无镉量子点及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种无镉量子点及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：S1，将第一前体、第一配体和溶剂混合，加热至第一温度，得到第一混合溶液；S2，将第二前体、第二配体和溶剂混合，在第二温度下加入第一混合溶液，制得第二混合溶液；S3，将第二混合溶液加热第一时间长度至第三温度，并在第三温度下恒温第二时间长度；S4，加热第三时间长度至第四温度，并在第四温度下恒温第四时间长度，制得量子点核。本申请的上述方法通过以多梯度加热技术控制量子点的成核和生长均一性，减小无镉量子点核的半半峰宽和量子点的半峰宽，提高无镉量子点发光效率。

Cadmium free quantum dots and their preparation

【技术实现步骤摘要】
无镉量子点及其制备方法
本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种无镉量子点及其制备方法。
技术介绍
量子点又称半导体纳米晶，由于其具有发光波长可调、发光效率高、稳定性好等优点，在显示、照明、生物及太阳能电池等领域有着广泛的应用。近年来，含CdSe、CdS等Ⅱ-Ⅵ族基量子点材料的研究取得了极大的进展，其发光效率、半峰宽、稳定性等性能得到很大提高，并已应用于显示、生物等领域。但是由于Cd是有毒的重金属，欧盟《关于化学品注册、评估、许可和限制的法规》(简称“REACH”)对进入其市场的货物中的含Cd量都做了严格的规定，其广泛应用受到一定限制，因此人们对环保型无镉量子点的研究从来没有放弃。如何提升无镉量子点的性能一直是研究的重点和难点。在无镉量子点中，Ⅲ-Ⅴ族InP基量子点成为研究的热点，有望替代含Cd量子点。近年来，无镉量子点的发展也取得了很大的进步，目前已经有商业化的应用。但是跟含镉量子点的性能比还存在差距，主要体现在半峰宽宽、发光效率低等方面。目前量子点核的制备方法主要有两种：一种是热注入法(hotinjection)，一种是加热法(heatingup)。热注入法是指，先把一种前体加热到一定温度，然后在高温把另一种前体注入，生成量子点核。此法可以将成核和生长分开，但是不易进行放大生产。加热法是指，把两种或多种反应前体混合，然后直接加热到设定温度，生成量子点核。该方法操作简单，适于大规模生产，但不能将成核和生长分开，一般只有在成核与生长相对合适的速率下，才能得到较高质量的量子点。因此，发展一种新的制备技术，降低无镉量子点的半峰宽，提高无镉量子点的荧光效率具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种无镉量子点及其制备方法，以解决现有技术中无镉量子点发光效率较低且发光半峰宽较大的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种无镉量子点的制备方法，包括以下步骤：S1，将第一前体、第一配体和溶剂混合，加热至第一温度，得到第一混合溶液；S2，将第二前体、第二配体和溶剂混合，在第二温度下加入上述第一混合溶液，制得第二混合溶液；S3，将上述第二混合溶液加热第一时间长度至第三温度，并在上述第三温度下恒温第二时间长度；S4，加热第三时间长度至第四温度，并在上述第四温度下恒温第四时间长度，制得量子点核。进一步地，上述步骤S3和步骤S4中上述加热反应的升温速率独立选自1～150℃/min，优选地，5～100℃/min。进一步地，上述第三温度和上述第四温度分别为30～310℃，上述第四温度高于上述第三温度。进一步地，上述第二时间长度和上述第四时间长度分别为1min～2h。进一步地，上述步骤S3中的加热过程可以为梯度加热过程，优选地，为多梯度加热过程。进一步地，上述步骤S3包括以下步骤：S31，将上述第二混合溶液加热第五时间长度至第五温度，并在上述第五温度下恒温第六时间长度；S32，重复上述步骤S31的操作一至三次，得到最终温度为上述第三温度的上述第二混合溶液；其中，上述步骤S31中的上述加热反应的升温速率与上述步骤S32中的相同或不同，上述步骤S31中的上述恒温反应的时间长度与上述步骤S32中的相同或不同。进一步地，上述第三温度不高于150℃，上述步骤S3中上述加热反应的升温速率独立选自5～75℃/min，上述步骤S4中上述加热反应的升温速率选自50～100℃/min。进一步地，上述第一前体与上述第二前体的摩尔比为50:1～1:50，优选10:1～1:10。进一步地，上述第一前体为Ⅲ族元素前体，上述第二前体为Ⅴ族元素前体。进一步地，上述第一前体还可以选自Zn、Mg、Ca、Sr、Al、Zr、Fe、Sc、Ti、Cr、Si和Ni元素前体中的一种或多种。进一步地，在上述步骤S4之后，上述制备方法还包括步骤S5，在上述量子点核外包覆壳层的过程。根据本专利技术的另一方面，提供了一种无镉量子点，采用上述的制备方法制备而成。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种光电器件，包括上述的制备方法制备而成的无镉量子点。应用本专利技术的技术方案，提供了一种无镉量子点的制备方法，上述方法通过以多梯度加热技术控制量子点的成核和生长均一性，减小无镉量子点核的半半峰宽和量子点的半峰宽，提高无镉量子点发光效率。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术所提供的一种无镉量子点的制备方法的流程示意图；图2示出了本申请实施例1中InP量子点核的紫外可见吸收光谱图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。正如
技术介绍
所描述的，现有技术中无镉量子点发光效率较低且发光半峰宽较大。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种无镉量子点的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：S1，将第一前体、第一配体和溶剂混合，加热至第一温度，得到第一混合溶液；S2，将第二前体、第二配体和溶剂混合，在第二温度下加入第一混合溶液，制得第二混合溶液；S3，将第二混合溶液加热第一时间长度至第三温度，并在第三温度下恒温第二时间长度；S4，加热第三时间长度至第四温度，并在第四温度下恒温第四时间长度，制得量子点核。步骤S1，将第一前体、第一配体和溶剂混合，加热至第一温度，使第一前体和第一配体在溶剂中充分溶解形成第一混合溶液。其中，第一配体选自辛酸、十酸、十二酸、十六酸、十八酸、油酸中的一种或多种，但不限于此。步骤S2，将第二前体、第二配体和溶剂混合，在第二温度下加入第一混合溶液，制得第二混合溶液。其中，第二配体选自膦配体(如：三辛基膦、三丁基膦)和/或胺配体(如：正己胺、八胺、十二胺和二丙胺、三辛胺)，但不限于此。本领域的技术人员可以理解的是，步骤S1中的第一温度的控制范围为使第一前体和第一配体在溶剂中充分溶解即可，当第一混合溶液形成后可选择自然降温或物理降温(比如采用冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无镉量子点的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/nS1，将第一前体、第一配体和溶剂混合，加热至第一温度，得到第一混合溶液；/nS2，将第二前体、第二配体和溶剂混合，在第二温度下加入所述第一混合溶液，制得第二混合溶液；/nS3，将所述第二混合溶液加热第一时间长度至第三温度，并在所述第三温度下恒温第二时间长度；/nS4，加热第三时间长度至第四温度，并在所述第四温度下恒温第四时间长度，制得量子点核。/n

【技术特征摘要】
1.一种无镉量子点的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1，将第一前体、第一配体和溶剂混合，加热至第一温度，得到第一混合溶液；
S2，将第二前体、第二配体和溶剂混合，在第二温度下加入所述第一混合溶液，制得第二混合溶液；
S3，将所述第二混合溶液加热第一时间长度至第三温度，并在所述第三温度下恒温第二时间长度；
S4，加热第三时间长度至第四温度，并在所述第四温度下恒温第四时间长度，制得量子点核。


2.根据权利要求1所述的无镉量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤S3和步骤S4中所述加热反应的升温速率独立选自1～150℃/min，优选地，5～100℃/min。


3.根据权利要求2所述的无镉量子点的制备方法，其特征在于，所述第三温度和所述第四温度分别为30～310℃，所述第四温度高于所述第三温度。


4.根据权利要求1所述的无镉量子点的制备方法，其特征在于，所述第二时间长度和所述第四时间长度分别为1min～2h。


5.根据权利要求3所述的无镉量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的加热过程为梯度加热过程，优选地，为多梯度加热过程。


6.根据权利要求5所述的无镉量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：
S31，将所述第二混合溶液加热第五时间长度至第五温度，并在所述第五温度下恒温第六时间长度；
S32，重复所述步骤S31的操作一至三次，得到最终温...

【专利技术属性】
技术研发人员：高静，余文华，
申请(专利权)人：纳晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33