[发明专利]量子点吸光层及其制备方法、应用

说明书

本申请公开了一种量子点吸光层以及制备方法、应用。所述量子点吸光层包括量子点，所述量子点为经改性组分修饰的胶体量子点；所述改性组分包括金属元素Sn和卤化铅配体；所述胶体量子点包括PbS、PbSe中的至少一种。该量子点吸光层中含有经金属元素Sn和卤化铅配体修饰的胶体量子点，并且协同制备过程中的熟化处理，大大降低了量子点的表面缺陷，提高载流子的迁移率，从而降低探测器件的暗电流噪声，提高探测性能。

技术领域

本申请涉及一种量子点吸光层及其制备方法、应用，属于光电材料技术领域。

背景技术

目前，普遍采用有机相合成法制备量子点材料，即在具有配位性质的有机溶剂环境中，利用金属有机化合物与非金属元素混合反应合成尺寸分布均匀的量子点，其中，具有配位性质的有机溶剂包括油酸、油胺、三正辛基氧膦、三辛基膦中的一种或多种。过量的有机配体包覆在量子点表面，抵消量子点间的范德瓦尔斯作用力，从而维持量子点溶液的稳定性，便于储存和运输。然而，有机配体的存在极大地阻碍载流子的输运过程，迁移率极低，因此制备合成的量子点不能直接应用于光电器件尤其是光电探测器中。

现有的量子点探测器制备工艺所使用的量子点材料存在迁移率低、表面缺陷多等固有问题，这会导致载流子在量子点中的传输效果变差，缺陷漏电流增大，使得量子点探测器存在暗噪声大，光响应度低的问题。目前的制备工艺通过在量子点层内等间隔加入大量有机层抑制暗噪声，但是此方案严重增加工艺难度，提高成本，而光电性能仍难以达到工业级应用的最低标准，严重影响量子点探测器的应用空间。如何实现量子点材料改性提高量子点探测器光电性能是当前领域的关键。

使用传统固相交换(LBL)或无Sn辅助的混合卤素配体进行钝化的量子点具有缺陷多、迁移率较差等不足，导致器件的暗电流噪声大，直接影响探测性能。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种量子点吸光层，该量子点吸光层中含有经金属元素Sn和卤化铅配体修饰的胶体量子点，并且协同制备过程中的熟化处理，大大降低了量子点的表面缺陷，提高载流子的迁移率，从而降低探测器件的暗电流噪声，提高探测性能。

一种量子点吸光层，所述量子点吸光层包括量子点，所述量子点为经改性组分修饰的胶体量子点；

所述改性组分包括金属元素Sn和卤化铅配体；

所述胶体量子点包括PbS、PbSe中的至少一种。

可选地，所述量子点吸光层的厚度为100～700nm。

可选地，所述卤化铅配体来自卤化铅；所述卤化铅选自PbBr₂、PbI₂中的至少一种。

可选地，在量子点中，所述改性组分与胶体量子点的质量比为1‰～1％；其中，所述改性组分的质量以金属元素Sn和卤化铅配体的质量总和计。

可选地，在改性组分中，所述金属元素Sn与卤化铅配体的质量比为1％～40％。

下面介绍量子点的制备方法：

制备方法至少包括以下步骤：

S100、获得含有有机配体胶体量子点的溶液Ⅰ；

S200、获得含有卤化铅和Sn源的溶液Ⅱ；

S300、将所述溶液Ⅰ与溶液Ⅱ混合，分层，即可得到所述量子点材料。

具体地，本申请中的有机配体胶体量子点为经过有机配体修饰的胶体量子点。本申请对有机配体不做严格限定，例如有机配体可以选自油酸、油胺、三正辛基氧膦、三辛基膦中的一种或多种。

本申请中的有机配体胶体量子点的制备方法为现有技术中惯用的方法，本申请不做严格限定。