[发明专利]无镉量子点及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无镉量子点及其制备方法，该无镉量子点包括核层和壳层，所述核层的材料的组成元素包括磷元素和铟元素，所述壳层包括包覆在所述核层上的内壳层及包覆在所述内壳层上的外壳层，所述内壳层的材料为ZnSeS，所述外壳层的材料为ZnS；所述无镉量子点的粒径大小为6nm～12nm，所述核层的半径为1.2nm～4.5nm，所述无镉量子点的荧光发射峰的波长范围在510nm～650nm，半峰宽为35nm～40nm，发光效率为70％～85％。本发明的无镉量子点的半峰宽较窄且发光效率较高。

技术领域

本发明涉及量子点制备领域，特别是涉及一种无镉量子点及其制备方法。

背景技术

在近十年里，半导体材料发展迅猛，其中量子点的研究引起国内外研究者的极大兴趣，成为最活跃的科学研究领域之一。在量子点的研究过程当中，人们逐渐把关注的焦点从II-VI族量子点(如CdSe量子点)移向III-V族量子点(如InP量子点)。由于共价键的稳定性，使得III-V量子点具有良好的光学稳定性，且低毒，在显示、照明、光学器件、生物医学、太阳能电池等领域展现出广阔的应用前景。其中，InP量子点具有良好的尺寸受限效应，PL光谱可以覆盖可见光波段，其合成技术的研究是III-V量子点中较为深入的材料，但是其合成质量仍然落后于II-VI族量子点，即存在半峰宽较宽、发光效率较低、合成工艺复杂和很难实现量产等问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种半峰宽较窄且发光效率较高的无镉量子点，同时提供一种合成工艺简单且容易量产的无镉量子点的制备方法。

一种无镉量子点，包括核层和壳层，所述核层的材料的组成元素包括磷元素和铟元素，所述壳层包括包覆在所述核层上的内壳层及包覆在所述内壳层上的外壳层，所述内壳层的材料为ZnSeS，所述外壳层的材料为ZnS；所述无镉量子点的粒径大小为6nm～12nm，所述核层的半径为1.2nm～4.5nm，所述无镉量子点的荧光发射峰的波长范围在510nm～650nm，半峰宽为35nm～40nm，发光效率为70％～85％。

在其中一个实施例中，所述核层的半径占所述无镉量子点的半径的比例为40％～75％。

在其中一个实施例中，所述核层中，所述磷元素与所述铟元素的摩尔比为(0.1～3)：1。

一种无镉量子点的制备方法，包括如下步骤：

将第一铟源、第一磷源与第一混合液混合，并在70℃～150℃下反应，得到第一反应液，所述第一混合液中含有第一配体、第一非络合溶剂和可选的晶种稳定剂；

将第二铟源、第二磷源与所述第一反应液混合，并在200℃～300℃下反应，得到第二反应液；

将硒源、第一硫源、所述第二反应液和第二混合液混合，并在200℃～350℃下进行反应，得到第三反应液，所述第二混合液中含有第一锌源、第二配体和第六非洛合溶剂；及

将第二硫源、第二锌源与所述第三反应液混合，并在200℃～350℃下进行反应，得到量子点。

在其中一个实施例中，所述将第一铟源、第一磷源与第一混合液混合的步骤包括：将所述第一铟源与第一磷源分别配成溶液，再以10mL/min～200mL/min的速率同时注射到所述第一混合液中。

在其中一个实施例中，所述将第二铟源、第二磷源与所述第一反应液混合的步骤包括：将所述第二铟源与第二磷源分别配成溶液，再依次以V₁、V₂至V_x的速率分x阶段注射到所述第一反应液中，其中V₁＝0.1mL/min～1.5mL/min，第m阶段的速率表示为V_m，V_m/V₁＝1+mp-p，p＝0.8～1.2。