[发明专利]通过前体胶囊制备量子点材料的方法和量子点材料、量子点组合物以及量子点器件

说明书

本发明属于纳米材料合成技术领域，具体涉及一种通过前体胶囊制备量子点材料的方法和量子点材料、量子点组合物以及量子点器件，通过前体胶囊制备量子点材料的方法包括：将前体胶囊和第二前体、溶剂混合，得到混合液；其中，所述前体胶囊包括壳体和被所述壳体包覆的第一前体；将所述混合液进行升温，所述升温使得所述壳体发生破裂而释放出所述第一前体，并使得所述第一前体和所述第二前体进行反应，得到量子点材料。本发明提供的方法，能够提高所得量子点材料的单分散性、尺寸均一性，可控性佳，仅需单次投料即可大规模制备高性质的量子点材料，批间差更小，还方便存储及运输，更有益于工业化生产。

技术领域

本发明属于纳米材料合成技术领域，具体涉及一种通过前体胶囊制备量子点材料的方法和量子点材料、量子点组合物以及量子点器件。

背景技术

量子点，是尺寸半径小于或约等于其波尔激子半径的准零维半导体纳米晶体。因其荧光发射波长连续可调、量子产率高、半峰宽窄等性质，被广泛应用于生物医学标记、太阳能电池、照明和显示等领域。

目前，在量子点材料的成核过程中，溶液法合成量子点材料主要有“热注法”(高温注射法)和“非注射法”两种。

“非注射法”又称一锅法或一步法，该方法将各类前体、配体，在低温下加入溶剂中，之后进行加热反应生成量子点。该方法的合成过程中，随着温度的升高，单体释放的速度变快，当单体浓度升高至成核浓度以上，会形成量子点的晶核。该方法操作十分简单，对设备要求低，适合大规模生产。但由于合成过程中，随着温度不断升高，单体释放速度加快，单体浓度持续维持在成核浓度以上，不断生成新的量子点晶核，由于反应过程中不同时间温度条件下形成的量子点晶核粒径各不相同，因此该方法制备得到的量子点粒径分布较宽，导致得到的量子点材料半峰宽较宽。

“注射法”是指先将溶液与部分前体升至高温，再将其他前体快速注入到溶剂内，在注射界面处的局部形成较高的过饱和度，在短时间内形成大量晶核，该方法得到的量子点粒径分布较“非注射法”更为均一。但在该方法的成核过程是在注射的局部完成，可控性较差，难以实现工业放大。且在该过程中，被注入的前体多处于室温状态，而待注入的前体溶液温度通常在300℃左右，导致了局部存在大量的热交换过程，上述无序的热交换过程也导致了晶核粒径分布不均匀，并且使得该反应过程放大到工业生产过程中重复性差；若要将被注入的前体也升至与溶液相同的温度，则设备过于复杂。

由此，现阶段亟需一种提升量子点产物粒径均一性，且可控性好、易重复、适合大规模工业化的量子点生产方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的制备所得量子点材料粒径分布较宽，制备过程可控性差、难以实现工业放大、设备过于复杂的缺陷，提供一种通过前体胶囊制备量子点材料的方法和量子点材料、量子点组合物以及量子点器件，该方法仅需单次投料，就能够实现大规模、高质量的量子点材料制备，整个工艺过程可控性佳，适宜工业放大应用，对设备要求相对较低。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种通过前体胶囊制备量子点材料的方法，包括：

将前体胶囊和第二前体、溶剂混合，得到混合液；其中，所述前体胶囊包括壳体和被所述壳体包覆的第一前体；

将所述混合液进行升温，所述升温使得所述壳体发生破裂而释放出所述第一前体，并使得所述第一前体和所述第二前体进行反应，得到量子点材料。

在一些实施方式中，所述壳体基本不溶于所述溶剂，且所述壳体的熔点不小于所述反应的温度。

在一些实施方式中，所述壳体的熔点与该壳体所包覆的第一前体所参与的反应的温度的差值为0-20℃。

在一些实施方式中，所述混合液中含有未被所述壳体包覆的配体和/ 或配体前体；和/或

所述混合液中含有包含配体和/或配体前体的前体胶囊。