CN115247058A - 一种复合材料及其制备方法、量子点发光二极管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合材料及其制备方法、量子点发光二极管及其制备方法,涉及显示领域。其中,复合材料包括量子点和MXenes,量子点的金属原子通过配位键连接MXenes的表面基团。将本发明中的复合材料应用于量子点发光二极管中可以增加载流子注入速度,提升量子点发光二极管的性能。
Description
技术领域
本申请涉及显示领域,具体涉及一种复合材料及其制备方法、量子点发光二极管及其制备方法。
背景技术
现今主流的显示技术是LCD显示技术,该技术需要用到背光源,而现有的背光源技术存在着功耗居高不下、结构工艺复杂、成本高等诸多局限。为了改善这些问题,具有全光谱发光峰位连续可调、色纯度高、稳定性好等优异光学性质的量子点被应用到背光源技术中。
当量子点取代传统的荧光粉,显示屏的色域能够得到显著提升。量子点在背光源模组中的应用表明,显示屏色域可从72%NTSC提升至110%NTSC。此外,当量子点摆脱背光源技术,应用于有源矩阵量子点发光二极管显示器件时,相较于传统的背光源LCD,自发光的量子点发光二极管在黑色表现、高亮度条件等场景下的显示效果更加突出、功耗更小、可适应的温度范围更宽广,并可以制备色域高达130%NTSC的显示屏。
量子点发光二极管在各方面的性能都较好,但其在器件效率、器件工作稳定性等参数上还与产业化应用的要求有一定的差距,特别是目前显示领域常用的量子点表面通常包覆着较长的油酸碳链,阻碍了载流子的运动,导致量子点发光二极管中载流子的运输能力低。因此,需要一种行之有效的方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合材料及其制备方法、量子点发光二极管及其制备方法,以改善现有的量子点发光二极管中载流子的运输能力低,量子点在光电子器件上应用受限的问题。本发明目的是通过以下技术方案实现的。
本发明提供一种复合材料,包括量子点和MXenes,量子点的金属原子通过配位键连接MXenes的表面基团。
可选地,MXenes的表面基团为羟基、卤素基团中的一种或多种。
可选地,量子点选自CdSe、ZnSe、PbSe、CdTe、InP、GaN、GaP、AlP、InN、ZnTe、InAs、GaAs、CaF2、Cd1-xZnxS、Cd1-xZnxSe、CdSeyS1-y、PbSeyS1-y、ZnxCd1-xTe、CdS/ZnS、Cd1-xZnxS/ZnS、Cd1-xZnxSe/ZnSe、CdSe1-xSx/CdSeyS1-y/CdS、CdSe/Cd1-xZnxSe/CdyZn1-ySe/ZnSe、Cd1-xZnxSe/CdyZn1-ySe/ZnSe、CdS/Cd1-xZnxS/CdyZn1-yS/ZnS、NaYF4、NaCdF4、Cd1-xZnxSeyS1-y、CdSe/ZnS、Cd1-xZnxSe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、CdSe/ZnSe/ZnS、Cd1-xZnxSe/CdyZn1-yS/ZnS、InP/ZnS中的一种或多种。
可选地,量子点为核壳结构量子点,金属原子为核壳结构量子点的壳层金属原子。
相应地,本发明发还提供一种复合材料的制备方法,包括以下步骤:
将分散有量子点的第一有机溶剂与MXenes混合反应;
固液分离后,得到复合材料。
可选地,量子点与MXenes的摩尔比为1:0.05~0.5。
可选地,第一有机溶剂为沸点280~400℃的烯烃或烷烃。
可选地,混合反应在200~250℃、保护气体条件下进行。
本发明还提供一种量子点发光二极管,包括层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,发光层的材料包括复合材料;
其中,复合材料包括量子点和MXenes,量子点的金属原子通过配位键连接MXenes的表面基团。
相应地,本发明还提供一种量子点发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
提供复合材料溶于溶剂的溶液,溶剂为烷烃类非极性溶剂;
在电子传输层上沉积溶液,形成发光层;
或者在空穴传输层上沉积溶液,形成发光层;
其中,复合材料包括量子点和MXenes,量子点的金属原子通过配位键连接MXenes的表面基团。
有益效果:
本发明通过上述复合材料的制备方法,将MXenes与量子点进行复合,制备得到复合材料MXenes-量子点。复合材料中量子点附着于二维MXenes纳米片上,通过此复合材料制备发光层时能够改善成膜过程中的团聚现象,使其具有更好的光稳定性。此外,当利用发光层复合材料制备量子点发光二极管时,其中量子点附着在MXenes的褶皱结构之后,复合材料在MXenes纳米片相邻的褶皱结构间形成荧光发射通道,使得量子点发射的荧光能够被褶皱壁反射并通过该荧光发射通道向外发射,可一定程度上提高器件的量子效率,同时,电子通过电子传输层导入发光层中,在MXenes量子限域效应作用下,发光层具有良好的载流子运输能力,载流子通过Mn+1XnTz型MXenes纳米片的表面基团如-OH,-F等传递至量子点,增强了器件的发光效率,提高了量子点发光二极管的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例7提供的一种正型构型的量子点发光二极管的结构示意图;
图2是本申请实施例10提供的一种反型构型的量子点发光二极管的结构示意图;
附图标记:
衬底110;阳极120;空穴传输层130;发光层140;电子传输层150;阴极160。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请,并不用于限制本申请。
本申请实施例提供一种复合材料及其制备方法、量子点发光二极管及其制备方法。以下分别进行详细说明。应当理解的是,以下实施例的顺序不作为对实施例优选顺序的限定。另外,在本申请的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”。本申请中各实施例可以一个范围的形式存在,应当理解的是,以一范围形式的描述仅是因为方便与简洁,不应理解为对本申请范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如,本申请提供了一个范围值为20~50mg/mL的实施例,应当认为所述的20~50mg/mL的范围描述已经具体公开了子范围,例如20~25mg/mL、30~35mg/mL、40~45mg/mL、20~35mg/mL、20~45mg/mL、40~50mg/mL等,以及所述范围内的单一数值,例如20mg/mL、25mg/mL、30mg/mL、35mg/mL、40mg/mL、45mg/mL、50mg/mL,另外,每当本文给出数值范围,是指包括所指范围内的任何可引用的数值(分数和整数),此原则不管范围为何皆适用。
为更好地理解本方案,在此提供一种复合材料,包括量子点和MXenes,量子点的金属原子通过配位键连接MXenes的表面基团。该复合材料制备发光层时能够改善成膜过程中的团聚现象,使其具有更好的光稳定性。此外,当利用发光层复合材料制备量子点发光二极管时,其中量子点附着在MXenes的褶皱结构之后,复合材料在MXenes纳米片相邻的褶皱结构间形成荧光发射通道,使得量子点发射的荧光能够被褶皱壁反射并通过该荧光发射通道向外发射,可一定程度上提高器件的量子效率。
其中,“MXenes”也称作二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物,是一种新型二维结构材料。其化学通式可用Mn+1XnTz表示,其中M指过渡族金属,包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc等;X指C或/和N,n一般为1-3,Tz指表面基团,包括O2-、OH-、F-、NH3、NH4+等。优选地,MXenes的表面基团为羟基、卤素基团中的一种或多种。可以理解的是,MXenes可以是表面基团Tz为羟基或卤素基团与Mn+1和Xn中的任意组合,例如Ti3C2(OH)2、Zr3CCl2、Ti3C2F2、Mo2CF2等。表面基团为羟基、或卤素基团的MXenes更容易与量子点外壳金属原子配合。同时,电子通过电子传输层导入发光层中,在MXenes量子限域效应作用下,发光层具有良好的载流子运输能力,载流子通过Mn+1XnTz型MXenes纳米片的表面基团例如-OH,-F等传递至量子点,增强了器件的发光效率,提高了量子点发光二极管的性能。
量子点的组成元素包括IV、II-VI,IV-VI或III-V元素,量子点包括核壳结构量子点,选自CdSe、ZnSe、PbSe、CdTe、InP、GaN、GaP、AlP、InN、ZnTe、InAs、GaAs、CaF2、Cd1-xZnxS、Cd1-xZnxSe、CdSeyS1-y、PbSeyS1-y、ZnxCd1-xTe、CdS/ZnS、Cd1-xZnxS/ZnS、Cd1-xZnxSe/ZnSe、CdSe1-xSx/CdSeyS1-y/CdS、CdSe/Cd1-xZnxSe/CdyZn1-ySe/ZnSe、Cd1-xZnxSe/CdyZn1-ySe/ZnSe、CdS/Cd1-xZnxS/CdyZn1-yS/ZnS、NaYF4、NaCdF4、Cd1-xZnxSeyS1-y、CdSe/ZnS、Cd1-xZnxSe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、CdSe/ZnSe/ZnS、Cd1-xZnxSe/CdyZn1-yS/ZnS、InP/ZnS中的一种或多种,其中0≤x≤1,0≤y≤1,并且x和y不同时为0且不同时为1,且x和y为固定值。量子点具有优异的光学性质,包括全光谱发光峰位连续可调、色纯度高、稳定性好等优点,是一种优异的发光和光电材料。
需要说明的是,在本申请的一些实施例中,量子点可以是蓝光量子点,也可以是红光量子点或绿光量子点,由于蓝光量子点作为发光层材料,是目前基于量子点发光体系中使用较多的体系,同时,基于蓝光量子点的发光二极管的制作方法相对较难,因此量子点是蓝光量子点更具参考价值,蓝光量子点包括CdS/ZnS、Cd1-xZnxS、Cd1-xZnxS/ZnS。
可选地,量子点为核壳结构量子点,金属原子为核壳结构量子点的壳层金属原子。通过包覆壳层可以有效地改善量子点的荧光性质,提高量子效率,增强光电效应。
为更好地理解本方案,相应地,在此还提供一种复合材料的制备方法,包括:
步骤S110:将分散有量子点的第一有机溶剂与MXenes混合反应;
步骤S120:固液分离后,得到复合材料。
步骤S110中混合反应包括:将分散有量子点的第一有机溶剂与MXenes混合,搅拌反应。搅拌能够使量子点与MXenes反应更加充分,提高复合材料MXenes-量子点的产率。可以理解的是,其中搅拌可以用相似作用的其他操作所代替,例如超声、涡旋等,搅拌包括机械搅拌、磁力搅拌等。
在步骤S120中复合材料是指固液分离后的固态沉淀,具体包括:待反应后的溶液降至室温,利用第二有机试剂沉淀,或者通过离心等手段收集沉淀物;其中,第二有机试剂选自乙酸乙酯、丙酮、乙醇中的一种或多种。其中第二有机溶剂沉淀是利用第二有机溶剂对于反应物在其中的溶解度来实现,通过利用良溶剂和不良溶剂实现发光层复合材料的沉淀,去除前一阶段中所用的溶剂等,实现产物的收集。可以理解的是,第二有机试剂可以单独使用,也可以联合使用,此外,使用第二有机试剂进行处理这个过程可以重复以实现产物的纯化,例如先使用乙酸乙酯+乙醇处理,后使用丙酮+乙醇处理。
其中,量子点与MXenes的摩尔比为1:0.05~0.5。可以理解的是,量子点与MXenes的摩尔比可以是1:0.05~0.5中的任意数值,例如1:0.05、1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5等。优选地,量子点与MXenes的摩尔比为1:0.1~0.3。在量子点和MXenes的摩尔比为1:0.05~0.5条件下,得到的发光层复合材料中MXenes与量子点复合量充分,有明显的提高量子点载流子效率的作用,并且,该条件下制备得到的发光层复合材料在溶剂中有较好的分散效果,用此材料得到的发光层薄膜比较平整光滑,有利于提升器件性能。当量子点与MXenes的摩尔比小于1:0.1时,MXenes与量子点复合量较少,对于提高量子点载流子效率作用不明显。当量子点与MXenes的摩尔比大于1:0.3时,制得的MXenes-量子点在溶剂中的分散效果不好,薄膜粗糙度较高,影响器件性能。
其中,第一有机溶剂为沸点280~400℃的烯烃或烷烃。第一有机溶剂为沸点280~400℃的烯烃或烷烃,沸点在此范围内,能够在实现反应条件下,避免挥发,此外,量子点在烯烃或烷烃内溶解良好。可以理解的是,第一有机溶剂可以是沸点280~400℃内的烯烃或烷烃,例如1-十八烯(ODE)、1-十六烯、1-二十烯等。该类溶剂价格低廉,稳定性强,且对量子点有良好的分散性能。
量子点在第一有机溶剂中的浓度为20~50mg/mL,可以理解的是,量子点在第一有机溶剂中的浓度可以是20~50mg/mL中的任意数值,例如20mg/mL、25mg/mL、30mg/mL、35mg/mL、40mg/mL、45mg/mL、50mg/mL等,优选的,量子点在第一有机溶剂中的浓度为20~30mg/mL。在此浓度范围内,量子点在溶剂中不易团聚,可以获得较佳的分散效果,可以在配体交换反应的时候获得最佳的接触面积,不易引起配体的过量嫁接,得到的复合材料制备出的发光层性能良好。若量子点的浓度过低会引起在溶剂中的分散度过大,颗粒间的间距过大而引起配体的过量嫁接,最终影响发光层性能;若量子点浓度过高则容易形成团聚物,无法与配体形成良好的接触环境。
优选地,步骤S110可以在200~250℃、保护气体条件下进行。可以理解的是,温度可以是200~250℃内的任意数值,例如200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃等,更优选地,温度为200~220℃。该温度范围能够实现MXenes与量子点的充分反应。保护气体包括氩气(Ar)、氮气(N2)。在保护气体氛围中进行,能够有效避免氧化等不需要的反应,使反应产物更加纯净。
值得说明的是,用于制备复合材料的MXenes可以通过购买现有商品,也可以通过MAX相材料制备得到。为了更好地理解本发明,在此提供一种MXenes的制备方法,包括:
步骤S210:将MAX相材料浸泡于温度为80~100℃的活性处理溶液中7~10h;
步骤S220:过滤,得到MXenes材料;
其中活性处理溶液选自氢氟酸、盐酸与氟化物的混合液、碱液中的一种或多种。利用活性处理溶液能够将MAX相材料中结合较弱的A位元素(如Al原子)抽出而得到MXenes材料,此外活性处理溶液还可以提供MXenes中的Tz基团部分,如浸泡于氢氟酸活性处理液中,可以制得Ti3C2F2、Zr3C2F2等表面基团Tz为-F的MXenes材料,先浸泡于氢氟酸处理液再浸泡于碱液活性处理液,可以制得Ti3C2(OH)2、Zr3C2(OH)2等表面基团Tz为-OH的MXenes材料等,可更好的应用于后续实验。
步骤S210中,温度为80~100℃的活性处理溶液,优选地,温度为95~100℃的活性处理溶液。值得说明的是,可以通过升温活性处理溶液达到80~100℃,也可以提供一个80~100℃的活性处理溶液。
在步骤S210与S220之间还可以包括洗涤步骤:使用去离子水对MXenes样进行清洗,直到溶液的pH值在6-7之间。
在步骤S220之后还可以包括干燥步骤:95~105℃下真空加热干燥20~25h。可以理解的是,可在95~105内的任意数值下真空加热干燥,例如95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃等。在此条件下能够充分干燥溶剂,从而得到干燥的MXenes材料以用于后续实验。值得说明的是,可以通过升温达到95~105℃,也可以提供一个95~105℃的真空加热环境。
而其中MAX相材料可以用基本化学式M(n+1)AXn代表,其中M代表过渡金属元素,包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc等,A代表主族元素,包括Al、Zn、Si、Ga等,X代表碳或氮。该材料也可以利用已商品化的MAX相材料,或者通过制备得到。为更好地理解本方案,在此提供一种MAX相材料的制备方法,包括:
步骤S310:将第一粉末、第二粉末和第三粉末以摩尔比3:1~2:1~2的比例混合;
步骤S320:在650~750℃焙烧1~2小时,制备得到MAX相材料,其中,第一粉末为金属粉M,选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc中的一种或多种;第二粉末为金属粉A,选自Al、Zn、Si、Ga中的一种或多种;第三粉末为碳源X,如石墨。
第一粉末:第二粉末:第三粉末的摩尔比为3:1-2:1-2,可以理解的是,第一粉末、第二粉末和第三粉末的比例可以是3:1-2:1-2中的任意数值,例如3:1.1:1,3:1.2:2,3:1.3:1,3:1.4:2,3:1.5:1,3:1.6:2,3:1.7:1,3:1.8:2,3:1.9:1,3:2:2等,优选地,第一粉末:第二粉末:第三粉末的摩尔比为3:1.2-1.7:1.5-2。在该比例范围内,可以制备得到反应充分的MAX相材料,不易形成杂质化合物,降低了除杂难度。以此比例制备得到的MAX相材料在进一步制备MXenes过程中金属粉A能够有适当的量转换成Tz。所得到的MAX相材料作为后续发光层复合材料、量子点发光二极管等制备的原始材料,可以使后续实验实现更好的效果,例如以此MAX相材料为原始材料制备出的发光层复合材料在量子点发光二极管制备中能够得到紧实致密的薄膜,薄膜表面颗粒分布均匀,有效提升量子点发光二极管的光电性能。当第一粉末:第二粉末:第三粉末的摩尔比小于3:1~2:1时,碳源X不足,金属粉M和金属粉A过量,生产的MAX相材料不够充分;当第一粉末:第二粉末:第三粉末的摩尔比大于3:1~2:2时,碳源X过量,容易形成杂质化合物,不容易除去。进一步地,第一粉末:第二粉末的摩尔比控制在3:1~2为优选的实施方式,因为当第一粉末:第二粉末的摩尔比小于3:1时,后续反应中的金属粉A量较少,导致通过此MAX相材料制备MXenes过程中转换成Tz的量不足;当第一粉末:第二粉末的摩尔比大于3:2时,后续通过此MAX相材料制备MXenes反应中的金属粉A不能完全转换成Tz,有金属粉A剩余,不容易去除。
步骤S320中在650~750℃焙烧1~2小时,可以理解的是,焙烧可以是650~750℃中的任意数值,例如650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃、730℃、740℃、750℃等,优选地,在650~700℃焙烧。在此范围内焙烧,不易出现烧结且能充分反应。值得说明的是,可以通过升温达到650~750℃,也可以提供一个650~750℃的焙烧环境。进一步地,焙烧1~2小时,优选地,焙烧1~1.5h。值得说明的是,该步骤可以通过本领域中可实现此条件的任意设备进行,如管式炉等。优选地,焙烧处理可以在保护气体氛围中进行,包括氩气(Ar)、氮气(N2)。在保护气体氛围中进行,能够有效避免氧化等不需要的反应,使反应产物更加纯净。
在步骤S310和步骤S320之间还可以包括球磨步骤:球磨45~50h。球磨可采用本领域常用材料,包括玛瑙、二氧化锆、不锈钢、调质钢、硬质碳化钨、氮化硅或烧结刚玉中的一种或多种。球磨45~50h,可以理解的是,球磨可以是45~50h中的任意数值,例如45h、46h、47h、48、49h、50h等。在此时间范围内,通过球磨能够击碎物料,使M、A、X三种材料的粉末质地更加均匀,并且在此过程中能够更加充分的混合。
在球磨步骤和步骤S320之间还可以包括压片步骤:在0.8-1.2MPa下压制,得到压片。压片形状不受限制,如圆形。通过此步骤处理可以便于后续实验操作。
在步骤S320之后还可以包括研磨步骤:研磨MAX相材料,得到MAX相材料粉末。
为更好地理解本方案,在此提供一种量子点发光二极管,包括层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,发光层的材料包括复合材料;
其中,复合材料包括量子点和MXenes,量子点的金属原子通过配位键连接MXenes的表面基团。
优选地,除此以外,量子点发光二极管还包括衬底。衬底的选择没有明确限制,可以采用硬质的玻璃基板,或者柔性的PET基板实现柔性器件的制备。
空穴传输层可采用本领域常规的空穴传输材料制成,如聚(9,9-二辛基芴-co-n-(4-丁基苯基)二苯胺)(TFB)、聚乙烯基咔唑(PVK)、聚三苯胺(Poly-TPD)、三(4-(9咔唑基)苯基)胺(TCTA)、4,4′-N,N′-二咔唑联苯(CBP)、聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)等或者为其任意组合的混合物,亦可以是其它高性能的空穴传输材料。
发光层可采用上述复合材料MXenes-量子点制成,当利用复合材料制备得到量子点发光二极管时,其中的MXenes纳米片的褶皱结构可以形成荧光发射通道,附着于MXenes上的量子点发射的荧光能够通过该荧光发射通道并向外发射,可一定程度上提高器件的量子效率,同时,电子通过电子传输层导入发光层中,在MXenes量子限域效应作用下,发光层具有良好的载流子运输能力,载流子通过Mn+1XnTz型MXenes纳米片的表面基团(-OH,-F)传递至量子点位置,增强了器件的发光效率,提高量子点发光二极管性能。
电子传输层可采用本领域常规的电子传输材料制成,如氧化锌(ZnO)、钙(Ca)、钡(Ba)、氟化铯(CsF)、氟化锂(LiF)、碳酸铯(CsCO3)、8-羟基喹啉铝(Alq3)等。
量子点发光二极管可以是正型构型,其中阳极靠近衬底设置。阳极材料可采用掺杂金属氧化物,如铟掺杂氧化锡(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、铟掺杂氧化锌(IZO)、镁掺杂氧化锌(MZO)、铝掺杂氧化镁(AMO)等,也可以是掺杂或非掺杂的透明金属氧化物之间夹着金属的复合电极,如AZO/Ag/AZO、AZO/Al/AZO、ITO/Ag/ITO、ITO/Al/ITO、ZnO/Ag/ZnO、ZnO/Al/ZnO、TiO2/Ag/TiO2、TiO2/Al/TiO2、ZnS/Ag/ZnS、ZnS/Al/ZnS等。阴极材料可采用金属或合金,如银(Ag)、铝(Al)、金(Au)等。
量子点发光二极管也可以是反型构型,其中阴极靠近衬底设置。阴极材料可采用掺杂金属氧化物,如铟掺杂氧化锡(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、铟掺杂氧化锌(IZO)、镁掺杂氧化锌(MZO)、铝掺杂氧化镁(AMO)等,也可以是掺杂或非掺杂的透明金属氧化物之间夹着金属的复合电极,如AZO/Ag/AZO、AZO/Al/AZO、ITO/Ag/ITO、ITO/Al/ITO、ZnO/Ag/ZnO、ZnO/Al/ZnO、TiO2/Ag/TiO2、TiO2/Al/TiO2、ZnS/Ag/ZnS、ZnS/Al/ZnS等。阳极材料可采用金属或合金,如银(Ag)、铝(Al)、金(Au)等。
值得说明的是,本申请中所提供的量子点发光二极管除上述各层外,还可以增设一些有助于提升量子点发光二极管性能的功能层,包括电子注入层、空穴注入层等,本申请中提供的量子点发光二极管各层材料可以是本领域常规的材料,不局限于实施例中所陈述的材料范围。
相应地,为更好地理解本方案,在此还提供一种量子点发光二极管的制备方法,包括:
步骤S410:提供复合材料溶于溶剂的溶液,溶剂为烷烃类非极性溶剂;
步骤S420:在电子传输层上沉积溶液,形成发光层;
或者在空穴传输层上沉积溶液,形成发光层;
复合材料包括量子点和MXenes,量子点的金属原子通过配位键连接MXenes的表面基团。
提供复合材料溶于溶剂的溶液,其中非极性溶剂选自烷烃、烯烃、烃的衍生物等非极性溶剂中的一种或多种,例如正己烷、正辛烷、正癸烷、氯仿、ODE中的一种或多种,优选地,溶剂为烷烃类非极性溶剂,复合材料能够在烷烃类非极性溶剂中分散良好,可用于储存以及后续操作。
在步骤S420中,沉积溶液包括在涂有空穴传输层或电子传输层的基板置于匀胶机上,将配制好一定浓度的复合材料溶液旋涂成膜,在适当温度下干燥。通过调节溶液的浓度、旋涂速度和旋涂时间来控制发光层的厚度,发光层的厚度约为20~60nm,可以理解的是,发光层的厚度可以是20~60nm内的任意数值,例如20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm等。在此发光层厚度内,不容易出现团聚现象以及孔洞缺陷,制备出的量子点发光二极管性能较好。可以理解的是,本申请中制备发光层的方法除了旋涂,还可以通过其他具有相同或相似效果的方式实现,包括溶液加工法,例如喷涂、刮涂等方式将复合材料沉积到空穴传输层或电子传输层上。
值得说明的是,量子点发光二极管中各层的制备方法可采用本领域常规技术实现,沉积包括化学法和物理法,其中化学法包括:化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极氧化法、电解沉积法、共沉淀法。物理法包括物理镀膜法和溶液加工法。具体的物理镀膜法包括:热蒸发镀膜法、电子束蒸发镀膜法、磁控溅射法、多弧离子镀膜法、物理气相沉积法、原子层沉积法、脉冲激光沉积法等。溶液加工法包括旋涂法、印刷法、喷墨打印法、刮涂法、打印法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法、条状涂布法。具体的处理方式与处理条件都是本领域常见方式。
正型构型的量子点发光二极管的制备方法,在步骤S410和步骤S420之间还可以包括步骤S411:在ITO基板上沉积空穴传输层。具体可通过将ITO基板置于匀胶机上,用配制好的空穴传输材料的溶液旋涂成膜;通过调节溶液的浓度、旋涂速度和旋涂时间来控制膜厚,然后在适当温度下热退火处理。在步骤S420后还可以包括步骤S431:在发光层上沉积电子传输层。其中沉积电子传输层可通过将已旋涂上发光层的基板置于真空蒸镀腔室内,蒸镀一层约80nm厚的电子传输层,蒸镀速度约为0.01~0.5nm/s。在步骤S431之后还可以包括步骤S441:在电子传输层上沉积阴极。沉积阴极可通过将沉积完各功能层的衬底置于蒸镀仓中通过掩膜板热蒸镀一层15-30nm的金属银或者铝作为阴极,或者使用纳米Ag线或者Cu线,具有较小的电阻使得载流子能顺利的注入。
反型构型的量子点发光二极管的制备方法,在步骤S410和步骤S420之间还可以包括步骤S412:在ITO基板上沉积电子传输层。其中,沉积电子传输层可通过将ITO基板置于真空蒸镀腔室内,蒸镀一层约80nm厚的电子传输层,蒸镀速度约为0.01~0.5nm/s。在步骤S420后还可以包括步骤S432:在发光层上沉积空穴传输层。其中,沉积空穴传输层可通过将已涂有发光层的基板置于匀胶机上,用配制好的空穴传输材料的溶液旋涂成膜;通过调节溶液的浓度、旋涂速度和旋涂时间来控制膜厚,然后在适当温度下热退火处理。在步骤S432后还可以包括步骤S442:在空穴传输层上沉积阳极。其中,沉积阳极可通过将沉积完各功能层的衬底置于蒸镀仓中通过掩膜板热蒸镀一层15-30nm的金属银或者铝作为阳极,或者使用纳米Ag线或者Cu线,具有较小的电阻使得载流子能顺利的注入。
在步骤S441或步骤S442后还可以包括步骤S450:封装量子点发光二极管。其中,封装可采用常用的机器封装,也可以采用手动封装。优选的,在氧含量和水含量均低于0.1ppm的环境条件下完成封装,以保证器件的稳定性。
为更好地理解本方案,在此提供具体实施例1-12以及对比例1-3对本方案进行进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供了一种复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将钛(Ti)粉、铝(Al)粉和石墨按照摩尔比为3:1.5:2的比例混合;经过48h的球磨后在1MPa高压下压制成小圆片;将小圆片放入管式炉内,通入氩气(Ar),在700℃下焙烧1h;取出小圆片待冷却到室温后研磨成粉末状备用,制得MAX相材料Ti3AlC2;
(2)将Ti3AlC2浸泡于温度为100℃的氢氟酸中10h,将Al层剥离,实现氟化处理;氟化活性处理后,使用去离子水对MXenes清洗至溶液的pH值在6-7之间;最后将MXenes溶液进行过滤并在100℃真空加热干燥24小时,制备出MXenes材料Ti3C2F2,涉及到的化学反应式有:Ti3AlC2+3HF=AlF3+3/2H2+Ti3C2、Ti3C2+2HF=Ti3C2F2+H2;
(3)在200℃、氩气氛围下,将CdS/ZnS分散在20mL的1-十八烯(ODE)中,与Ti3C2F2材料混合搅拌30min,其中CdS/ZnS在1-十八烯(ODE)的浓度为20mg/mL,CdS/ZnS与Ti3C2F2的摩尔比为1:0.1;反应结束,待反应溶液降至室温后,取10mL原液,用20mL乙酸乙酯+10mL乙醇进行第一次沉淀,离心后溶解于正己烷。用10mL丙酮+10mL乙醇进行第二次沉淀,离心后得到复合材料Ti3C2F2-CdS/ZnS;随后重新分散于正己烷中,得到复合材料Ti3C2F2-CdS/ZnS溶液。
实施例2
本实施例提供了一种复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将Ti粉、Al粉和石墨按照摩尔比为3:1.3:2的比例混合;经过48h的球磨后在1MPa高压下压制成小圆片;将小圆片放入管式炉内,通入Ar气,在650℃下焙烧1.5h;取出小圆片待冷却到室温后研磨成粉末状备用,制得Ti3AlC2材料;
(2)将Ti3AlC2材料浸泡于温度为100℃的氢氟酸中5h,将Al层剥离,剥离后用5%的NaOH进行碱化处理2h得到富含OH基团的MXenes,实现碱化活性处理;碱化活性处理后,使用去离子水对MXenes进行清洗至溶液的pH值在6-7之间;最后,将MXenes溶液进行过滤并在100℃真空加热干燥24小时,制备出Ti3C2(OH)2材料,涉及到的化学反应式有:Ti3AlC2+3HF=AlF3+3/2H2+Ti3C2、Ti3C2+2HF=Ti3C2F2+H2、Ti3C2F2+2NaOH=Ti3C2(OH)2+2NaF;
(3)在200℃、氩气氛围下,将Cd1-xZnxS分散在20mL的1-十六烯中,与Ti3C2(OH)2材料混合搅拌1h,其中,Cd1-xZnxS在1-十六烯的浓度为30mg/mL,Cd1-xZnxS与Ti3C2(OH)2的摩尔比为1:0.2;反应结束,待反应溶液降至室温后,取10mL原液,用20mL乙酸乙酯+10mL乙醇进行第一次沉淀,离心后溶解于正己烷。用10mL丙酮+10mL乙醇进行第二次沉淀,离心后得到复合材料Ti3C2(OH)2-Cd1-xZnxS;随后重新分散于正辛烷中,得到复合材料Ti3C2(OH)2-Cd1- xZnxS溶液。
实施例3
本实施例提供了一种复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将锆(Zr)粉、Al粉和石墨按照摩尔比为3:1.2:2的比例混合;经过48h的球磨后在1MPa高压下压制成小圆片;将小圆片放入管式炉内,通入Ar气,在700℃下焙烧1h;取出小圆片待冷却到室温后研磨成粉末状备用,制得Zr3AlC2材料;
(2)将Zr3AlC2材料浸泡于温度为100℃的氢氟酸中10h,将Al层剥离,实现氟化处理;氟化活性处理后,使用去离子水对MXenes样进行清洗至溶液的pH值在6-7之间;最后,将MXenes溶液进行过滤并在100℃真空加热干燥24小时,制备出Zr3C2F2材料,涉及到的化学反应式有:Zr3AlC2+3HF=AlF3+3/2H2+Zr3C2、Zr3C2+2HF=Zr3C2F2+H2;
(3)在200℃、氩气氛围下,将Cd1-xZnxS/ZnS分散于20mL的ODE中,与Zr3C2F2材料混合搅拌30min,其中,Cd1-xZnxS/ZnS在ODE的浓度为20mg/mL,Cd1-xZnxS/ZnS与Zr3C2F2的摩尔比为1:0.3;反应结束,待反应溶液降至室温后,取10mL原液,用20mL乙酸乙酯+10mL乙醇进行第一次沉淀,离心后溶解于正己烷。用10mL丙酮+10mL乙醇进行第二次沉淀,离心后得到复合材料Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS;随后重新分散于正己烷中,得到复合材料Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS溶液。
实施例4
本实施例提供了一种复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将钛(Ti)粉、铝(Al)粉和石墨按照摩尔比为3:1.5:1.2的比例混合;经过48h的球磨后在1MPa高压下压制成小圆片;将小圆片放入管式炉内,通入氩气(Ar),在750℃下焙烧1h;取出小圆片待冷却到室温后研磨成粉末状备用,制得MAX相材料Ti3AlC2;
(2)将Ti3AlC2浸泡于温度为100℃的氢氟酸中10h,将Al层剥离,实现氟化处理;氟化活性处理后,使用去离子水对MXenes清洗至溶液的pH值在6-7之间;最后将MXenes溶液进行过滤并在100℃真空加热干燥24小时,制备出MXenes材料Ti3C2F2,涉及到的化学反应式有:Ti3AlC2+3HF=AlF3+3/2H2+Ti3C2、Ti3C2+2HF=Ti3C2F2+H2;
(3)在200℃、氮气氛围下,将CdS/ZnS分散在20mL的1-十八烯(ODE)中,与Ti3C2F2材料混合搅拌30min,其中CdS/ZnS在1-十八烯(ODE)的浓度为48mg/mL,CdS/ZnS与Ti3C2F2的摩尔比为1:0.1;反应结束,待反应溶液降至室温后,取10mL原液,用20mL乙酸乙酯+10mL乙醇进行第一次沉淀,离心后溶解于正己烷。用10mL丙酮+10mL乙醇进行第二次沉淀,离心后得到复合材料Ti3C2F2-CdS/ZnS;随后重新分散于氯仿中,得到复合材料Ti3C2F2-CdS/ZnS溶液。
实施例5
本实施例提供了一种复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将Ti粉、Al粉和石墨按照摩尔比为3:1.3:2的比例混合;经过48h的球磨后在1MPa高压下压制成小圆片;将小圆片放入管式炉内,通入Ar气,在650℃下焙烧1.5h;取出小圆片待冷却到室温后研磨成粉末状备用,制得Ti3AlC2材料;
(2)将Ti3AlC2材料浸泡于温度为80℃的氢氟酸中5h,将Al层剥离,剥离后用5%的NaOH进行碱化处理2h得到富含OH基团的MXenes,实现碱化活性处理;碱化活性处理后,使用去离子水对MXenes进行清洗至溶液的pH值在6-7之间;最后,将MXenes溶液进行过滤并在100℃真空加热干燥24小时,制备出Ti3C2(OH)2材料,涉及到的化学反应式有:Ti3AlC2+3HF=AlF3+3/2H2+Ti3C2、Ti3C2+2HF=Ti3C2F2+H2、Ti3C2F2+2NaOH=Ti3C2(OH)2+2NaF;
(3)在250℃、氩气氛围下,将Cd1-xZnxS分散在20mL的1-二十烯中,与Ti3C2(OH)2材料混合搅拌1h,其中,Cd1-xZnxS在1-二十烯的浓度为30mg/mL,Cd1-xZnxS与Ti3C2(OH)2的摩尔比为1:0.05;反应结束,待反应溶液降至室温后,取10mL原液,用20mL乙酸乙酯+10mL乙醇进行第一次沉淀,离心后溶解于正己烷。用10mL丙酮+10mL乙醇进行第二次沉淀,离心后得到复合材料Ti3C2(OH)2-Cd1-xZnxS;随后重新分散于正辛烷中,得到复合材料Ti3C2(OH)2-Cd1- xZnxS溶液。
实施例6
本实施例提供了一种复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将锆(Zr)粉、Al粉和石墨按照摩尔比为3:2:2的比例混合;经过48h的球磨后在1MPa高压下压制成小圆片;将小圆片放入管式炉内,通入Ar气,在700℃下焙烧1h;取出小圆片待冷却到室温后研磨成粉末状备用,制得Zr3AlC2材料;
(2)将Zr3AlC2材料浸泡于温度为100℃的氢氟酸中10h,将Al层剥离,实现氟化处理;氟化活性处理后,使用去离子水对MXenes样进行清洗至溶液的pH值在6-7之间;最后,将MXenes溶液进行过滤并在100℃真空加热干燥24小时,制备出Zr3C2F2材料,涉及到的化学反应式有:Zr3AlC2+3HF=AlF3+3/2H2+Zr3C2、Zr3C2+2HF=Zr3C2F2+H2;
(3)在200℃、氮气氛围下,将Cd1-xZnxS/ZnS分散于20mL的ODE中,与Zr3C2F2材料混合搅拌30min,其中,Cd1-xZnxS/ZnS在ODE的浓度为35mg/mL,Cd1-xZnxS/ZnS与Zr3C2F2的摩尔比为1:0.5;反应结束,待反应溶液降至室温后,取10mL原液,用20mL乙酸乙酯+10mL乙醇进行第一次沉淀,离心后溶解于正己烷。用10mL丙酮+10mL乙醇进行第二次沉淀,离心后得到复合材料Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS;随后重新分散于ODE中,得到复合材料Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS溶液。
实施例7
如图1所示,本实施例提供一种正型构型的量子点发光二极管,包括层叠设置的衬底110、阳极120、空穴传输层130、发光层140、电子传输层150和阴极160,其中,衬底110的材料为玻璃片,阳极120的材料为ITO基板,空穴传输层130的材料为TFB,电子传输层150的材料为ZnO,发光层140的材料为复合材料Ti3C2F2-CdS/ZnS,阴极160的材料为Al。
本实施例还提供一种正型构型的量子点发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
提供复合材料Ti3C2F2-CdS/ZnS溶液;
在ITO基板上沉积空穴传输层;
在空穴传输层上沉积Ti3C2F2-CdS/ZnS溶液,形成发光层;
在发光层上沉积电子传输层;
在电子传输层上沉积阴极,得到量子点发光二极管。
实施例8
本实施例提供一种量子点发光二极管,包括层叠设置的衬底、阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,其中,衬底的材料为玻璃片,阳极的材料为ITO基板,空穴传输层的材料为TFB,电子传输层的材料为ZnO,发光层的材料为复合材料Ti3C2(OH)2-Cd1-xZnxS,阴极的材料为Al。
本实施例还提供一种量子点发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
提供复合材料Ti3C2(OH)2-Cd1-xZnxS溶液;
在ITO基板上沉积空穴传输层;
在空穴传输层上沉积Ti3C2(OH)2-Cd1-xZnxS溶液,形成发光层;
在发光层上沉积电子传输层;
在电子传输层上沉积阴极,得到量子点发光二极管。
实施例9
本实施例提供一种量子点发光二极管,包括层叠设置的衬底、阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,其中,衬底的材料为玻璃片,阳极的材料为ITO基板,空穴传输层的材料为TFB,电子传输层的材料为ZnO,发光层的材料为复合材料Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS,阴极的材料为Al。
本实施例还提供一种量子点发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
提供复合材料Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS溶液;
在ITO基板上沉积空穴传输层;
在空穴传输层上沉积Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS溶液,形成发光层;
在发光层上沉积电子传输层;
在电子传输层上沉积阴极,得到量子点发光二极管。
实施例10
如图2所示,本实施例提供一种反型构型的量子点发光二极管,包括层叠设置的阳极120、空穴传输层130、发光层140、电子传输层150、阴极160和衬底110,其中,衬底110的材料为玻璃片,阴极160的材料为ITO基板,空穴传输层130的材料TFB,电子传输层150的材料为ZnO,发光层140的材料为复合材料Ti3C2F2-CdS/ZnS,阳极的材料为Al。
本实施例还提供一种量子点发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
提供复合材料Ti3C2F2-CdS/ZnS溶液;
在ITO基板上沉积电子传输层;
在电子传输层上沉积Ti3C2F2-CdS/ZnS溶液,形成发光层;
在发光层上沉积空穴传输层;
在空穴传输层上沉积阳极,得到量子点发光二极管。
实施例11
本实施例提供一种量子点发光二极管,包括层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极和衬底,其中,衬底的材料为玻璃片,阴极的材料为ITO基板,空穴传输层的材料TFB,电子传输层的材料为ZnO,发光层的材料为复合材料Ti3C2(OH)2-Cd1-xZnxS,阳极的材料为Al。
本实施例还提供一种量子点发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
提供复合材料Ti3C2(OH)2-Cd1-xZnxS溶液;
在ITO基板上沉积电子传输层;
在电子传输层上沉积Ti3C2(OH)2-Cd1-xZnxS溶液,形成发光层;
在发光层上沉积空穴传输层;
在空穴传输层上沉积阳极,得到量子点发光二极管。
实施例12
本实施例提供一种量子点发光二极管,包括层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极和衬底,其中,衬底的材料为玻璃片,阴极的材料为ITO基板,空穴传输层的材料TFB,电子传输层的材料为ZnO,发光层的材料为复合材料Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS,阳极的材料为Al。
本实施例还提供一种量子点发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
提供复合材料Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS溶液;
在ITO基板上沉积电子传输层;
在电子传输层上沉积Zr3C2F2-Cd1-xZnxS/ZnS溶液,形成发光层;
在发光层上沉积空穴传输层;
在空穴传输层上沉积阳极,得到量子点发光二极管。
对比例1
一种量子点发光二极管,包括层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极和衬底,其中,衬底的材料为玻璃片,阴极的材料为ITO基板,空穴传输层的材料TFB,电子传输层的材料为ZnO,发光层的材料为CdS/ZnS量子点,阳极的材料为Al。
对比例2
一种量子点发光二极管,包括层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极和衬底,其中,衬底的材料为玻璃片,阴极的材料为ITO基板,空穴传输层的材料TFB,电子传输层的材料为ZnO,发光层的材料为Cd1-xZnxS量子点,阳极的材料为Al。
对比例3
一种量子点发光二极管,包括层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极和衬底,其中,衬底的材料为玻璃片,阴极的材料为ITO基板,空穴传输层的材料TFB,电子传输层的材料为ZnO,发光层的材料为Cd1-xZnxS/ZnS量子点,阳极的材料为Al。
为了说明本申请实施例中采用复合材料MXenes-量子点制备得到的量子点发光二极管所带来性能上的变化,分别考察了实施例7-12以及对比例1-3的外量子效率(EQE),采用EQE光学测试仪器测定,外量子效率测试量子点发光二极管,即:阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极,或者阴极/电子传输层/发光层/空穴传输层/阳极。测试结果下表1所示:
表1
从上表1可见,本发明实施例7-12提供的量子点发光二极管(发光层材料为复合材料MXenes-量子点)的外量子效率,明显高于对比例1-3中量子点发光二极管(发光层材料为量子点)的外量子效率,说明以复合材料MXenes-量子点作为发光层材料,制备得到的量子点发光二极管具有更好的发光效率。
综上所述,本申请实施例所提供的一种复合材料的制备方法能够有效制备出MXenes-量子点。复合材料中量子点附着于二维MXenes纳米片上,通过此复合材料制备发光层时能够改善成膜过程中的团聚现象,使其具有更好的光稳定性。此外,当利用发光层复合材料制备量子点发光二极管时,其中量子点附着在MXenes的褶皱结构之后,复合材料在MXenes纳米片相邻的褶皱结构间形成荧光发射通道,使得量子点发射的荧光能够被褶皱壁反射并通过该荧光发射通道向外发射,可一定程度上提高器件的量子效率,同时,电子通过电子传输层导入发光层中,在MXenes量子限域效应作用下,发光层具有良好的载流子运输能力,载流子通过Mn+1XnTz型MXenes纳米片的表面基团(-OH,-F)传递至量子点,增强了器件的发光效率,提高了量子点发光二极管性能。此外,本实施例方法操作简单,成本低廉,重复性好,在光电显示领域具有广泛的应用前景。
以上对本申请实施例所提供的一种复合材料及其制备方法、量子点发光二极管及其制备方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种复合材料,其特征在于,包括量子点和MXenes,所述量子点的金属原子通过配位键连接所述MXenes的表面基团。
2.如权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述MXenes的表面基团为羟基、卤素基团中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述量子点选自CdSe、ZnSe、PbSe、CdTe、InP、GaN、GaP、AlP、InN、ZnTe、InAs、GaAs、CaF2、Cd1-xZnxS、Cd1-xZnxSe、CdSeyS1-y、PbSeyS1-y、ZnxCd1-xTe、CdS/ZnS、Cd1-xZnxS/ZnS、Cd1-xZnxSe/ZnSe、CdSe1-xSx/CdSeyS1-y/CdS、CdSe/Cd1- xZnxSe/CdyZn1-ySe/ZnSe、Cd1-xZnxSe/CdyZn1-ySe/ZnSe、CdS/Cd1-xZnxS/CdyZn1-yS/ZnS、NaYF4、NaCdF4、Cd1-xZnxSeyS1-y、CdSe/ZnS、Cd1-xZnxSe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、CdSe/ZnSe/ZnS、Cd1- xZnxSe/CdyZn1-yS/ZnS、InP/ZnS中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述量子点为核壳结构量子点,所述金属原子为所述核壳结构量子点的壳层金属原子。
5.一种复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将分散有量子点的第一有机溶剂与MXenes混合反应;
固液分离后,得到复合材料。
6.如权利要求5所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述量子点与所述MXenes的摩尔比为1:0.05~0.5。
7.如权利要求5所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述第一有机溶剂为沸点280~400℃的烯烃或烷烃。
8.如权利要求5所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述混合反应在200~250℃、保护气体条件下进行。
9.一种量子点发光二极管,其特征在于,包括层叠设置的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极,所述发光层的材料包括复合材料;
其中,所述复合材料包括量子点和MXenes,所述量子点的金属原子通过配位键连接所述MXenes的表面基团。
10.一种量子点发光二极管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供复合材料溶于溶剂的溶液,所述溶剂为烷烃类非极性溶剂;
在电子传输层上沉积所述溶液,形成发光层;
或者在空穴传输层上沉积所述溶液,形成发光层;
其中,所述复合材料包括量子点和MXenes,所述量子点的金属原子通过配位键连接所述MXenes的表面基团。
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