[发明专利]一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器

说明书

本发明涉及一种量子点分散液的制备方法，所述方法包括如下步骤：(I)将配体为油酸离子的量子点分散在第一溶剂中，得到第一分散液；(II)将甲基碘化胺分散在第二溶剂中，得到第二分散液；所述第二溶剂为第一溶剂和极性溶剂的混合溶剂；(III)将第二分散液滴加至第一分散液中，滴加完毕后得到置换溶液，静置进行配体置换，分离固体颗粒，将其分散在第三溶剂中，得到量子点的分散液。本发明提供的量子点分散液的制备方法能够避免团聚，获得碘配体且未团聚的量子点，室温下完成，成本较低；制备得到的光电探测器的敏感性高，制备方法简单易操作。

技术领域

本发明属于量子点的制备技术领域，尤其是涉及一种量子点分散液、其制备方法及包含其的光电探测器。

背景技术

光和半导体之间的相互作用使我们能够了解一些现象的机制，并将这些发现转化为我们在日常生活中使用的光电系统的基础。大多数光电系统需要光电检测器来检测光。光电检测器将光学信息转换为电信号，然后通过一系列专门设计的集成电路分析信号，以确定光线的亮度或颜色。

我们在日常生活中使用的光电探测器通常由硅(Si)，磷化镓/碳化硅(GaP/SiC)和砷化铟镓/锗(InGaAs/Ge)来检测光在紫外线(UV)，可见光和近红外(IR)光谱。对于远红外区域，通常选择硫化铅(PbS)，锑化铟(InTe)，砷化铟(InAs)或碲化汞镉(HgCdTe)。

为了达到更广泛的检测范围，制造了一些具有多层结构的检测器，例如：IR透射Si基光电二极管放置在PbS IR检测光电检测器上。这种结构肯定会增加成本，使制造难以完成。另外，这种结构无法搭到灵活的平台。在过去十年中，PbS半导体纳米晶体(QD)在大量材料研究中表现最好。通常称为量子点的PbS QD显示了制造这种多光谱光电探测器的潜力。在基于PbS QD的光电器件如LED和光伏方面取得的巨大进步。

而量子点一般合成之后会携带有机配体，以保证材料的稳定性，并且这一点在LED中可以防止空穴电子的复合，有利于发光。但是对于光电探测器来说，会影响它的导电性能，不利于空穴电子的传输。而将有机配体换为无机配体是一种可行性高，普遍被认可的方法，尤其是卤素配体。

但是，由于卤素配体，如碘配体在溶液中的表面活性很高，在溶液中直接进行卤素配体置换容易影响其稳定性，引起量子点的团聚。因此，如何开发一种能够在溶液中置换有机配体为碘配体的方法是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种量子点分散液的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(I)将配体为油酸离子的量子点分散在第一溶剂中，得到第一分散液；

(II)将甲基碘化胺分散在第二溶剂中，得到第二分散液；所述第二溶剂为第一溶剂和极性溶剂的混合溶剂；

(III)将第二分散液滴加至第一分散液中，滴加完毕后得到置换溶液，静置进行配体置换，分离固体颗粒，将其分散在第三溶剂中，得到量子点的分散液。

本发明在配体置换过程中，第一溶剂可以分散量子点，极性溶剂能够分散甲基碘化胺提供电荷环境，在第二分散液滴加至第一分散液之后，碘离子置换油酸离子，被置换下来的油酸离子和甲胺离子结合，在溶液中起到空间位阻的作用，能够有效防止置换后的碘配体量子点团聚。

本发明对量子点的种类不做具体限定，优选所述量子点包括硫化铅量子点、硒化铅量子点中的任意1种或至少2种的组合。

优选地，所述第一溶剂为非极性溶剂。

优选地，所述第二溶剂中，第一溶剂和极性溶剂按体积比1.8:1～2.2:1(例如1.9:1、2.0:1、2.1:1等)混合的混合溶液。