MXn薄膜的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种MXn薄膜的制备方法，包括以下步骤：提供MXm粉末，将所述MXm粉末分散在溶剂中，得到MXm分散液；在所述MXm分散液中加入(NH4)2X，搅拌或超声处理直至得到澄清的混合溶液；将所述混合溶液进行加热搅拌处理，得到多硫化物前驱体溶液，然后通过溶液加工法沉积膜层；将所述膜层在80‑120℃退火处理后，在还原或惰性气氛下，于250‑300℃条件下进行加热处理，得到MXn薄膜，其中，所述MXm、(NH4)2X、MXn中，X为S、Se中的至少一种；所述MXm、MXn中，M为Mo、W、V、Nb、Ta中的一种，所述MXm中，m的取值范围为2≤m≤3；所述MXn中，n的取值范围为2≤n﹤3，且n≤m。

【技术实现步骤摘要】
MXn薄膜的制备方法及其应用
本专利技术属于平板显示
，尤其涉及一种MXn薄膜的制备方法及其应用。
技术介绍
量子点发光二极管(QLED)具有半高峰宽(FWHM)窄、颜色可调、可溶液法制备等优点，促使其成为了下一代显示科技的有力竞争者。为了更好地推进QLED器件的应用，科研工作者从不同的角度对QLED器件展开了研究。有学者从QLED器件的层结构及其材料出发，对量子点(QDs)及其发光层、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)和电极进行研究；有学者结合QLED器件的结构、性能和稳定性进行研究。而在这些研究中，QLED器件的稳定性成为商业关注的重点。目前，QLED器件中，由于空穴注入材料PEDOT:PSS具有酸性和易吸水性，对ITO、QLED器件造成了不同程度的损害和衰减，进而影响了QLED器件的稳定性。为了解决该问题，目前常用的方法是采用PEODT：PSS替代材料，PEODT：PSS替代材料中，使用最多的就是金属氧化物，比如氧化钼、氧化镍或者氧化铜等。目前有报道太阳能电池中，硫族金属化合物化物也被用来替代PEDOT:PSS，例如硫化钼和硫化铜。硫化物因其具有较高的载流子迁移率200-500cm2·V-1·s-1的特点被广泛应用于光催化、晶体管和太阳能电池中。但是目前金属硫族化合物大多数通过如下两种方式制备获得，或者在下述两种方法的基础上稍微改进制备获得。第一种方法是：将MoS2和NVP混合，超声震荡2小时候，离心处理，将产物放散在DMF溶液中，得到MoS2；第二种方法是：将MoS2、C4H9Li和己烷在氩气环境下搅拌48小时，离心处理得到MoS2。然而，上述方法制备过程十分复杂，而且其需要在惰性气体中进行制备，可见其对制备环境的要求苛刻，并且其实验具有一定的危险性，不适于QLED器件领域。因此，如何提供一种方法简单、且能应用到QLED器件制备领域中的MSx(M＝Mo/W/V/Nb/Ta,S＝S/Se)制备方法，仍是目前需要解决的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种MXn薄膜的制备方法及其应用，旨在解决现有的MXn制备方法方法复杂、对环境要求苛刻、安全性差，且不适于QLED器件领域制备成膜的问题。本专利技术是这样实现的，一种MXn薄膜的制备方法，包括以下步骤：提供MXm粉末，将所述MXm粉末分散在溶剂中，得到MXm分散液；在所述MXm分散液中加入(NH4)2X，搅拌或超声处理直至得到澄清的混合溶液；将所述混合溶液进行加热搅拌处理，得到多硫化物前驱体溶液，然后通过溶液加工法沉积膜层；将所述膜层在80-120℃退火处理后，在还原或惰性气氛下，于250-300℃条件下进行加热处理，得到MXn薄膜，其中，所述MXm、(NH4)2X、中，X为S、Se中的至少一种；所述MXm、MXn中，M为Mo、W、V、Nb、Ta中的一种，所述MXm中，m的取值范围为2≤m≤3；所述MXn中，n的取值范围为2≤n﹤3，且n≤m。以及，一种QLED器件，包括依次层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极，所述空穴注入层为上述方法制备的MXn薄膜中的至少一种。相应的，一种QLED器件的制备方法，包括以下步骤：提供底电极基板，按照上述方法在所述底电极基板上制备MXn薄膜，形成空穴注入层；在所述空穴注入层上依次沉积空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和顶电极。本专利技术提供的MXn薄膜的制备方法，可以通过高价态硫属化合物制备得到低价态硫属化合物薄膜；或者将同价态的硫属化合物转化为均匀稳定的溶液，进而得到均匀稳定的膜层。该方法简单安全，可以采用溶液法制备成膜，可以应用到QLED器件领域制备功能层。本专利技术提供的QLED器件，采用上述方法制备得到空穴注入层，可以有效降低空穴的注入势垒，进一步平衡空穴和电子的注入，提高空穴和电子的复合；且由于所述MXn具有很好的稳定性，从而可以提高QLED器件的稳定性。本专利技术提供的QLED器件的制备方法，只需在原有的基础上，通过上述方法采用溶液法制备空穴注入层即可，方法简单可靠，安全性高。附图说明图1是本专利技术实施例7制备得到的QLED结构示意图；图2是本专利技术实施例8制备得到的QLED结构示意图；图3是本专利技术实施例9制备得到的QLED结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种MXn薄膜的制备方法，包括以下步骤：S01.提供MXm粉末，将所述MXm粉末分散在溶剂中，得到MXm分散液；S02.在所述MXm分散液中加入(NH4)2X，搅拌或超声处理直至得到澄清的混合溶液；S03.将所述混合溶液进行加热搅拌处理，得到多硫化物前驱体溶液，然后通过溶液加工法沉积膜层；S04.将所述膜层在80-120℃退火处理后，在还原或惰性气氛下，于250-300℃条件下进行加热处理，得到MXn薄膜，其中，所述MXm、(NH4)2X、中，X为S、Se中的至少一种；所述MXm、MXn中，M为Mo、W、V、Nb、Ta中的一种，所述MXm中，m的取值范围为2≤m≤3；所述MXn中，n的取值范围为2≤n﹤3，且n≤m。具体的，上述步骤S01中，所述MXm粉末为金属硫化物粉末，即其中，M为Mo、W、V、Nb、Ta中的一种，X为硫属元素(ⅥA族元素)，包括S、Se中的至少一种。具体的，所述MXn包括MoS2、WS2、MoSe2、WSe2、VS2、VSe2、TaS2、NbS2、TaSe2、NbSe2。将所述MXm粉末分散在溶剂中，得到MXm分散液。其中，所述溶剂为不能溶解所述MXm粉末、但能溶解下述步骤S03中的多硫化物前驱体溶液的溶剂，具体的，本专利技术实施例为水。由于所述MXm粉末本身不溶于水，因此，可以通过重复溶剂法沉积，来制备MXn薄膜，调节该层的功函数，以使得其作为QLED空穴注入层时，能适应紧邻的空穴传输层和电极。上述步骤S02中，在所述MXm分散液中加入(NH4)2X，所述(NH4)2X为硫属铵盐化合物，可以在下述步骤中与所述MXm粉末结合形成多硫化物前驱体溶液，进而通过溶液加工法形成均匀的膜层。具体的，通过搅拌或超声处理使得所述(NH4)2X和MXm充分混合，得到澄清的混合溶液。本专利技术实施例中，优选的，所述MXm与所述(NH4)2X的摩尔比为1：(1-3)。若所述MXm与所述(NH4)2X的摩尔比过低，将导致MXn无法全部溶解于水中；MXm与所述(NH4)2X的摩尔比过高，将导致过多分副产物无法分解，影响目标物质的性能。作为最佳实施例，所述MXm与所述(NH4)2X的摩尔比为1：1。上述步骤S03中，将所述混合溶液进行加热搅拌处理，使所述(NH4)2X和所述MXm充分结合，形成可溶解的多硫化物前驱体溶液。该步骤中，主要反应过程为：MXm+(NH4)2X→(NH4)2MX4，其中，X为S或Se或SySe4-y，其中，0<y<4。该反应得到的产物(NH4)2MX4即为多硫化物前驱体。该前驱体可以在溶剂中形成溶液状态，将硫属化合物以前驱体的形式，通过溶液加工法稳定转移至基底上，经过后述的退火、加热处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MXn薄膜的制备方法，包括以下步骤：提供MXm粉末，将所述MXm粉末分散在溶剂中，得到MXm分散液；在所述MXm分散液中加入(NH4)2X，搅拌或超声处理直至得到澄清的混合溶液；将所述混合溶液进行加热搅拌处理，得到多硫化物前驱体溶液，然后通过溶液加工法沉积膜层；将所述膜层在80‑120℃退火处理后，在还原或惰性气氛下，于250‑300℃条件下进行加热处理，得到MXn薄膜，其中，所述MXm、(NH4)2X、中，X为S、Se中的至少一种；所述MXm、MXn中，M为Mo、W、V、Nb、Ta中的一种，所述MXm中，m的取值范围为2≤m≤3；所述MXn中，n的取值范围为2≤n﹤3，且n≤m。

【技术特征摘要】
1.一种MXn薄膜的制备方法，包括以下步骤：提供MXm粉末，将所述MXm粉末分散在溶剂中，得到MXm分散液；在所述MXm分散液中加入(NH4)2X，搅拌或超声处理直至得到澄清的混合溶液；将所述混合溶液进行加热搅拌处理，得到多硫化物前驱体溶液，然后通过溶液加工法沉积膜层；将所述膜层在80-120℃退火处理后，在还原或惰性气氛下，于250-300℃条件下进行加热处理，得到MXn薄膜，其中，所述MXm、(NH4)2X、中，X为S、Se中的至少一种；所述MXm、MXn中，M为Mo、W、V、Nb、Ta中的一种，所述MXm中，m的取值范围为2≤m≤3；所述MXn中，n的取值范围为2≤n﹤3，且n≤m。2.如权利要求1所述的MXn薄膜的制备方法，其特征在于，所述MXm与所述(NH4)2X的摩尔比为1：(1-3)。3.如权利要求1所述的MXn薄膜的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌处理的温度为50-80℃，时间为30-60min。4.如权利要求1所述的MXn薄膜的制备方法，其特征在于，所述MXn包括MoS2、WS2、MoSe2、WSe2、VS2、VSe2、TaS2、NbS2、TaSe2、NbSe2；和/或所述MXm包括MoS3、WS3、MoSe3、WSe3、V2S5、V2Se5、TaS2、NbS2、TaSe2、NbSe2。5.如权利要求1-4任一所述的MXn薄膜的制备方法，其特征在于，所述溶液加工法的方法包括旋涂、刮涂、喷涂、喷墨打印。6.一种QLED器件，包括依次层叠设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，曹蔚然，李龙基，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44