一种氧化锌纳米材料及其制备方法、薄膜及光电器件技术

本发明专利技术公开了一种氧化锌纳米材料及其制备方法、薄膜及光电器件，其中，方法包括步骤：将锌盐、碱土金属盐和碱液混合反应得到第一溶液，向所述第一溶液加入镧系氧化物和镧系卤化物制备得到所述氧化锌纳米材料；或者，向锌盐溶液中加入碱液、镧系氧化物和镧系卤化物混合反应得到第二溶液，向所述第二溶液中加入碱土金属盐制备得到所述氧化锌纳米材料。本发明专利技术通过镧系元素和卤元素的共掺杂降低了氧化锌纳米颗粒自身的晶格畸变，提高了氧化锌纳米颗粒的完整度和薄膜的结晶度，从而增强了氧化锌纳米颗粒的电子迁移率。米颗粒的电子迁移率。米颗粒的电子迁移率。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锌纳米材料及其制备方法、薄膜及光电器件


[0001]本专利技术涉及光电器件领域，尤其涉及一种氧化锌纳米材料及其制备方法、薄膜及光电器件。

技术介绍

[0002]氧化锌纳米颗粒具有纤锌矿晶型结构，其在室温下有着较宽的带隙(3.37eV)和较强的激子束缚能(60meV)，并在可见绿光区(约520nm)有着强的荧光发射峰。由于氧化锌纳米颗粒优异的性能，引起了新型显示领域研究人员的强烈关注。目前，氧化锌纳米颗粒材料广泛地用于发光二级管(LED)、紫外光电探测器、光伏器件、透明电极、传感器、光催化等领域。氧化锌纳米颗粒材料之所以在新型显示领域如此受欢迎，主要有两方面的原因，一是制备氧化锌的原材料成本低、无毒、环境友好；二是其膜材料透光率高、较高电子迁移率、高载流子浓度等。
[0003]在不同显示器件中，需要的氧化锌功函数大小也不尽然相同，而氧化锌功函数和氧化锌颗粒粒径大小直接相关，所以为了使氧化锌功函数更好的与不同器件材料相匹配，对氧化锌粒径大小的调控不可或缺。此外氧化锌自身材料中还存在几种缺陷，分别为氧空位、锌空位、间隙氧、间隙锌、氧位锌和锌位氧。在这些缺陷的影响下，氧化锌纳米颗粒材料的价带与导带之间会形成缺陷能级，电子可以在这些缺陷能级之间、在缺陷能级和价带之间以及在缺陷能级和导带之间发生传导，而降低氧化锌纳米颗粒材料的电子传输速率。
[0004]因此，现有技术还有待于改进。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种氧化锌纳米材料及其制备方法、薄膜及光电器件，旨在解决现有氧化锌纳米颗粒自身存在晶格畸变，导致其电子传输能力较差的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种氧化锌纳米材料的制备方法，其中，包括步骤：
[0008]将锌盐、碱土金属盐和碱液混合反应得到第一溶液，向所述第一溶液加入镧系氧化物和镧系卤化物制备得到所述氧化锌纳米材料，所述锌盐与所述碱土金属盐、所述镧系氧化物、所述镧系卤化物的质量比为(1-7)：(0.05-0.1)：(0.1-0.3)：(0.1-0.2)；
[0009]或者，向锌盐溶液中加入碱液、镧系氧化物和镧系卤化物混合反应得到第二溶液，向所述第二溶液中加入碱土金属盐制备得到所述氧化锌纳米材料，所述锌盐与所述碱土金属盐、所述镧系氧化物、所述镧系卤化物的质量比为(1-7)：(0.05-0.1)：(0.1-0.3)：(0.1-0.2)。
[0010]所述氧化锌纳米材料的制备方法，其中，所述锌盐为醋酸锌，氯化锌，硝酸锌，硫酸锌中的一种或多种。
[0011]所述氧化锌纳米材料的制备方法，其中，所述碱土金属盐为醋酸镁，氯化钠，硝酸
钾，硫酸钙和氯化锂中的一种或多种。
[0012]所述氧化锌纳米材料的制备方法，其中，将锌盐、碱土金属盐和碱液混合反应得到第一溶液的步骤包括：
[0013]在搅拌的条件下将碱土金属盐的溶液以及碱液加入到所述锌盐的溶液中混合反应得到所述第一溶液；
[0014]和/或，向锌盐溶液中加入碱液、镧系氧化物和镧系卤化物混合反应得到第二溶液的步骤包括：
[0015]在搅拌的条件下向锌盐溶液中加入碱液、镧系氧化物和镧系卤化物混合反应得到第二溶液。
[0016]所述氧化锌纳米材料的制备方法，其中，所述将锌盐、碱土金属盐和碱液混合反应得到第一溶液的步骤中，所述锌盐与碱液中的碱性化合物的质量比为(1-7):(0.1-0.4)，所述碱土金属盐的溶液以及碱液的加入速率为0.01-0.05ml/min；
[0017]或者，在搅拌的条件下向锌盐溶液中加入碱液、镧系氧化物和镧系卤化物混合反应得到第二溶液的步骤中，所述锌盐溶液中的锌盐与碱液中的碱性化合物的质量比为(1-7):(0.1-0.4)，所述碱液的加入速率为0.01-0.05ml/min。
[0018]所述氧化锌纳米材料的制备方法，其中，所述向第一溶液加入镧系氧化物和镧系卤化物制备得到所述氧化锌纳米材料的步骤中包括：向第一溶液加入镧系氧化物和镧系卤化物并进行加热处理，制备得到所述氧化锌纳米材料，加热处理温度为200-300℃，和/或加热处理时间为1-4h；
[0019]或者，所述向所述第二溶液中加入碱土金属盐制备得到所述氧化锌纳米材料的步骤包括：向所述第二溶液中加入碱土金属盐并进行加热处理，制备得到所述氧化锌纳米材料，加热处理温度为200-300℃，和/或加热处理时间为1-4h。
[0020]所述氧化锌纳米材料的制备方法，其中，所述镧系氧化物为氧化镧，氧化铈，氧化铕和氧化钆中的一种或多种；和/或，所述镧系卤化物为氯化镧，氟化镧，碘化镧，氯化铈，氟化铈，碘化铈，氯化铕，氟化铕，碘化铕，氯化钆，氟化钆和碘化钆中的一种或多种。
[0021]一种多元素共掺杂氧化锌纳米材料，其中，采用本专利技术一种氧化锌纳米材料的制备方法制得。
[0022]一种薄膜，其中，所述薄膜的材料为本专利技术所述的多元素共掺杂氧化锌纳米材料。
[0023]一种光电器件，其中，包括电子传输层，所述电子传输包括本专利技术所述的薄膜。
[0024]有益效果：本专利技术提供的氧化锌纳米材料，通过镧系元素和卤元素的共掺杂降低了氧化锌纳米颗粒自身的晶格畸变，提高了氧化锌纳米颗粒的完整度和薄膜的结晶度，从而增强了氧化锌纳米颗粒的电子迁移率。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施方式中一种氧化锌纳米材料的制备方法的流程图。
[0026]图2为本专利技术另一实施方式中一种氧化锌纳米材料的制备方法的流程图。
[0027]图3为本专利技术实施方式中一种正装结构的量子点发光二极管的结构示意图。
[0028]图4为本专利技术实施方式中一种倒装结构的量子点发光二极管的结构示意图。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供一种氧化锌纳米材料及其制备方法、薄膜及光电器件，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。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。
[0030]请参阅图1，图1为本专利技术提供的一种氧化锌纳米材料的制备方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括步骤：
[0031]S10、将碱土金属盐的溶液以及碱液加入到所述锌盐的溶液中混合反应得到所述第一溶液；
[0032]S20、向所述第一溶液加入镧系氧化物和镧系卤化物制备得到所述氧化锌纳米材料，所述锌盐与所述碱土金属盐、所述镧系氧化物、所述镧系卤化物的质量比为(1-7)：(0.05-0.1)：(0.1-0.3)：(0.1-0.2)。
[0033]本实施例首先通过碱土金属元素的掺杂，调节氧化锌纳米颗粒的能带功函数，让电子能够更加容易的注入到发光层之中，然后通过镧系元素与卤元素的共掺杂改善氧化锌纳米颗粒的晶格畸变，当两种离子或两种以上离子取代氧原子或锌原子产生反尺寸效应时，多元素共掺杂可以补偿原离子和取代离子之间的离子半径差异，进而提高氧化锌纳米颗粒的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化锌纳米材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：将锌盐、碱土金属盐和碱液混合反应得到第一溶液，向所述第一溶液加入镧系氧化物和镧系卤化物制备得到所述氧化锌纳米材料，所述锌盐与所述碱土金属盐、所述镧系氧化物、所述镧系卤化物的质量比为(1-7)：(0.05-0.1)：(0.1-0.3)：(0.1-0.2)；或者，向锌盐溶液中加入碱液、镧系氧化物和镧系卤化物混合反应得到第二溶液，向所述第二溶液中加入碱土金属盐制备得到所述氧化锌纳米材料，所述锌盐与所述碱土金属盐、所述镧系氧化物、所述镧系卤化物的质量比为(1-7)：(0.05-0.1)：(0.1-0.3)：(0.1-0.2)。2.根据权利要求1所述氧化锌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述锌盐为醋酸锌，氯化锌，硝酸锌，硫酸锌中的一种或多种。3.根据权利要求1所述氧化锌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述碱土金属盐为醋酸镁，氯化钠，硝酸钾，硫酸钙和氯化锂中的一种或多种。4.根据权利要求1所述氧化锌纳米材料的制备方法，其特征在于，将锌盐、碱土金属盐和碱液混合反应得到第一溶液的步骤包括：在搅拌的条件下将碱土金属盐的溶液以及碱液加入到所述锌盐的溶液中混合反应得到所述第一溶液；和/或，向锌盐溶液中加入碱液、镧系氧化物和镧系卤化物混合反应得到第二溶液的步骤包括：在搅拌的条件下向锌盐溶液中加入碱液、镧系氧化物和镧系卤化物混合反应得到第二溶液。5.根据权利要求4所述氧化锌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述将锌盐、碱土金属盐和碱液混合反应得到第一溶液的步骤中，所述锌盐与碱液中的碱性化合物的质量比为(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓承雨，芦子哲，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：