【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电材料器件领域，具体涉及一种大面积高性能量子点薄膜的制备方法及其运用，可应用于新型显示、白光照明、光电探测器、激光器等领域。
技术介绍
1、量子点(quantum dot，qd)是一种纳米材料，能够对导带电子、价带空穴和激子在三个空间维度上产生束缚作用。与稀土荧光粉(rare earth phosphor)、有机荧光分子(organic molecule)等传统的发光材料相比，量子点具有显著的优势：(1)可通过调整尺寸和成分调节带隙实现广阔的色域；(2)超高的光致发光量子产率；(3)基于窄发射光谱的高色彩准确性；(4)成本低且合成工艺可扩展；(5)可见光区域的光散射效应小；(6)与传统器件制造工艺兼容等，这些优点使量子点从众多发光材料中脱颖而出，在照明器件、新型显示器、光电探测器、激光器方面具有极大应用潜力。然而，由于表面缺陷、溶剂效应、光照或氧化环境以及结构缺陷等因素，量子点容易产生表面结构受损或者晶体结构畸变，从而会影响其在应用中的稳定性和性能表现。
2、为了推动量子点的商业化进程及其在照明、显示、探测等领域的进一步应用创新和性能提升，有研究从配体、晶体结构、表面缺陷钝化、优化合成方法等方面入手，对量子点的稳定性、光学性能进行调节，甚至催生新功能的开发。
3、目前，制备量子点薄膜的主流方法有：自组装法、溶液蒸发法、纳米印刷法等，这些方法存在成本高、厚度不均匀、薄膜质量不稳定、工艺复杂等问题，不适用于大规模工业生产及大面积薄膜制备。因此，亟待设计一种工艺简单、成本节约且实现薄膜表面平整、
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种大面积高性能量子点薄膜的制备方法。
2、所述制备方法包括以下步骤：
3、s1、将量子点前驱体组分和有机磷酸溶解于有机溶剂中，制得前驱体溶液；
4、s2、在所述前驱体溶液中加入聚合物，混合均匀，得到膜溶液；
5、s3、将所述膜溶液涂布在衬底材料上，然后退火处理，获得量子点薄膜；
6、所述的量子点薄膜包括有机磷酸和聚合物修饰的量子点。
7、优选的，所述量子点包括：iii-v族量子点、iv族量子点、ii-vi族量子点和钙钛矿量子点中至少一种。
8、优选的，所述ii-vi族量子点为包括锌、镉和硫、硒、碲元素的量子点；所述钙钛矿量子点的结构式为abx3，其中a是铯、铷、胺基、脒基中的至少一种元素或者基团，b为铅、锡、铜、锌、锗、砷、锰中的至少一种，x为氯、溴、碘中的至少至少一种元素。
9、优选的，所述有机磷酸的有机连接基团包括：烃类、芳香族类、醇类、醚类、酮类、醛类、酸类、酯类、胺类、卤代烃类中至少一种。
10、优选的，所述有机溶剂为可溶解前驱体组分的有机溶剂，包括酰胺类溶剂、砜类溶剂、亚砜类溶剂、酯类溶剂、烃类、卤代烃类溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、醚类溶剂、芳香烃溶剂中的至少一种。
11、优选的，在所述的s1步骤中，每一种所述的前驱体组分和有机磷酸的摩尔比为1:
12、(0.2-0.5)。
13、优选的，在所述的s2步骤中，所述聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚丙烯腈(pan)、聚氯乙烯(pvc)、聚偏氟乙烯(pvdc)、聚苯乙烯(ps)、聚碳酸酯(pc)中的至少一种；所述聚合物与有机溶剂的质量比为1:(5-40)。
14、优选的，在所述的s3步骤中，所述的退火方式为红外辐射退火、高温真空退火中的一种退火方式；更优选的，所述的退火方式为高温真空退火，所述的高温真空退火的温度为50-120℃，退火时间为10-120min，真空处理气压为不低于10-3个标准大气压。
15、优选的，在所述的s3步骤中，所述涂布的方法为旋涂法、刮涂法、狭缝式连续涂布法、浸渍提拉法或者喷涂法；
16、更优选的，所述涂布的方法为刮涂法，刮涂速度为3.0-20.0mm/s，刮刀高度为50-150μm。
17、本专利技术还涉及一种依据本专利技术的量子点薄膜的制备方法获得的量子点薄膜在照明器件、显示器件、光电探测器或者激光器中的运用。
18、与现有的量子点薄膜的制备方法相比，本专利技术具有以下优异效果：
19、(1)本专利技术的制备方法适用于大面积制备量子点薄膜，且方法简单、成本低，获得最终的薄膜粗糙度低、缺陷密度低、厚度均匀、发光明亮均匀。
20、(2)本专利技术在制备薄膜的前驱体溶液中引入了一种新型配体以修饰量子点结构：有机磷酸，可以明显地提升量子点在热、水、氧条件下的稳定性与光学性能。本专利技术尤其适用于解决金属卤化物钙钛矿量子点薄膜的光学稳定和光亮度问题，因为这类量子点需要经受紫外光、蓝光的激发，量子点易发生配体脱落、离子迁移等产生缺陷，导致发光效率降低，因此加入稳定剂聚合物，包覆于有配体配位的量子点的表面，能提升量子点的稳定性。
21、(3)所述的有机磷酸更优选的是苄基磷酸(bpa)，由于bpa具有更短的有机连接基团，在量子点薄膜形成过程中可以有效进入量子点晶体内部，与表面位点有效配位并降低缺陷密度，形成稳定的量子点结构。更优选的是，每一种所述的前驱体组分和bpa的摩尔比为1:(0.2-0.5)，过低的bpa会导致配位作用不强、表面缺陷密度仍然较高、光学性能的提升效果并不明显，而过高含量的bpa会导致强酸性条件，会影响量子点薄膜的结晶形成质量，最终产生光致发光强度下降的效果。
22、(4)另外，本专利技术的制备方法中，通过改进步骤，即先加入前驱体组分和配体分散在溶剂中，形成配体均匀分散的前驱体溶液后，再加入聚合物再混合以形成均匀的膜溶液，该分散均匀的膜溶液可以实现最终制备的量子点的表面均匀分散聚合物和配体，以形成光性能和厚度都均匀一致的量子点膜层。
23、(5)本专利技术采用均匀的涂布方法，例如采用旋涂、刮涂、狭缝式连续涂布、浸渍提拉法、喷涂法等涂布方式，制备出的大面积高性能量子点薄膜粗糙度低、缺陷密度低、厚度均匀、发光明亮均匀。进一步的，可以选择刮涂法制备量子点薄膜，刮涂方法操作简单高效，对设备要求低，能够更高效地利用原材料，在最大程度上降低成本。
24、(6)本专利技术的制备方法易于制备大面积高性能量子点薄膜，在显示、照明、激光器、光电探测器等领域均具有工业运用前景。
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1.一种量子点薄膜的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：所述量子点包括：III-V族量子点、IV族量子点、II-VI族量子点和钙钛矿量子点中至少一种。
3.根据权利要求2所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：所述钙钛矿量子点的结构式为ABX3，其中A是铯、铷元素或者胺基、脒基基团，B为铅、锡、铜、锌、锗、砷、锰中的至少一种，X为氯、溴、碘中的至少一种元素。
4.根据权利要求1所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：所述有机磷酸的有机连接基团包括：烃类、芳香族类、醇类、醚类、酮类、醛类、酸类、酯类、胺类、卤代烃类中至少一种。
5.根据权利要求2所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为可溶解前驱体组分的有机溶剂，包括酰胺类溶剂、砜类溶剂、亚砜类溶剂、酯类溶剂、烃类、卤代烃类溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、醚类溶剂、芳香烃溶剂中的至少一种；更优选的，所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜至少一种。
6.根据权利要求1所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：在所述
7.根据权利要求1所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：在所述的S2步骤中，所述聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDC)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)中的至少一种；所述聚合物与有机溶剂的质量比为1:(5-40)。
8.根据权利要求1所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：在所述的S3步骤中，所述的退火方式为红外辐射退火、高温真空退火中的一种退火方式；更优选的，所述的退火方式为高温真空退火，所述的高温真空退火的温度为50-120℃，退火时间为10-120min，真空处理气压为不低于10-3个标准大气压。
9.根据权利要求1所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于，在所述的S3步骤中，所述涂布的方法为旋涂法、刮涂法、狭缝式连续涂布法、浸渍提拉法或者喷涂法；
10.根据权利要求1～9任一项所述的量子点薄膜的制备方法获得的量子点薄膜在照明器件、显示器件、光电探测器、激光器中的运用。
...【技术特征摘要】
1.一种量子点薄膜的制备方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：所述量子点包括：iii-v族量子点、iv族量子点、ii-vi族量子点和钙钛矿量子点中至少一种。
3.根据权利要求2所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：所述钙钛矿量子点的结构式为abx3，其中a是铯、铷元素或者胺基、脒基基团，b为铅、锡、铜、锌、锗、砷、锰中的至少一种，x为氯、溴、碘中的至少一种元素。
4.根据权利要求1所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：所述有机磷酸的有机连接基团包括：烃类、芳香族类、醇类、醚类、酮类、醛类、酸类、酯类、胺类、卤代烃类中至少一种。
5.根据权利要求2所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为可溶解前驱体组分的有机溶剂，包括酰胺类溶剂、砜类溶剂、亚砜类溶剂、酯类溶剂、烃类、卤代烃类溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、醚类溶剂、芳香烃溶剂中的至少一种；更优选的，所述的有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜至少一种。
6.根据权利要求1所述的量子点薄膜的制备方法，其特征在于：在所述的s1...
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