[发明专利]一种交联纳米颗粒薄膜及制备方法与薄膜光电子器件

说明书

本发明公开一种交联纳米颗粒薄膜及制备方法与薄膜光电子器件，其中，包括：将纳米颗粒分散在溶剂中，并搅拌均匀，得到纳米颗粒溶液；通过溶液法将纳米颗粒溶液制成纳米颗粒薄膜，并通入组合气体，促使交联反应发生，得到交联纳米颗粒薄膜。本发明采用在纳米颗粒成膜时，通入组合气体，促使颗粒之间相互交联，由此增加颗粒之间的电学耦合，降低载流子传输的势垒，增加载流子迁移率，从而大幅度提升电学性能。

技术领域

本发明涉及器件薄膜制备领域，尤其涉及一种交联纳米颗粒薄膜及制备方法与薄膜光电子器件。

背景技术

氧化物纳米颗粒（或球形氧化物纳米晶）具有良好的结晶程度，这保证了其与体材料（低维材料）相似的光学、电学性质；另一方面，由于纳米颗粒自组装成膜的效果很好，使低成本的涂布制备工艺可以被应用。溶液法制备的光电子器件的过程中，纳米颗粒是形成相应氧化物薄膜的重要解决方案之一。常见的例子包括氧化锌（ZnO_x）纳米颗粒，氧化钛（TiO_x）颗粒的薄膜在发光二极管、薄膜太阳能电池、薄膜晶体管中作为传输电子的半导体材料；氧化镍（NiO_x）在同样器件中作为传输空穴的半导体材料。

尽管如此，纳米颗粒之间相互堆积形成的薄膜与体材料薄膜仍然存在区别，这主要体现在载流子的传输特性上。虽然纳米颗粒内部具有良好的结晶性，但这样的结构只局限在纳米级别的范围内，即便在密排的情况下，纳米颗粒之间往往是由绝缘的表面配体填充甚至没有任何物质填充。如此，纳米颗粒之间存在相当高的载流子传输势垒，载流子在纳米颗粒薄膜内部的传输只能遵循跳跃式传输的规律，这导致材料在薄膜尺度下表现出的载流子迁移率远小于相应的体材料薄膜。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种交联纳米颗粒薄膜及制备方法与薄膜光电子器件，旨在解决现有器件薄膜的载流子传输势垒较高，载流子迁移率较低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种交联纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，包括：

步骤A、将纳米颗粒分散在溶剂中，并搅拌均匀，得到纳米颗粒溶液；

步骤B、通过溶液法将纳米颗粒溶液制成纳米颗粒薄膜，并通入组合气体，促使交联反应发生，得到交联纳米颗粒薄膜。

所述的交联纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，所述组合气体包括还原性气体、氧气、水汽和二氧化碳。

所述的交联纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，还原性气体偏压控制在1~100Pa之间，氧气偏压控制在0~2×10⁴Pa之间，水汽偏压控制在0~2×10³Pa之间，二氧化碳偏压控制在0~100Pa之间。

所述的交联纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，所述步骤A中，所述纳米颗粒溶液的质量浓度为1~100mg/ml。

所述的交联纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，所述纳米颗粒为氧化物纳米颗粒、硫化物纳米颗粒、硒化物纳米颗粒、氮化物纳米颗粒、氟化物纳米颗粒中的一种或多种。

所述的交联纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，所述纳米颗粒的平均直径控制在5nm以内。

所述的交联纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，所述溶剂为醇类溶剂。

所述的交联纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，所述步骤B具体包括：

步骤B1、首先将纳米颗粒溶液置于密闭的环境中，通过溶液法将纳米颗粒溶液制成纳米颗粒薄膜；

步骤B2、然后往密闭的环境中通入组合气体，促使交联反应发生，得到交联纳米颗粒薄膜。

所述的交联纳米颗粒薄膜的制备方法，其中，所述步骤B具体包括：