复合材料及其制备方法和量子点发光二极管技术

本发明专利技术属于纳米材料技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管。所述复合材料包括NiO纳米颗粒以及掺杂在所述NiO纳米颗粒中的Li元素和Ag元素。Li和Ag的共掺杂提高了宽禁带半导体NiO的导电性，该复合材料传输空穴时空穴载流子浓度得到了较大幅度的提高，电阻率大幅度减小，比单独掺入一种受主具有更大优势，将该复合材料用于发光器件中，可显著提升器件的整体发光与显示性能。

Composite materials, preparation methods and quantum dot light emitting diodes

【技术实现步骤摘要】
复合材料及其制备方法和量子点发光二极管
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管。
技术介绍
NiO作为一种p型半导体材料，因其具备可调控的带隙(带隙为3.6eV-4.0eV，HOMO能级为-5.4eV--5.0eV，LUMO能级为-1.6eV)，在紫外光区域、可见光区域以及近红外光区域具备较高的透光性能，优异的化学稳定性和独特的光、电、磁性质等优势，可广泛应用于电致变色器件、有机发光二极管、气敏传感器、染料敏化太阳能电池和p-n异质结。相比有机空穴传输材料，无机空穴传输材料更具优势，无机材料的采用有效解决了有机材料吸水而导致器件性能降低的问题。在电致变色器件中，以NiO为空穴传输材料的发光效率最高。但是与其他材料相比，NiO导电性较差。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管，旨在解决现有NiO作为空穴传输材料其导电性能差的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种复合材料，所述复合材料包括NiO纳米颗粒以及掺杂在所述NiO纳米颗粒中的Li元素和Ag元素。本专利技术提供一种受主(Li)-受主(Ag)共掺杂NiO纳米颗粒的复合材料，该复合材料中，IA族元素Li替代Ni具有较浅的受主能级，且IB族元素Ag取代NiO中的Ni原子，使得NiO体系中的价带导带均向左偏移，并在费米能级处形成了杂质能级，使体系显示出p型掺杂的性质，Li+和Ag+进入NiO晶格中将诱发分子轨道重新排布，且自旋向上的电子态密度在费米能级上形成了一个小峰，表明体系具有金属性，而自旋向下的电子态密度却存在一定的带隙，呈现出半导体性质；因此，Li和Ag的共掺杂提高了宽禁带半导体NiO的导电性，该复合材料传输空穴时空穴载流子浓度得到了较大幅度的提高，电阻率大幅度减小，比单独掺入一种受主具有更大优势，将该复合材料用于发光器件中，可显著提升器件的整体发光与显示性能。本专利技术另一方面提供一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：提供锂盐、银盐和镍盐；将所述锂盐、银盐和镍盐溶于溶剂中，在碱性条件下进行加热处理，得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液进行退火处理，得到所述复合材料。本专利技术提供的复合材料的制备方法，先利用锂盐、银盐和镍盐制备前驱体溶液，然后将前驱体溶液进行退火处理，即得到一种Li和Ag共掺杂的p型NiO纳米颗粒的复合材料；该制备方法是一种溶胶-凝胶法，方法简单易行，适合大面积、大规模制备，最终制得的复合材料的导电性得到了提高，在传输空穴时空穴载流子浓度得到了较大幅度的提高，电阻率大幅度减小，比单独掺入一种受主的具有更大优势，具有更好的空穴传输性能。最后，本专利技术还提供一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间量子点发光层，所述阳极和所述量子点发光层之间还设置有空穴传输层，所述空穴传输层的材料为本专利技术的上述复合材料。本专利技术提供的量子点发光二极管中的空穴传输层，由本专利技术特有的复合材料组成，该复合材料可增加空穴传输层的导电性，在传输空穴时空穴载流子浓度得到了较大幅度的提高，电阻率大幅度减小，具有更好的空穴传输性能，最终提升了器件的整体发光性能和显示性能。附图说明图1为本专利技术实施例4中的QLED器件结构示意图。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。一方面，本专利技术实施例提供了一种复合材料，所述复合材料包括NiO纳米颗粒以及掺杂在所述NiO纳米颗粒中的Li元素和Ag元素。本专利技术实施例提供一种受主(Li)-受主(Ag)共掺杂NiO纳米颗粒的复合材料，该复合材料中，IA族元素Li替代Ni具有较浅的受主能级，且IB族元素Ag取代NiO中的Ni原子，使得NiO体系中的价带导带均向左偏移，并在费米能级处形成了杂质能级，使体系显示出p型掺杂的性质，Li+和Ag+进入NiO晶格中将诱发分子轨道重新排布，且自旋向上的电子态密度在费米能级上形成了一个小峰，表明体系具有金属性，而自旋向下的电子态密度却存在一定的带隙，呈现出半导体性质；因此，Li和Ag的共掺杂提高了宽禁带半导体NiO的导电性，该复合材料传输空穴时空穴载流子浓度得到了较大幅度的提高，电阻率大幅度减小，比单独掺入一种受主具有更大优势，将该复合材料用于发光器件中，可显著提升器件的整体发光与显示性能。进一步地，本专利技术实施例提供的复合材料中，Li元素和Ag元素的总摩尔量与Ni元素的摩尔量之比为(0.001-0.01)：1。当Li和Ag掺杂量达到一定值(大于0.01：1)后，Li和Ag在NiO纳米颗粒中的固溶度达到饱和，掺杂量继续增大时，Li和Ag会聚集在NiO晶粒的表面，形成新相，降低了NiO纳米颗粒的有效比表面积；而Li和Ag进入NiO的晶格内部，引起晶格的膨胀，产生较大的晶格畸变和应变能，即掺杂量的增大会引起晶格的突变，形成新的晶格和Li2O/Ag2O的生成。当Li和Ag掺杂量太低时(小于0.001：1)，则Li和Ag在反应过程中发生损耗，无法实现有效的掺杂。更进一步地，Li元素和Ag元素的摩尔比为1：(2-3)；因Ag对于调节NiO的受主能级有关键作用，其掺杂量应比Li掺杂量多，通过控制Li：Ag的摩尔比在1：(2-3)范围内。进一步地，本专利技术实施例的所述复合材料用作量子点发光二极管的空穴传输材料。另一方面，本专利技术实施例提供一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：S01：提供锂盐、银盐和镍盐；S02：将所述锂盐、银盐和镍盐溶于溶剂中，在碱性条件下进行加热处理，得到前驱体溶液；S03：将所述前驱体溶液进行退火处理，得到所述复合材料。本专利技术实施例提供的复合材料的制备方法，先利用锂盐、银盐和镍盐制备前驱体溶液，然后将前驱体溶液进行退火处理，即得到一种Li和Ag共掺杂的p型NiO纳米颗粒的复合材料；该制备方法是一种溶胶-凝胶法，方法简单易行，适合大面积、大规模制备，最终制得的复合材料的导电性得到了提高，在传输空穴时空穴载流子浓度得到了较大幅度的提高，电阻率大幅度减小，比单独掺入一种受主的具有更大优势，具有更好的空穴传输性能。进一步地，在上述步骤S01中，所述镍盐为可溶性无机镍盐或有机镍盐，具体选自醋酸镍、硝酸镍、氯化镍、硫酸镍、四水合乙酸镍中的至少一种。所述银盐选自硝酸银、氯化银、溴化银和碘化银中的至少一种；所述锂盐选自硝酸锂、氯化锂和硫酸锂中的至少一种；所述溶剂为有机溶剂，具体选自异丙醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇和己醇中的至少一种。进一步地，在上述步骤S02中：将所述锂盐、银盐和镍盐溶于溶剂中，在碱性条件下进行加热处理，得到前驱体溶液的步骤中，所述碱性条件的pH为12-13，当pH值为12-13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括NiO纳米颗粒以及掺杂在所述NiO纳米颗粒中的Li元素和Ag元素。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括NiO纳米颗粒以及掺杂在所述NiO纳米颗粒中的Li元素和Ag元素。


2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，在所述复合材料中，
Li元素和Ag元素的摩尔比为1：(2-3)；和/或
Li元素和Ag元素的总摩尔量与Ni元素的摩尔量之比为(0.001-0.01)：1。


3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料用作量子点发光二极管的空穴传输材料。


4.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供锂盐、银盐和镍盐；
将所述锂盐、银盐和镍盐溶于溶剂中，在碱性条件下进行加热处理，得到前驱体溶液；
将所述前驱体溶液进行退火处理，得到所述复合材料。


5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，按Li元素和Ag元素的总摩尔量与Ni元素的摩尔量之比为(0.001-0.01)：1，将所述锂盐、银盐和镍盐溶于溶剂中。


6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，按Li元素和Ag元素的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：何斯纳，吴龙佳，吴劲衡，
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