基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED及其制备方法，以硫化镉为种子，采用核

【技术实现步骤摘要】
基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED及其制备方法


[0001]本专利技术属于材料科学领域，具体涉及一种基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED及其制备方法。

技术介绍

[0002]量子点相对于有机材料拥有更窄的发光光谱和更高的量子产率，引起了研究人员在量子点LED显示器应用方面的注意。碲化镉量子点在LED显示技术的应用已经取得很多进展，目前主流的碲化镉量子点LED显示依旧是依靠对量子点干燥后进行有机封装，在蓝光LED的背光源表面覆盖量子点进行组装，但是这样的LED器件主要依赖量子点荧光特性对LED的发光波长进行调制，而非真正意义上的电致发光LED器件，且因为碲化镉量子点核壳结构带来的表面缺陷和发光层组成难以控制，造成了碲化镉量子点LED可视角度较差、颜色失真和寿命较短等问题。
[0003]有研究表明当将碲化镉量子点材料的核壳结构进行优化可以大大地减小其表面缺陷，还有部分研究在碲化镉量子点材料中运用水相合成并添加有机修饰剂并调节PH值，从而提高其发光性能。（CN107082446A）中提供了一种硫化镉/碲化镉异质结纳米棒及其器件制备方法：使用连续注入阴离子，形成硫化镉/碲化镉异质结纳米棒结构并用作荧光粉涂敷在LED表面调谐发射波长。（CN113403080A）提供了一种碲化镉量子点的合成方法及其应用：以巯基乙酸作为碲化镉量子点的修饰剂，通过氢氧化钠将pH调节至8.6
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10.2，以氯化镉作为镉源，再将碲氰化钾注入三颈烧瓶中，进行高温处理，得到碲化镉量子点材料。（CN105070796A）提供了供一种以水溶性碲化镉量子点为发光层搭建水溶性量子点 LED的方法：油相量子点其表面连接的配体存在大量的不导电的有机分子，导致LED器件的外量子效率较低，改用水相合成法优化器件性能，他们的方法虽然在一定程度上提高了碲化镉量子点材料和LED器件的光电性能，但在核壳结构设计和材料属性方面比较简单。因此通过人为设计材料结构和壳层构成来有效发挥纳米颗粒中各壳层之间能带和材料导电性质的协同作用，从而实现纳米颗粒整体性能提高等都有待进一步研究。
[0004]综上所述，大部分文献或专利中提到的碲化镉量子点材料和器件在理论上都不能有效地钝化表面缺陷和调节电子空穴在LED上的传输速度，从而影响碲化镉量子点材料在电致发光器件方面的应用。与此同时目前专利中碲化镉量子点材料的在核壳结构上的设计较为简单，因而制备出来的碲化镉量子点材料因结构单一和电子空穴辐射复合概率较低，对于提高其光致发光和电致发光的性能作用有限。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED及其制备方法，本专利技术运用热注入法制备具有纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱材料，并展示了一种量子阱LED制备方法，核壳量子阱结构新颖，器件结构稳定高效，所制备
的量子阱材料具有连续的PN异质结构、高量子效率、良好的光学特性、结构稳定性，所制备的量子阱LED器件具备优异的电致发光效率和外量子效率，在高亮度、长寿命和高分辨率显示技术等领域有巨大的应用潜力。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED的制备方法：以硫化镉为种子，采用核
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种子侧向壳生长的方法获得碲化镉冠区，然后再用相同的方法在碲化镉上得到硫化镉平面的量子阱材料为发光层，制备的包含有机空穴传输层、无机电子传输层、量子阱发光层的LED器件。
[0007]一种基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED的制备方法包括以下步骤：（1）四水合硝酸镉和肉豆酸钠分别溶解在甲醇中，完全溶解后，将溶液混合并强烈搅拌。然后，将溶液离心，沉淀部分溶解在甲醇中。用甲醇进行这一清洗步骤至少要进行三次，以去除多余的前体。之后，最终析出的部分在真空下保持约24小时干燥，制备出肉豆蔻酸镉。
[0008]（2）取（1）中制备的肉豆蔻酸镉，硫和十八烯（ODE）装入一个三颈烧瓶。溶液在室温下脱气半小时，以去除多余的氧气和挥发性溶剂。然后，将溶液在惰性气氛下加热，将二水合物醋酸镉迅速加入到反应中。反应一段时间后注入少量油酸，并将溶液温度降至室温，进行沉淀提纯后将所得到的硫化镉纳米板溶解在己烷中。
[0009]（3）将二水醋酸镉，油酸和十八烯装入三颈烧瓶。溶液在空气中加热并持续搅拌。当具有白色的均匀凝胶形成时，溶液冷却到室温，得到镉前驱体。对于碲前驱体，在惰性气氛中制备了含有过量TOP（三正锌基磷）的Te
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TOP 溶液和Te
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TOP
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ODE 溶液，后者是用ODE稀释Te
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TOP溶液得到的。
[0010]（4）将（2）中制备的硫化镉纳米板材料溶解在己烷中，并和十八烯，油酸和（3）中制备的镉前驱体一起装入三颈烧瓶中。溶液在室温下脱气，使己烷完全脱除。然后，溶液升到一定温度进一步脱气，以去除水和任何其他有机残留物。随后，在惰性气氛下继续升高溶液温度，用于碲化镉冠区生长。然后以一定速度注入（3）中制备的碲前驱体溶液，让合成物在反应一段时间，加入少量油酸后冷却至室温。将产物进行连续沉淀清洗并在己烷中分散，得到硫化镉/碲化镉纳米板材料。
[0011]（5）将（4）中制备的硫化镉/碲化镉纳米板材料溶解在己烷中，并和硫、十八烯（ODE）装入一个三颈烧瓶，溶液在室温下脱气半小时，以去除多余的氧气和挥发性溶剂。然后，将溶液在惰性气氛下加热，将二水合物醋酸镉迅速加入到反应中。反应一段时间后注入少量油酸，并将溶液温度降至室温，进行沉淀提纯后将所得到的纳米板结构硫化镉/碲化镉/硫化镉量子阱材料溶解在己烷中。
[0012]（6）将ITO导电玻璃分别使用去离子水、丙酮、异丙醇清洗15
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25min，并在一定温度下用氮气烘干；（7）在手套箱中将PEDOT:PSS溶液用匀胶机旋涂在步骤（4）的ITO 导电玻璃上，然后将导电玻璃片放入加热台上进行退火；（8）将TFB溶于甲苯溶液，然后在手套箱中将溶液用匀胶机旋涂在步骤（5）的导电玻璃片上，然后将导电玻璃片放入加热台上进行退火；
（9）在手套箱中将CdS/CdTe/CdS量子阱溶液用匀胶机旋涂在步骤（6）的导电玻璃片上，然后将导电玻璃片放入加热台上进行退火；（10）在手套箱中将Zn
0.85
Mg
0.15
O溶液用匀胶机旋涂在步骤（7）的导电玻璃片上，然后将导电玻璃片放入加热台上进行退火；（11）将步骤（8）得到的导电玻璃片使用热蒸镀机蒸镀电极得到基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED。
[0013]进一步地，步骤（7）中所述的PEDOT:PSS溶液先经过0.45μm的过滤头过滤，退火温度为100
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120℃，环境条件是在氧气和水均小于1ppm的氮气气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED的制备方法，其特征在于：以硫化镉为种子，采用核
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种子侧向壳生长的方法获得碲化镉冠区，然后在碲化镉上得到硫化镉平面的量子阱材料为发光层，制备的包含有机空穴传输层、无机电子传输层、量子阱发光层的QWLED。2.根据权利要求1所述的基于纳米板异质结构CdS/CdTe/CdS量子阱发光层的QWLED的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）四水合硝酸镉和肉豆酸钠分别溶解在甲醇中，完全溶解后，将溶液混合并强烈搅拌反应，反应后经离心、洗涤、真空干燥得到肉豆蔻酸镉；（2）取步骤（1）的肉豆蔻酸镉，硫和十八烯混合，在室温下脱气0.5h，去除多余的氧气和挥发性溶剂；然后将溶液在惰性气氛下加热，将二水合物醋酸镉迅速加入到反应中，反应一段时间后注入少量油酸，并将溶液温度降至室温，进行沉淀提纯后得到硫化镉纳米板；（3）将二水醋酸镉，油酸和十八烯混合并在空气中加热并持续搅拌，当具有白色的均匀凝胶形成时，溶液冷却到室温，得到镉前驱体溶液；在惰性气氛中制备含有过量三正辛基磷的Te
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TOP 溶液，再十八烯稀释，得到Te
‑
TOP
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十八烯溶液，即为碲前驱体溶液；（4）将步骤（2）中的硫化镉纳米板溶解在己烷中，并和十八烯，油酸和步骤（3）中的镉前驱体溶液混合，并在室温下脱气，使己烷完全脱除，随后，在惰性气氛下继续升高溶液温度，用于碲化镉冠区生长，然后注入步骤（3）中碲前驱体溶液，反应后加入少量油酸后冷却至室温；经洗涤得到硫化镉/碲化镉纳米板材料；（5）将步骤（4）中的硫化镉/碲化镉纳米板材料溶解在己烷中，并和硫、十八烯混合，在室温下脱气半小时，以去除多余的氧气和挥发性溶剂，然后，将溶液在惰性气氛下加热，将二水合物醋酸镉迅速加入到反应中，反应一段时间后注入少量油酸，并将溶液温度降至室温，进行沉淀提纯后得到纳米板结构硫化镉/碲化镉/硫化镉量子阱材料；（6）将ITO导电玻璃分别使用去离子水、丙酮、异丙醇清洗15
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25min，并进行氮气烘干；（7）在手套箱中将PEDOT:PSS溶液用匀胶机旋涂在步骤（6）的ITO 导电玻璃上，然后将导电玻璃片放入加热台上进行退火；（8）将TFB溶于甲苯溶液，然后在手套箱中将溶液用匀胶机旋涂在步骤（7）的导电玻璃片上，然后将导电玻璃片放入加热台上进行退火；（9）在手套箱中将步骤（5）的纳米板结构硫化镉/碲化镉/硫化镉量子阱材料用匀胶机旋涂在步骤（6）的导电玻璃片上，然后将导电玻璃片放...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨尊先，郭太良，周元庆，伍文博，曾志伟，孟宗羿，叶芸，张永爱，陈恩果，周雄图，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：