[发明专利]一种双金属共掺杂硫化锌薄膜及其制备方法与量子点发光二极管

说明书

本发明公开了一种双金属共掺杂硫化锌薄膜及其制备方法与量子点发光二极管，其中，所述制备方法包括步骤：将锌盐、铟盐以及银盐分散在有机溶剂中，得到金属盐溶液；将所述金属盐溶液与硫源混合，反应得到铟、银掺杂的硫化锌纳米颗粒溶液；将所述铟、银掺杂的硫化锌纳米颗粒溶液制备成膜，制得双金属共掺杂硫化锌薄膜。本发明通过引入少量In、Ag元素在ZnS纳米颗粒上，替代部分Zn原子，形成新的化学键，通过形成新的化学键来调节ZnS纳米颗粒的本征电子结构，降低ZnS纳米颗粒的电阻率及收窄禁带宽度，使电子更易于跃迁至导带，促进电子从电子传输层进入量子点发光区域，提高电子‑空穴在量子点发光层中的复合效率。

技术领域

本发明涉及量子点发光二极管领域，尤其涉及一种双金属共掺杂硫化锌薄膜及其制备方法与量子点发光二极管。

背景技术

量子点因其具有优异的发光特性，因而在量子点发光二极管(quantum dotlight-emitting diode，QLED)的应用上得到快速发展。量子点具有多种特性，包括：(1)可通过改变颗粒尺寸来调节发射光谱；(2)激发光谱比较宽、发射光谱狭窄、吸收性强；(3)光稳定性很好；(4)荧光寿命较长等。在传统的无机电致发光器件中电子和空穴分别从阴极和阳极注入，然后在发光层复合形成激子发光。宽禁带半导体中导带电子可以在高电场下加速获得足够高的能量撞击QDs使其发光；半导体量子点材料作为一种新型的无机半导体荧光材料，具有重要的商业应用价值。

近年来，无机半导体作为电子传输层成为比较热的研究内容。氧化锌是一种具有直接宽带系(3.37eV)的重要无机半导体，其具有稳定性好、透明度高以及安全无毒等优点，因此可作为一种常用的电子传输层材料。与此同时，硫化锌(ZnS)也可作为一种重要的宽禁带Ⅱ-Ⅵ族本征半导体材料，但纯ZnS材料的固定带隙使其在一些领域中的应用受到了限制，因此合理掺杂ZnS调控其电子结构和性质可以适应不同应用领域的实际需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双金属共掺杂硫化锌薄膜及其制备方法与量子点发光二极管，旨在解决发光效率低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种双金属共掺杂硫化锌薄膜的制备方法，其中，包括步骤：

将锌盐、铟盐以及银盐分散在有机溶剂中，得到金属盐溶液；

将所述金属盐溶液与硫源混合，反应得到铟、银掺杂的硫化锌纳米颗粒溶液；

将所述铟、银掺杂的硫化锌纳米颗粒溶液制备成膜，制得双金属共掺杂硫化锌薄膜。

所述双金属共掺杂硫化锌薄膜的制备方法，其中，所述金属盐溶液中包括锌离子、铟离子以及银离子，其中，所述铟离子与所述银离子的摩尔量总和与所述锌离子的摩尔量之比为0.01-0.1:1。

所述双金属共掺杂硫化锌薄膜的制备方法，其中，所述硫源中的硫元素与所述金属盐溶液中锌离子的摩尔比为1.2-3:1。

所述双金属共掺杂硫化锌薄膜的制备方法，其中，所述向所述金属盐溶液中加入硫源，反应得到铟、银掺杂的硫化锌纳米颗粒溶液的步骤包括：

向所述金属盐溶液中加入硫源，在60-80℃的条件下反应1-4h，制得所述铟、银掺杂的硫化锌纳米颗粒溶液。

所述双金属共掺杂硫化锌薄膜的制备方法，其中，所述锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌和二水合乙酸锌中的一种或多种。

所述双金属共掺杂硫化锌薄膜的制备方法，其中，所述铟盐为硝酸铟、氯化铟和乙酸铟中的一种或多种。

所述双金属共掺杂硫化锌薄膜的制备方法，其中，所述银盐为醋酸银、乙酰丙酮银和甲烷磺酸银中的一种或多种。

所述双金属共掺杂硫化锌薄膜的制备方法，其中，所述硫源为硫脲、硫化钠、硫代乙酰胺和L-半胱氨酸中的一种或多种。