[发明专利]无镉量子点及其制备方法、无镉量子点组合物

说明书

本发明公开了无镉量子点及其制备方法、无镉量子点组合物。本发明的无镉量子点包括量子点核，该量子点核包括以化学键结合的III族元素、V族元素和VI族元素，其中III族元素为阳离子，V族元素以及VI族元素为阴离子。本发明在现有的III‑V族量子点核中引入VI族元素阴离子，有利于缩小量子点核的半峰宽，提高量子效率。

技术领域

本发明涉及量子点技术领域，尤其涉及无镉量子点及其制备方法、无镉量子点组合物。

背景技术

量子点，也叫半导体纳米晶，由于其具有发光波长可调、发光效率高、稳定性好等优点，在显示、照明、生物及太阳能电池等领域有着广泛的应用。

近年来，CdSe、CdS等II-VI族基量子点材料的研究取得了极大的进展，其效率、半峰宽，稳定性等性能得到很大提高，并已应用于显示、生物等领域。无镉量子点的发展也取得了很大的进步，目前已经有商业化的应用，但是与含镉量子点的性能比还存在差距，主要体现在半峰宽较宽，效率低等方面。

目前常见的无镉量子点为一般为InP基量子点，常见的InP基量子点的核主要为InP核，或者掺杂的InP核，如InZnP、InGaP等。核的合成方法主要有热注入法和一锅煮法。为了提高效率和稳定性采用的主要方法有：(1)采用酸性试剂对量子点进行刻蚀，例如加入HF，NH₄F等弱酸性试剂进行表面处理，InP量子点的效率可以从小于1％提升至20～40％。(2)在InP核外面包覆ZnSe和ZnS壳层，以构建一种核壳结构的量子点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无镉量子点及其制备方法，制得的无镉量子点半峰宽较窄，量子效率高。

根据本发明的一个方面，提供一种无镉量子点，包括量子点核，所述量子点核包括以化学键结合的III族元素、V族元素和VI族元素，其中III族元素为阳离子，V族元素以及VI族元素为阴离子。

进一步地，所述量子点核为InPSe或InPS。

进一步地，所述无镉量子点还包括包覆在所述量子点核外的壳层，所述壳层包括以化学键结合的II族元素和VI族元素，或者以化学键结合的II族元素、III族元素和VI族元素，或者以化学键结合的II族元素、III族元素和V族元素，或者以化学键结合的II族元素、III族元素、V族元素和VI族元素，其中所述II族元素不包括镉元素。

进一步地，所述壳层选自以下一层或多层的组合：InZnP、InZnPSe、InZnPS、InZnSe、InZnS、InZnSeS、ZnSe、ZnSeS、ZnS。

根据本发明的另一个方面，提供一种无镉量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1，提供III族元素前体混合物、V族元素前体混合物以及VI族元素前体混合物；

S2a，在第一温度下将所述III族元素前体混合物与所述V族元素前体混合物混合，升温或降温至第二温度后加入所述VI族元素前体混合物进行反应形成量子点核，优选地，所述第一温度为室温～310℃，所述第二温度为150～310℃；

或者，S2b，在第一温度下将所述III族元素前体混合物与所述VI族元素前体混合物混合，升温至第二温度后加入所述V族元素前体混合物进行反应形成量子点核，优选地，所述第一温度为100～200℃，所述第二温度为200～310℃；

或者，S2c，在第三温度下将所述III族元素前体混合物、所述VI族元素前体混合物与所述V族元素前体混合物混合，然后升温至第四温度进行反应形成量子点核，优选地，所述第三温度为室温～150℃，所述第四温度为150～310℃。

进一步地，所述步骤S2a或S2b或S2c之后还包括以下步骤：