1 昆明物理研究所, 云南昆明 650223
2 云南大学材料与能源学院, 云南昆明 650500
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室, 云南昆明 650223
量子点(quantum dots, QDs), 也被称为半导体纳米晶体, 得益于其廉价的制造成本和独特的光学物理学特性, 已经广泛应用于光电探测器和太阳能电池的设计和开发。而量子点的合成则是制备光电探测器和太阳能电池的重要组成部分之一。本文对几种不同的量子点合成技术进行了概述, 对国内外不同的基于量子点的光电探测器和太阳能电池进行了归纳和总结, 并比较了不同种量子点薄膜的优缺点。最后, 对量子点薄膜的发展进行了展望。
量子点 量子点薄膜 光电探测器 太阳能电池 quantum dots, quantum dots film, photodetectors, s
华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510641
设计了环己基苯与十八烯的双溶剂量子点墨水体系, 研究了具有CdSe@ZnS/ZnS核/壳结构的绿光量子点(QDs)成膜规律及其发光特性。设计的高沸点、低表面张力的十八烯和低沸点、高表面张力的环己基苯所组成的双溶剂墨水体系增强了马兰戈尼流, 减弱了量子点在像素坑边缘的沉积, 实现了在像素坑中制备表面平整的量子点薄膜。研制的分辨率为240 PPI的倒置结构顶发射绿光量子点阵列发光器件启亮电压2.7 V, 最高亮度132 510 cd/m2, 最大外量子效率14.0%, 为采用喷墨打印工艺制备高性能量子点电致发光点阵器件提供了借鉴。
喷墨打印 墨水调控 量子点薄膜 倒置结构 量子点发光二极管 ink jet printing ink formulation quantum dot film inverted structure quantum dot light-emitting diodes
School of Physics and Information Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, CHN
以三（二甲胺基）膦为膦源，氯化铟为铟源，采用热注射法制备波长可调的无毒InP/ZnS量子点，研究了反应物P与In的摩尔比、ZnI2和ZnCl2的摩尔比以及ZnS的反应时间对合成的InP/ZnS量子点微观结构和光学性能的影响。实验结果表明，在反应物摩尔比为nP3-∶nIn3+ = 5∶1、ZnS反应时间为60 min时，合成的InP/ZnS量子点近似球形，属于闪锌矿结构，其荧光光谱在460 nm~620 nm范围内可调。蓝色、绿色、红色波段的InP/ZnS量子点的半高宽分别约为52、52、59 nm，平均粒径分别为3.05、3.32、3.44 nm，荧光寿命分别为59.41、61.44和68.08 ns。利用激光辅助制备绿色图形化InP/ZnS薄膜，以蓝光OLED作为激发光源，结合DBR微结构，薄膜的色彩转换效率可达到20.9%，色坐标从（0.22，0.30）变化到（0.29，0.63）。这些InP/ZnS量子点发光器件在照明和显示方面具有潜在的应用价值。
InP/ZnS量子点 图形化量子点薄膜 激光辅助 色彩转化 InP/ZnS QDs patterned QDPR film laser assistance color conversion
1 上海大学微电子研究与开发中心, 上海 200444
2 上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室, 上海 200072
3 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
测量了一种绿色和红色CdSe/ZnS量子点/硅胶复合薄膜的吸收光谱和光致发光光谱。结果表明,量子点薄膜在不同的激发波长下,拥有稳定的光致发光光谱,峰值波长分别为527 nm和628 nm。将量子点/硅胶复合薄膜与YAG∶Ce 3+黄色荧光粉结合,制备了两种不同结构的白色发光二极管(WLED),测量了其在不同驱动电流下的光学性能和表面温度。在350 mA的驱动电流下,Ⅱ号WLED的表面温度比Ⅰ号WLED低26.5 ℃。在55 ℃温度和55%相对湿度条件下进行老化实验。结果表明,在不同的驱动电流下两种WLED的光学性能基本一致且稳定性良好。
光学器件 白色发光二极管 量子点薄膜 热稳定性
福州大学 物理与信息工程学院, 福州 350100
基于微流体理论, 对采用聚合物量子点墨水打印薄膜的干燥过程进行了研究, 并通过优化溶剂配比、聚合物含量及干燥温度克服“咖啡环”现象, 改善薄膜形貌.研究结果表明: 墨水中添加高沸点溶剂有助于延缓外向流动; 调节聚合物含量可改变墨水的物理性质, 有利于在诱发内向流动的同时阻碍外向流动, 二者均可明显改善“咖啡环”形貌, 另外聚合物的流平作用可提高薄膜的平整度; 调节干燥温度可优化液滴与基板的接触线钉扎, 从而进一步改善“咖啡环”形貌.最终, 在量子点浓度为12 mg/mL, 墨水中氯苯/环己基苯体积比为8∶2, 聚丙烯酸酯质量百分比为11 wt%, 干燥温度为25 ℃时制备了直径约为169 μm, 高度约为65 nm的均匀量子点薄膜及量子点点阵, 为QLED器件的制备及Micro-LED面板的全彩化提供了技术支持.
量子点薄膜 喷墨打印 聚合物 溶剂配比 干燥温度 QD films Inkjet printing Polymer Solvent ratio Drying temperature
1 温州大学 物理与电子信息工程学院, 浙江 温州 325035
2 中国科学院宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波 315201
基于胶体量子点活性材料的太阳电池目前面临的共性问题是量子点表面长碳链配体不导电, 极大限制了载流子的传输和器件性能。对AgBiS2胶体量子点活性层采用固态配体交换方法, 用不同短链配体对长链的油酸配体进行交换, 讨论了不同配体交换对材料能级和器件关键参数的影响。结果表明, 不同配体置换长链配体的能力不同, 配体交换不仅有效提升了薄膜的电荷传导和钝化量子点的表面缺陷, 还实现了对量子点材料能级的有效调节。解释了表面配体对量子点太阳电池性能影响的作用机理。为进一步提升胶体量子点太阳电池性能提供了有效方案。
量子点薄膜 配体交换 导电性能 太阳电池 AgBiS2 AgBiS2 quantum dots films ligand-exchange conducting property solar cells
1 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
2 上海大学通信与信息工程学院, 上海 200072
基于渐逝波光场对微纳粒子具有光吸附力的效应，提出了利用熔融拉锥光纤吸附沉积半导体量子点的实验研究。以波长为980 nm 的激光作为光源，在熔融拉锥光纤表面成功吸附沉积了高密度硫化铅(PbS)量子点薄膜。通过光抽运，在吸附沉积PbS 量子点的熔锥光纤中观测到PbS 量子点光致发光光谱，并实现了在1550 nm 波段的光放大，增益达6.8 dB。
量子光学 量子点薄膜 光学吸附 锥形光纤 渐逝波场
