[发明专利]载流子传输材料、载流子传输薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种载流子传输材料，所述载流子传输材料为复合纳米材料，且所述复合纳米材料为富勒烯掺杂的纳米SnO₂。本发明提供的载流子传输材料，以纳米SnO₂为主体材料，且在所述纳米SnO₂中掺杂有富勒烯。所述纳米SnO₂具有很低的价带能够有效地阻挡空穴，有利于电子传输效率。在此基础上，在所述纳米SnO₂中掺杂富勒烯，通过所述富勒烯对所述纳米SnO₂进行表面修饰处理，可降低纳米SnO₂的表面缺陷，从而减少电荷在传输过程中与缺陷的复合，提高载流子寿命。此外，所述纳米SnO₂的导带和所述富勒烯的LUMO能级十分匹配，从而利于电子的注入和传输，用作发光二极管器件的载流子传输材料时，能够增强器件的发光效率与显示性能。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种载流子传输材料、载流子传输薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

ZnO纳米颗粒具有稳定的纤锌矿晶型结构，在室温下有着较宽的带隙(3.37eV)和较强的激子束缚能(60meV)，在可见绿光区(约520nm)有着强的荧光发射峰。由于ZnO纳米颗粒优异的性能，引起了研究者强烈的关注，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。ZnO之所以在电子传输材料界如此受欢迎，主要有两方面的原因，一方面：制备方法简单、成本低、无毒、环境友好；另一方面：透光率高、较高电子迁移率、高载流子浓度，宽带隙。但是，仅采用ZnO纳米颗粒作为电子传输材料，会使器件其他层结构的材料、以及制备条件、溶解溶剂等受限。因此，开发其他具有高性能的电子传输材料显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载流子传输材料及其制备方法，旨在解决现有的电子传输材料多采用ZnO纳米颗粒，材料选择单一，不利于器件其他层结构的材料、制备方法优化的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种载流子传输材料，所述载流子传输材料为复合纳米材料，且所述复合纳米材料为富勒烯掺杂的纳米SnO₂。

一种载流子传输薄膜，所述载流子传输薄膜由上述的载流子传输材料制成。

一种载流子传输薄膜的制备方法，包括以下步骤：

提供锡盐和富勒烯的混合液，在所述混合液中加入碱液形成反应体系，在加热条件下，所述锡盐发生水解反应后，缩聚生成SnO₂，得到富勒烯和SnO₂的前驱体溶液；

将所述前驱体溶液沉积在基板上，经退火处理，得到载流子传输薄膜。

一种发光二极管器件，包括层叠结合的阳极、发光层、电子传输层和阴极，且所述电子传输层为上述的载流子传输薄膜；或所述电子传输层为按照上述方法制备得到的载流子传输薄膜。

本发明提供的载流子传输材料，以纳米SnO₂为主体材料，且在所述纳米SnO₂中掺杂有富勒烯。所述纳米SnO₂具有很低的价带能够有效地阻挡空穴，有利于电子传输效率。在此基础上，在所述纳米SnO₂中掺杂富勒烯，通过所述富勒烯对所述纳米SnO₂进行表面修饰处理，可降低纳米SnO₂的表面缺陷，从而减少电荷在传输过程中与缺陷的复合，提高载流子寿命。此外，所述纳米SnO₂的导带和所述富勒烯的LUMO能级十分匹配，从而利于电子的注入和传输，用作发光二极管器件的载流子传输材料时，能够增强器件的发光效率与显示性能。

本发明提供的载流子传输薄膜，由上述载流子传输材料制成，可以在提高电子传输效率的前提下，提高载流子寿命，从而在用作发光二极管器件的载流子传输层时，能够增强器件的发光效率与显示性能。