[发明专利]纳米材料及其制备方法和发光二极管

说明书

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种纳米材料及其制备方法和发光二极管。本发明提供的制备方法包括：提供第一溶液，第一溶液分散有长链有机配体表面修饰的硫铜锡锌纳米颗粒；提供第二溶液，第二溶液分散有钙钛矿；将第一溶液和第二溶液进行混合反应，获得第三溶液；将第三溶液进行固液分离，获得纳米材料。本发明方法通过配体交换，形成钙钛矿表面修饰的硫铜锡锌纳米颗粒，提高了材料的膜层质量，并增大了颗粒之间的界面接触，促进空穴在硫铜锡锌纳米颗粒之间传输，有效提高了材料的空穴传输性能和导电性，将上述方法制得的纳米材料应用制备发光二极管，有利于获得高性能的全无机发光二极管。

技术领域

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种纳米材料及其制备方法和发光二极管。

背景技术

硫铜锡锌(Cu₂ZnSnS₄，CZTS)是一种四元化合物无机半导体材料，具有无毒、高效、低成本等优点，其带隙为1.5eV。当与其他元素(如Ge或Ag)合金化时，CZTS的带隙可以很容易的在很宽的范围内调整有合适的带隙，表现出优异的光学性能，同时作为直接带隙半导体材料，具有良好的空穴传输能力。为了维持CZTS纳米颗粒在溶剂中的分散性，在采用热分解合成的方法制备CZTS纳米颗粒的过程中，常常采用例如油胺和油酸等长链有机配体表面修饰CZTS纳米颗粒。然而，由于长链配体的空间位阻比较大，减小了CZTS纳米颗粒之间的界面接触，削弱了CZTS材料的空穴传输性能以及降低了CZTS材料的导电性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种纳米材料的制备方法，旨在解决现有CZTS材料空穴传输性能低和导电性低的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种纳米材料，以及提供一种应用了该纳米材料的发光二极管。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

提供第一溶液，所述第一溶液分散有长链有机配体表面修饰的硫铜锡锌纳米颗粒；

提供第二溶液，所述第二溶液分散有钙钛矿；

将所述第一溶液和所述第二溶液进行混合反应，获得第三溶液；

将所述第三溶液进行固液分离，获得所述纳米材料。

第二方面，本发明提供了一种纳米材料，包括：钙钛矿表面修饰的硫铜锡锌纳米颗粒。

第三方面，本发明提供了一种发光二极管，包括：

相对设置的阳极以及阴极；

设置在所述阳极和所述阴极之间的发光层；

设置在所述阳极和所述发光层之间的空穴传输层；

其中，所述空穴传输层的材料包括：前述制备方法制得的纳米材料，或上述纳米材料。

本发明提供的纳米材料的制备方法中，将分散有长链有机配体表面修饰的硫铜锡锌纳米颗粒的第一溶液和分散有钙钛矿的第二溶液进行混合反应，通过钙钛矿的阴离子与硫铜锡锌纳米颗粒表面的金属原子配位结合而取代硫铜锡锌纳米颗粒表面原有的长链配体，使得钙钛矿连接到硫铜锡锌纳米颗粒表面，形成钙钛矿表面修饰的硫铜锡锌纳米颗粒。相对于油胺和油酸等长链有机配体，钙钛矿为短链配体，以钙钛矿作为修饰硫铜锡锌纳米颗粒的表面配体，在维持良好的分散性的同时，在成膜时还可促进钙钛矿随溶剂挥发形成的晶体填充于硫铜锡锌纳米颗粒之间的细小间隙中，提高了材料的膜层质量，并增大了颗粒之间的界面接触，促进空穴在硫铜锡锌纳米颗粒之间传输，有效提高了材料的空穴传输性能和导电性。

本发明提供的纳米材料，由上述制备方法制得，包括：钙钛矿表面修饰的硫铜锡锌纳米颗粒，膜层质量高，且具有良好的空穴传输性能和导电性。