压大于6V时，即为大电压；或当电压小于50V时，即为小电压；当电压大于50V时，即为大电压；或当电压小于200V时，即为小电压；当电压大于200V时，即为大电压等。

需要说明的是，高与低是一个相对的概念，没有绝对的高或低。作为示例，当调控层10中的纳米颗粒100的密度小于1.8g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为低密度，而当调控层10中的纳米颗粒100的密度大于1.8g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为高密度；或者，当调控层10中的纳米颗粒100的密度小于20g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为低密度，而当调控层10中的纳米颗粒100的密度大于20g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为高密度；或者，当调控层10中的纳米颗粒100的密度小于50g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为低密度，而当调控层10中的纳米颗粒100的密度大于50g/cm³时，调控层10中的纳米颗粒100即为高密度，等等。

请参阅图4，图4是本申请实施例提供的调控层的第二种结构示意图。第二种结构和第一种结构的不同之处在于：

纳米颗粒100为紧密堆积，当纳米颗粒100呈紧密堆积时，调控层10的折射率自2.4方向向1.5方向变化，调控层10的折射率增大。在本申请中，由紧密堆积的纳米颗粒100组成调控层10，此时的调控层10的折射率由纳米颗粒100和空气决定，空气的折射率为1，纳米颗粒100的折射率大于1，纳米颗粒100呈紧密堆积，此时纳米颗粒100的间距小，空气的占空比小，高折射率的纳米粒子占空比大，调控层10的折射率接近于其本体折射率，从而提高调控层10的折射率，有利于调控层10的光内反射能力，从而提高载流子迁移率和光限域能力，从而提高器件的光学品质。

请继续参阅图3，以纳米粒子为CdSe/ZnS和配体为聚乙二醇构成纳米颗粒100为例进行说明。CdSe/ZnS和聚乙二醇以质量比为5：1混合形成纳米颗粒100，在制备调控层10时对其施加大电压形成大电场，使得纳米颗粒100呈紧密堆积，从而使得纳米颗粒100的密度为1.98g/cm³，从而调控层10的折射率为2.03。

在本申请中，纳米粒子为CdSe/ZnS和配体为聚乙二醇构成纳米颗粒100，在制备调控层10时，对其施加0-10.5V/μm的电压以形成电场，当电场变化的同时，纳米颗粒100的密度会随着电场的变化而在1.5-1.98g/cm³之间变化，使得纳米颗粒100呈紧密堆积或疏松堆积，而纳米颗粒100的密度变化的同时，纳米颗粒100的折射率随着密度的变化而在1.74-2.03之间变化，即通过控制电场的大小，来控制纳米颗粒100的密度高低，也即控制纳米颗粒100呈疏松堆积或紧密堆积，从而实现对调控层10的折射率的调节。本申请提供一种调控层10，在纳米粒子中加入配体，因配体为在溶剂中带电或可电极化的化合物，使得纳米颗粒100可以在极性溶剂中电离，从而使得调控层10通过电沉积方式形成，并通过调节电场的大小，来调节纳米颗粒100堆积程度，也即，通过调节电场大小，来调节纳米颗粒100的堆积密度，进而使得调控层10的折射率n可以在1.5-2.4之间变动，即实现对调控层10折射率的调控。

本申请还提供一种光电器件，光电器件包括本申请提供的调控层10。光电器件可以为发光二极管、光电探测器、光伏或传感器等。

本申请还提供一种调控层的制备方法，包括：

B11、提供一相对设置的第一电极和第二电极。

B12、在第一电极和第二电极上设置含有带电或可电极化的纳米颗粒的溶液。

B13、对第一电极和第二电极施加电压形成电场，含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层。

在本申请中，通过第一电极和第二电极施加电压，使得第一电极和第二电极之间形成电场，通过电场使得带电或可电极化的纳米颗粒在溶剂中带电或可电极化形成含有带电或可电极化的纳米颗粒的溶液，从而可以通过电场强度调控纳米颗粒的堆积程度，也即通过控制电场的强度调控纳米颗粒的密度高低，来实现对调控层的折射率的调整，从而提高调控层的性能，从而提高器件的性能。

以下进行具体说明：

实施例1：

请参阅图5和图6，图5是本申请实施例提供的调控层的制备方法的流程示意图。图6是本申请实施例提供的调控层的制备方法的第一种结构流程示意图。本申请还提供一种调控层10的制备方法，包括：

B11、提供一相对设置的第一电极和第二电极。

第一电极和第二电极的材料分别独立的选自ITO、石墨烯、金属或过渡金属硫属化合物中的一种或几种组合。过渡金属硫属化合物包括MoS₂、MoSe₂、WS₂和WSe₂中的一种或几种组合。第一电极和第二电极可以为外部的电极或设置器件上的电极。

B12、在第一电极和第二电极上设置含有带电或可电极化的纳米颗粒的溶液。

请参阅图7-图9，图7是本申请实施例提供的调控层的制备方法结构示意图。图8是本申请实施例提供纳米颗粒的结构示意图。图9是本申请实施例提供图6中的F处放大示意图。具体的，将质量比为(1-10)：1的纳米粒子和配体溶解于溶剂中形成含有带电或可电极化的纳米颗粒100的溶液，此时的配体在溶剂中电离，纳米颗粒100带有正电荷或负电荷，以纳米颗粒100带有正电荷为例进行说明；然后，在第一电极和第二电极上滴加含有带电或可电极化的纳米颗粒100的溶液，或者，将第一电极和第二电极插入含有带电或可电极化的纳米颗粒100的溶液中。

溶剂为极性溶剂，具体的，溶剂包括无色透明的低沸点以及易挥发的有机溶剂或无色透明的低沸点以及易挥发的无机溶剂。

在一实施例中，纳米粒子的质量比与配体的质量比可以为1：1、2：1、5：1、7.5：1、8：1或10：1等。在本申请中，将纳米粒子的质量比与配体的质量比设置为(1-10)：1，使得配体可以附着在纳米粒子上，从而使得在纳米颗粒100可以在电场的作用下带电或可电极化，从而进一步提高调控纳米颗粒100的准确度，从而进一步提高调控层10的性能。

在一实施例中，配体包括含有羧基、胺基、疏基、疏醇基、卤素和膦基中的一种或几种组合的化合物以及表面活性剂中的一种或几种组合。

在一实施例中，表面活性剂包括有机硫酸盐十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、金属皂(钴、铝、铁等金属的萘酸盐或硬脂酸盐等)、有机胺(N-乙烯基吡咯烷酮聚合物)、有机磷酸盐或有机磷酸酯类等。

在一实施例中，配体包括聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚硅氧烷、聚硅氧烷衍生物、聚乙烯咔唑、聚乙烯咔唑衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、辛硫醇、十二硫醇、苯硫醇、1，2-苯硫醇、1，3-苯硫醇、1，4-苯硫醇、1，2-乙二硫醇、3-巯基丙酸、油酸、1，2-乙二胺、辛胺、油胺、三正辛基膦、三丁基膦、硫氰酸铵、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氟化铵、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二壬基萘磺酸钡、十六烷基三甲基溴化铵、N-乙烯基吡咯烷酮聚合物、萘酸钴、萘酸铝、萘酸铁、硬脂酸钴、硬脂酸铝和硬脂酸铁中的一种或几种组合。

在一实施例中，纳米粒子包括BaSO₄、CaCO₃、ZnSe、CdS、TiO₂、BaTiO₃、ZnS、ZrO₂、Si₃N₄、SnO、ZnO、CdSe、CdTe、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP、InAlNP、CuInS₂、CuInSe₂、AgInS₂和钙钛矿量子点中的一种或几种组合。具体的，钙钛矿量子点包括A₂B_m-1C_mX_3m+1和BCX₃中的一种或两种组合，其中，m≥1，m为正整数，A选自R₁-NH₃ ⁺和D-R₂-NH₃ ⁺中的一种或多种组合，R₁为C₆-C₂₀的芳香基或C₁-C₂₀的烷基，R₂为C₆-C₂₀的芳香基，D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，B选自R₃-NH₃ ⁺、NH＝R₄-NH₃ ⁺、Cs⁺和Rb⁺中的一种或多种组合，R₃为C₁-C₂₀的烷基，R₄为C₁-C₂₀的烃基，C选自Pb²⁺和Sn²⁺中的一种或两种组合，X为卤族元素。进一步的，m的范围满足1≤m≤100，R₁-NH₃ ⁺为苯乙胺离子或正丁胺离子，D-R₂-NH₃ ⁺为卤代苯乙胺离子，R₃-NH₃ ⁺为甲胺离子，NH＝R₄-NH₃ ⁺为甲脒离子。

在一实施例中，A₂B_m-1C_mX_3m+1可以为(C₈H₁₁N)₂PbBr₄。BCX₃可以为NH＝CH₂NH₃PbBr₃、CH₃NH₃PbCl₃、CsPbBr₃、CsSnBr₃、(C₈H₁₁N)₂SnBr₄、CH₃NH₃PbBr₃或CH(NH₂)₂PbBr₃等。

在本申请中，以纳米粒子为CdSe/ZnS和配体为聚乙二醇构成纳米颗粒100为例进行说明。

B13、对第一电极和第二电极施加电压形成电场，含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层。

请继续参阅图3。对第一电极和第二电极施加第一电压形成第一电场，第一电压为小电压，第一电场为小电场；带有正电荷的纳米颗粒100聚集形成大尺寸纳米颗粒100，大尺寸纳米颗粒100在小电场的作用下，运动并聚集到第一电极上，形成大尺寸纳米颗粒100呈疏松堆积的调控层10。即调控层10的折射率为1.5-2.4，且自2.4方向向1.5方向变化，使得折射率变小。

形成纳米颗粒100呈疏松堆积的调控层10的原理：

对第一电极和第二电极施加小电压形成小电场，由于纳米颗粒100的氢键的相互吸引作用聚集到一起，形成大尺寸纳米颗粒100，大尺寸纳米颗粒100在小电场的作用下，能够运动并聚集到第一电极上，因小电场的力小于大尺寸纳米颗粒100的静电斥力，形成纳米颗粒100呈疏松堆积的调控层10。即纳米颗粒100在小电场的作用下，使得调控层10的折射率自2.4方向向1.5方向变化。

如，由CdSe/ZnS和配体为聚乙二醇构成纳米颗粒100，通过在小电场的作用下，运动并聚集到第一电极上形成纳米颗粒100呈疏松堆积的调控层10，此时的调控层10的折射率为2.03。

与旋涂相比，电沉积制备的纳米颗粒100尺寸更大，组成的薄膜的孔隙较大，因此薄膜的折射率较小，即采用电沉积方式形成的调控层10，其折射率小于采用旋涂方式形成调控层10的折射率。

需要说明的是，大小是一个相对的概念，没有绝对的大或小。作为示例，当电场强度小于6V/μm时，即为小电场；当电场强度大于6V/μm时，即为大电场；或当电场强度小于50V/μm时，即为小电场；当电场强度大于50V/μm时，即为大电场；或当电场强度小于200V/μm时，即为小电场；当电场强度大于200V/μm时，即为大电场等。作为示例，当电压小于6V时，即为小电压；当电压大于6V时，即为大电压；或当电压小于50V时，即为小电压；当电压大于50V时，即为大电压；或当电压小于200V时，即为小电压；当电压大于200V时，即为大电压等。

在本申请中，对第一电极和第二电极施加小电压，以形成小电场，与同种电性的纳米颗粒100的静电斥力相比，小电场的力较小，使得纳米颗粒100的间距较大，从而形成纳米颗粒100呈疏松堆积的调控层10，从而实现对调控层10的折射率的调整。

实施例2：

请参阅图10，图10是本申请实施例提供的调控层的制备方法的第二种结构流程示意图。

需要说明的是，实施例2与实施例1的不同之处在于：

请继续参阅图3。将小电压改为大电压，即大电压为第二电压；小电场改为大电场，即大电场为第二电场，形成的调控层10，其纳米颗粒100呈紧密堆积，即纳米颗粒100在大电场的作用下，使得调控层10的折射率自1.5方向向2.4方向变化。。

具体的，对第一电极和第二电极施加大电压形成大电场，由CdSe/ZnS和配体为聚乙二醇构成纳米颗粒100，通过在大电场的作用下，克服纳米颗粒100了彼此间的静电斥力，因纳米颗粒100间距小，运动并聚集到第一电极上形成纳米颗粒100呈紧密堆积的调控层10，此时的调控层10的折射率为1.74。即，其它步骤与实施例1相同，此处不再赘述。

本申请提供一种调控层的制备方法，对第一电极和第二电极施加电压，以形成电场，通过电场大小的调节，使得形成的调控层10的纳米颗粒100呈疏松堆积或疏松堆积的，也即通过电场大小的调节，改变纳米颗粒10的密度，从而使得调控层10的折射率在1.5-2.4之间变化，从而实现对调控层10的折射率的调整。

本申请提供一种调控层及其制备方法和光电器件，调控层10的制备方法：通过第一电极和第二电极施加电压，使得第一电极和第二电极之间形成电场，通过电场使得含有带电或可电极化的纳米颗粒100在溶剂中带电或可电极化，从而可以通过电场强度调控纳米颗粒100的堆积程度，即通过电场强度调控纳米颗粒100的密度高度，使得调控层10的折射率在1.5-2.4之间变化，来实现对调控层的折射率的调整，从而提高调控层10的性能，从而提高器件的性能。

以上对本申请实施例所提供的一种调控层及其制备方法和光电器件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (17)

1.一种调控层，其特征在于，所述调控层的材料包括在溶剂中带电或可电极化的纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的调控层，其特征在于，所述纳米颗粒包括纳米粒子和包覆于所述纳米粒子表面的配体，所述配体为在溶剂中带电或可电极化的化合物。

3.根据权利要求2所述的调控层，其特征在于，所述配体包括含有羧基、胺基、疏基、疏醇基、卤素和膦基中的一种或几种组合的化合物以及表面活性剂中的一种或几种组合。

4.根据权利要求2所述的调控层，其特征在于，所述配体包括聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚硅氧烷、聚硅氧烷衍生物、聚乙烯咔唑、聚乙烯咔唑衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、辛硫醇、十二硫醇、苯硫醇、1，2-苯硫醇、1，3-苯硫醇、1，4-苯硫醇、1，2-乙二硫醇、3-巯基丙酸、油酸、1，2-乙二胺、辛胺、油胺、三正辛基膦、三丁基膦、硫氰酸铵、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氟化铵、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二壬基萘磺酸钡、十六烷基三甲基溴化铵、N-乙烯基吡咯烷酮聚合物、萘酸钴、萘酸铝、萘酸铁、硬脂酸钴、硬脂酸铝和硬脂酸铁中的一种或几种组合。

5.根据权利要求2所述的调控层，其特征在于，所述纳米粒子包括BaSO₄、CaCO₃、ZnSe、CdS、TiO₂、BaTiO₃、ZnS、ZrO₂、Si₃N₄、SnO、ZnO、CdSe、CdTe、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP、InAlNP、CuInS₂、CuInSe₂、AgInS₂、A₂B_{m- 1}C_mX_3m+1和BCX₃中的一种或几种组合，其中，其中，_m≥1，所述_m为正整数，所述A选自R₁-NH₃ ⁺和D-R₂-NH₃ ⁺中的一种或多种组合，所述R₁为C₆-C₂₀的芳香基或C₁-C₂₀的烷基，所述R₂为C₆-C₂₀的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B选自R₃-NH₃ ⁺、NH＝R₄-NH₃ ⁺、Cs⁺和Rb⁺中的一种或多种组合，所述R₃为C₁-C₂₀的烷基，所述R₄为C₁-C₂₀的烃基，所述C选自Pb²⁺和Sn²⁺中的一种或两种组合，所述X为卤族元素。

6.根据权利要求1所述的调控层，其特征在于，所述调控层为发光层，所述纳米颗粒为疏松堆积或紧密堆积。

7.根据权利要求1所述的调控层，其特征在于，所述纳米粒子的质量比与所述配体的质量比为(1-10)：1。

8.一种光电器件，其特征在于，所述光电器件包括如权利要求1-7任一项所述的调控层。

9.一种调控层的制备方法，其特征在于，包括：

提供一相对设置的第一电极和第二电极；

在所述第一电极和所述第二电极上设置含有带电或可电极化的纳米颗粒的溶液；

对所述第一电极和所述第二电极施加电压形成电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层。

10.根据权利要求9所述的调控层的制备方法，其特征在于，所述对所述第一电极和所述第二电极施加电压形成电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层中，包括：

对所述第一电极和所述第二电极施加第一电压形成第一电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒疏松堆积，所述调控层的折射率为1.5-2.4，且所述调控层的折射率自2.4方向向1.5方向变化。

11.根据权利要求9所述的调控层的制备方法，其特征在于，所述对所述第一电极和所述第二电极施加电压形成电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层中，包括：

所述对所述第一电极和所述第二电极施加电压形成电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层中，包括：

对所述第一电极和所述第二电极施加第二电压形成第二电场，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒形成调控层，所述含有带电或可电极化的纳米颗粒紧密堆积，所述调控层的折射率为1.5-2.4，且所述调控层的折射率自1.5方向向2.4方向变化。

12.根据权利要求9所述的调控层的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒包括纳米粒子和包覆于所述纳米粒子表面的配体，所述配体为在溶剂中带电或可电极化的化合物。

13.根据权利要求12所述的调控层的制备方法，其特征在于，所述配体包括含有羧基、胺基、疏基、疏醇基、卤素和膦基中的一种或几种组合的化合物以及表面活性剂中的一种或几种组合。

14.根据权利要求12所述的调控层的制备方法，其特征在于，所述配体包括聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚硅氧烷、聚硅氧烷衍生物、聚乙烯咔唑、聚乙烯咔唑衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、辛硫醇、十二硫醇、苯硫醇、1，2-苯硫醇、1，3-苯硫醇、1，4-苯硫醇、1，2-乙二硫醇、3-巯基丙酸、油酸、1，2-乙二胺、辛胺、油胺、三正辛基膦、三丁基膦、硫氰酸铵、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氟化铵、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二壬基萘磺酸钡、十六烷基三甲基溴化铵、N-乙烯基吡咯烷酮聚合物、萘酸钴、萘酸铝、萘酸铁、硬脂酸钴、硬脂酸铝和硬脂酸铁中的一种或几种组合。

15.根据权利要求12所述的调控层的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子包括BaSO₄、CaCO₃、ZnSe、CdS、TiO₂、BaTiO₃、ZnS、ZrO₂、Si₃N₄、SnO、ZnO、CdSe、CdTe、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP、InAlNP、CuInS₂、CuInSe₂、AgInS₂、A₂B_m-1C_mX_3m+1和BCX₃中的一种或几种组合，其中，其中，_m≥1，所述_m为正整数，所述A选自R₁-NH₃ ⁺和D-R₂-NH₃ ⁺中的一种或多种组合，所述R₁为C₆-C₂₀的芳香基或C₁-C₂₀的烷基，所述R₂为C₆-C₂₀的芳香基，所述D包括F、Cl、Br和I中的一种或多种组合，所述B选自R₃-NH₃ ⁺、NH＝R₄-NH₃ ⁺、Cs⁺和Rb⁺中的一种或多种组合，所述R₃为C₁-C₂₀的烷基，所述R₄为C₁-C₂₀的烃基，所述C选自Pb²⁺和Sn²⁺中的一种或两种组合，所述X为卤族元素。

16.根据权利要求9所述的调控层的制备方法，其特征在于，所述调控层为发光层，所述纳米颗粒为疏松堆积或紧密堆积。

17.根据权利要求9所述的调控层的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子的质量比与所述配体的质量比为(1-10)：1。

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