一種硒化銅熒光量子點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種硒化銅熒光量子點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用；其特征在于為Cu2Se、CuSe或Cu2-xSe中一種或其組合，量子點(diǎn)粒徑為2～10nm，量子產(chǎn)率為10～60%，光致發(fā)光譜的半峰寬為30～150nm；以溶有銅鹽的水溶液為水相，溶有長(zhǎng)鏈配體的有機(jī)溶劑為油相，在惰性保護(hù)氣體中攪拌在油浴中加熱形成前驅(qū)體溶液；將硒氫化鈉水溶液注入熱的前軀體溶液中，加熱反應(yīng)，不同時(shí)間取樣獲得具備不同發(fā)射熒光的有機(jī)相的量子點(diǎn)溶液；將上層有機(jī)相的量子點(diǎn)溶液沉淀，再經(jīng)離心、分散，重復(fù)后去除未反應(yīng)原料即得硒化銅熒光量子點(diǎn)。此類(lèi)量子點(diǎn)不含鎘等重金屬元素，毒性低，具有量子產(chǎn)率高，粒徑均一，較窄的熒光發(fā)射光譜，發(fā)光顏色隨激發(fā)波長(zhǎng)可調(diào)，能應(yīng)用于構(gòu)筑量子點(diǎn)太陽(yáng)能敏化電池以及LED器件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種砸化銅熒光量子點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體熒光納米材料、制備方法及其應(yīng)用，特別涉及一種硒化銅熒光量子點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體納米晶(又稱(chēng)量子點(diǎn))，其粒徑一般介于l_20nm之間，是納米材料的重要成員之一。量子點(diǎn)的平均粒徑小、表面原子多、比表面積大、表面能高，導(dǎo)致其性質(zhì)既不同于單個(gè)原子、分子，又不同于普通的顆粒材料，而表現(xiàn)出獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)，在光、電、磁、熱以及催化等領(lǐng)域展示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。量子點(diǎn)的制備方法有很多，主流方法是有機(jī)金屬法(J.Am.Chem.Soc.，2011，133，15324-15327;Chem.Mater.，2007，19，4670-4675)和巰基水相法(Adv.Mater.，2003，15，1712-1715)。其中有機(jī)金屬法制備的量子點(diǎn)量子產(chǎn)率很高，但該方法反應(yīng)條件過(guò)于苛刻，需要高溫和無(wú)水無(wú)氧操作；原料的活性很大，易燃易爆，價(jià)格昂貴，且劇毒。而巰基水相法只能制備出較少種類(lèi)性能優(yōu)良的量子點(diǎn)，局限性大，所以利用水油界面合成納米晶的方法應(yīng)運(yùn)而生。界面合成法相對(duì)于以上兩種方法顯示出明顯的優(yōu)勢(shì):(I)合成的量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率比較高；(2)所用設(shè)備簡(jiǎn)單；(3)可根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活需要，通過(guò)界面組裝，把納米晶轉(zhuǎn)移到所需要的不同溶劑中；(4)反應(yīng)溫度比較低，實(shí)驗(yàn)條件溫和可控。
[0003]盡管對(duì)量子點(diǎn)的研究已經(jīng)發(fā)展了幾十年，但是量子點(diǎn)的品種仍然比較有限，目前對(duì)量子點(diǎn)理論和應(yīng)用研究最深入的只是I1-V I族和II1-V族半導(dǎo)體納米晶，如CdTe, CdS, CdSe, CdTe/ ZnS, CdTe/CdS等，這些量子點(diǎn)大多含有重金屬成分，這大大限制了量子點(diǎn)理論和其在太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管(LED)等光電器件上實(shí)際應(yīng)用的拓展與完善，所以開(kāi)發(fā)一類(lèi)新型的無(wú)鎘量子點(diǎn)材料將意義深遠(yuǎn)。目前，對(duì)硒化銅半導(dǎo)體材料的研究多數(shù)停留在宏觀體相材料的程度，只有很少數(shù)研究涉及該材料的納米尺度，但是這些報(bào)道的硒化銅熒光量子點(diǎn)或者量子產(chǎn)率非常低、粒徑分布不均一(Struct.Chem.，2011, 22:103-110)，或者采用的原料價(jià)格很昂貴，且需250°C的高溫反應(yīng)(Adv.Mater.，1999，11，1441-1444)。因此尋找一種成本低廉且簡(jiǎn)便可行的制備方法，研制高量子產(chǎn)率、窄尺寸分布的硒化銅熒光量子點(diǎn)，對(duì)擴(kuò)大量子點(diǎn)的應(yīng)用范圍具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種硒化銅熒光量子點(diǎn)，此類(lèi)量子點(diǎn)不含鎘等重金屬元素，毒性低，具有量子產(chǎn)率高，粒徑均一，較窄的熒光發(fā)射光譜，發(fā)光顏色隨激發(fā)波長(zhǎng)可調(diào)，能應(yīng)用于構(gòu)筑量子點(diǎn)太陽(yáng)能敏化電池以及LED器件。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供上述硒化銅熒光量子點(diǎn)的制備方法，該方法是基于水油兩相界面的制備的方法，該方法簡(jiǎn)便易行，反應(yīng)條件溫和，不需要高溫高壓，避免了昂貴的有機(jī)金屬鹽的使用。
[0006]本發(fā)明的再一目的是提供硒化銅熒光量子點(diǎn)在構(gòu)筑量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池或發(fā)光器件中的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種硒化銅熒光量子點(diǎn)，其特征在于為硒化亞銅(Cu2Se)、硒化銅(CuSe)或硒化銅(Cu2_xSe,0〈x〈2)中一種或其組合,量子點(diǎn)粒徑為2~IOnm,量子產(chǎn)率為10~60%，光致發(fā)光譜的半峰寬為30~150nm。
[0008]本發(fā)明還提供了上述硒化銅熒光量子點(diǎn)的方法，其具體步驟如下:
[0009]a.以溶有銅鹽的水溶液為水相，溶有長(zhǎng)鏈配體的有機(jī)溶劑為油相，在惰性保護(hù)氣體氛圍中磁力攪拌使水油兩相充分接觸，形成水油界面反應(yīng)體系后在油浴中加熱形成前驅(qū)體溶液；
[0010]b.將硒氫化鈉水溶液注入熱的前軀體溶液中，加熱反應(yīng)I~20h，不同時(shí)間取樣獲得具備不同發(fā)射熒光的有機(jī)相的量子點(diǎn)溶液；
[0011]c.將上層有機(jī)相的量子點(diǎn)溶液乙醇沉淀，再經(jīng)離心、分散，重復(fù)后去除未反應(yīng)原料即得硒化銅熒光量子點(diǎn)。
[0012]優(yōu)選步驟a中所述的銅鹽為氯化亞銅、氯化銅、硫酸銅、乙酸銅或硝酸銅中的一種或其組合；所述的長(zhǎng)鏈配體為油酸、十一烯酸、硬脂酸、三正辛基膦、十二胺、十六胺、十八胺或油胺；所用的有機(jī)溶劑為正己烷、甲苯、三氯甲烷或者十八烯。
[0013]優(yōu)選步驟a中有機(jī)溶劑和水的體積比為1: (0.5~2);水相中銅離子摩爾濃度為4~20mmol/L ;長(zhǎng)鏈配體與銅鹽的摩爾比例為(I~10):1 ;步驟a中所述的磁力攪拌速度為100~300rpm，反應(yīng)時(shí)間為I~20h，加熱溫度為30~100°C。
[0014]優(yōu)選步驟a 中所述的惰性保護(hù)氣體為氮?dú)?、氬氣或者他們的混合氣?br> [0015]優(yōu)選步驟b中所述的硒氫化鈉通過(guò)將硒粉于冰水浴中用硼氫化鈉還原制得；冰水浴的反應(yīng)時(shí)間為3~8h。
[0016]優(yōu)選步驟b中所述的硒氫化鈉與前軀體溶液中銅離子的摩爾比為0.5~1:1。
[0017]步驟b中所述的不同時(shí)間取樣獲得具備不同發(fā)射熒光的有機(jī)相的量子點(diǎn)溶液時(shí)，其中藍(lán)色熒光量子點(diǎn)取樣時(shí)間為I~10h，10~15h為黃綠的過(guò)渡色，黃色熒光量子點(diǎn)取樣時(shí)間為15~20h。
[0018]優(yōu)選步驟c中所述的離心速度為3000~15000rpm,離心時(shí)間為10~30min。
[0019]本發(fā)明還提供了上述的硒化銅熒光量子點(diǎn)在構(gòu)筑量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池或發(fā)光器件中的應(yīng)用，其中應(yīng)用上述量子點(diǎn)制備太陽(yáng)能敏化電池是通過(guò)以下步驟進(jìn)行的:
[0020]將沉積有二氧化鈦納米薄膜的導(dǎo)電玻璃至于所制備的硒化銅熒光量子點(diǎn)溶液中浸泡48h以上敏化作為陽(yáng)極；敏化完的電極取出晾干后滴上少量乙腈電解質(zhì)后蓋上印有鉬的有機(jī)玻璃作為陰極，封裝后制成量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池。
[0021]本發(fā)明的硒化銅熒光量子點(diǎn)制備發(fā)光器件是通過(guò)以下步驟進(jìn)行的:
[0022]將所制備的硒化銅熒光量子點(diǎn)以一定的比例混合與硅膠混合后涂敷在已固好晶焊好線的紫外芯片上(發(fā)射波長(zhǎng)為380nm)，烘烤使其固化后在芯片上蓋上透鏡，并在透鏡內(nèi)填充滿高折射率填充膠，填充膠固化后制得發(fā)光器件。
[0023]本發(fā)明的應(yīng)用熒光碳量子點(diǎn)制造發(fā)光器件的方法，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的硒化銅熒光量子點(diǎn)與硅膠的混合比例優(yōu)選為5:95~50:50。
[0024]有益效果:
[0025]1、本發(fā)明提出的方法具有簡(jiǎn)便易行、應(yīng)條件溫和等特點(diǎn)，避免了采用有機(jī)金屬鹽的高溫高壓反應(yīng)。
[0026]2、本發(fā)明制備的新型硒化銅熒光量子點(diǎn)不含重金屬元素，能夠穩(wěn)定地發(fā)射出藍(lán)色和黃色熒光，熒光穩(wěn)定性好，發(fā)光效率高，且發(fā)光光譜隨激發(fā)波長(zhǎng)和反應(yīng)時(shí)間可調(diào)。
[0027]3、本發(fā)明制備的新型硒化銅熒光量子點(diǎn)可以作為光電轉(zhuǎn)換材料有效地應(yīng)用在太陽(yáng)能電池的構(gòu)筑中。
[0028]4、本發(fā)明制備的新型硒化銅熒光量子點(diǎn)可以作為熒光體有效地應(yīng)用在LED發(fā)光器件中。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為實(shí)施例2制備的硒化銅熒光量子點(diǎn)樣品的TEM圖；
[0030]圖2為實(shí)施例2制備的硒化銅熒光量子點(diǎn)樣品的粒徑分布圖；
[0031]圖3為實(shí)施例3制備的硒化銅熒光量子點(diǎn)樣品的XRD圖；
[0032]圖4為實(shí)施例4制備的硒化銅熒光量子點(diǎn)樣品的紫外吸收和熒光光譜圖；
[0033]圖5為實(shí)施例5制備的硒化銅熒光量子點(diǎn)樣品的在不同激發(fā)波長(zhǎng)下的標(biāo)準(zhǔn)熒光光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下通過(guò)具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅限定于這些實(shí)施例。
[0035]實(shí)施例1
[0036]1.反應(yīng)前驅(qū)體的制備
[0037]稱(chēng)取0.1mmol CuCl溶于25mL去離子水后再在體系中加入溶有0.1mmol油酸的50mL三氯甲烷溶液，以IOOrmp磁力攪拌形成水油反應(yīng)體系，通氮?dú)釯h后加熱至30°C得反應(yīng)前驅(qū)體溶液。
[0038]2.Cu2Se量子點(diǎn)的制備
[0039]稱(chēng)取0.1mmol (0.0038g) NaBH4 和 0.05mmol (0.004g) Se 粉，溶于 Ig 純凈水后于冰水浴中反應(yīng)約3h，得紫紅色NaHSe溶液后注入熱的氮?dú)夥諊碌姆磻?yīng)前驅(qū)體溶液，磁力攪拌，攪拌速度為100rmp，lh后停止反應(yīng)。取上層三氯甲烷相溶液用大量乙醇沉淀，并在15000rpm的轉(zhuǎn)速下離心30min后再分散于甲苯，多次反復(fù)后獲得發(fā)藍(lán)色熒光的硒化銅量子點(diǎn)溶液。該量子點(diǎn)的平均粒徑為2nm，量子產(chǎn)率為10%，光致發(fā)光譜的半峰寬為30nm。
[0040]3.Cu2Se量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的構(gòu)筑
[0041]將沉積有二氧化鈦納米薄膜的導(dǎo)電玻璃至于步驟2所獲得的藍(lán)色熒光的Cu2Se熒光量子點(diǎn)溶液中浸泡48h敏化。敏化完的電極取出晾干后滴上少量乙腈電解質(zhì)后蓋上印有鉬的有機(jī)玻璃作為另一個(gè)電極，封裝后制成量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池，填充因子可達(dá)65%。
[0042]實(shí)施例2
[0043]1.反應(yīng)前驅(qū)體的制備
[0044]稱(chēng)取lmmol(0.170g)CuC12溶于50mL去離子水后再在體系中加入溶有IOmmoli 烯酸的25mL正己燒溶液，以300rmp磁力攪拌形成水油反應(yīng)體系,通氮?dú)釯h后加熱至90 °C得反應(yīng)前驅(qū)體溶液。
[0045]2.CuSe量子點(diǎn)的制備[0046]稱(chēng)取4mmol (0.1513g) NaBH4 和 2mmol (0.1579g) Se 粉，溶于 Ig 純凈水后于冰浴中反應(yīng)約5h，得紫紅色NaHSe溶液后注入熱的氮?dú)夥諊碌姆磻?yīng)前驅(qū)體溶液，磁力攪拌，攪拌速度為300rmp，8h后停止反應(yīng)。取上層正己烷相溶液用大量乙醇沉淀，并在15000rpm的轉(zhuǎn)速下離心30min后再分散于甲苯，多次反復(fù)后獲得發(fā)藍(lán)色熒光的CuSe量子點(diǎn)溶液。該量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率為20%，光致發(fā)光譜的半峰寬為40nm。表征TEM圖和粒徑分布圖如圖1和圖2所示，從圖中可以看出，制備的量子點(diǎn)分散性較好，粒度很均一，平均粒徑在4.6nm。
[0047]3.發(fā)光器件的制備
[0048]取上述制備的硒化銅熒光量子點(diǎn)以5:95的比例與硅膠混合，之后涂覆在已固好晶焊好線紫外芯片上(發(fā)射波長(zhǎng)為380nm)，并置于烘箱中150°C條件下60min使硅膠固化。之后在芯片上蓋上透鏡，并在透鏡內(nèi)填充滿高折射率填充膠，置于烘箱中150°C條件下60min使填充膠固化后，即制得藍(lán)色LED發(fā)光器件，色坐標(biāo)為(0.17，0.13)。
[0049]實(shí)施例3
[0050]1.反應(yīng)前驅(qū)體的制備
[0051]稱(chēng)取Immol (0.242g) CuNO3溶于50mL去離子水后再在體系中加入溶有IOmmol硬脂酸的50mL正己燒溶液，以300rmp磁力攪拌形成水油反應(yīng)體系,通氮?dú)釯h后加熱至70°C得反應(yīng)前驅(qū)體溶液。
[0052]2.CuSe量子點(diǎn)的制備
[0053]稱(chēng)取2mmol (0.076g)NaBH4和Immol (0.079g) Se粉,溶于Ig純凈水后于冰浴中反應(yīng)約5h，得深紫色NaHSe溶液后注入熱的氮?dú)夥諊碌姆磻?yīng)前驅(qū)體溶液，磁力攪拌，攪拌速度為300rmp，9h后停止反應(yīng)。取上層正己烷相溶液用大量乙醇沉淀，并在12000rpm的轉(zhuǎn)速下離心20min后再分散于甲苯，多次反復(fù)后獲得發(fā)藍(lán)色熒光的CuSe量子點(diǎn)溶液。該量子點(diǎn)的平均粒徑為5nm，量子產(chǎn)率為30%，光致發(fā)光譜的半峰寬為50nm。樣品的粉末X射線衍射如圖3所示,從圖中可以看出制備的CuSe量子點(diǎn)為立方晶型。
[0054]3.CuSe量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的構(gòu)筑
[0055]將沉積有二氧化鈦納米薄膜的導(dǎo)電玻璃至于步驟2所獲得的藍(lán)色熒光的CuSe量子點(diǎn)溶液中浸泡48h敏化。敏化完的電極取出晾干后滴上少量乙腈電解質(zhì)后蓋上印有鉬的有機(jī)玻璃作為另一個(gè)電極，封裝后制成量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池，填充因子可達(dá)67%。
[0056]實(shí)施例4
[0057]1.反應(yīng)前驅(qū)體的制備
[0058]稱(chēng)取Immol (0.250g) CuSO4溶于50mL去離子水后再在體系中加入溶有IOmmol十八胺的50mL十八烯溶液，以300rmp磁力攪拌形成水油反應(yīng)體系,通氮?dú)釯h后加熱至90°C得反應(yīng)前驅(qū)體溶液。
[0059]2.CuSe量子點(diǎn)的制備
[0060]稱(chēng)取2mmol (0.076g) NaBH4和Immol (0.079g) Se粉，溶于Ig純凈水后于冰浴中反應(yīng)約5h，得深紫色NaHSe溶液后注入熱的氮?dú)夥諊碌姆磻?yīng)前驅(qū)體溶液，磁力攪拌，攪拌速度為300rmp，13h后停止反應(yīng)。取上層十八烯相溶液用大量乙醇沉淀，并在3000rpm的轉(zhuǎn)速下離心IOmin后再分散于甲苯，多次反復(fù)后獲得發(fā)黃綠色熒光的CuSe量子點(diǎn)溶液。該量子點(diǎn)的平均粒徑為5nm，量子產(chǎn)率為60%，光致發(fā)光譜的半峰寬為50nm。紫外吸收和熒光發(fā)射光譜圖如圖4所示，從圖中可以看出，熒光發(fā)射峰的最高位點(diǎn)在450nm，為黃綠熒光。[0061]4.發(fā)光器件的制備
[0062]取上述制備的CuSe量子點(diǎn)熒光量子點(diǎn)以50:50的比例與硅膠混合，之后涂覆在已固好晶焊好線的紫外芯片上(發(fā)射波長(zhǎng)為380nm)，并置于烘箱中150°C條件下60min使硅膠固化。之后在芯片上蓋上透鏡，并在透鏡內(nèi)填充滿高折射率填充膠，置于烘箱中150°C條件下60min使填充膠固化后，即制得發(fā)黃綠光的LED器件，色坐標(biāo)為(0.31，0.35)。
[0063]實(shí)施例5
[0064]1.反應(yīng)前驅(qū)體的制備
[0065]稱(chēng)取Immol (0.170g)CuC12溶于50mL去離子水后再在體系中加入溶有IOmmol三正辛基膦的50mL甲苯溶液，以300rmp磁力攪拌形成水油反應(yīng)體系，通氮?dú)釯h后加熱至40 °C得反應(yīng)前驅(qū)體溶液。
[0066]2.CuSe量子點(diǎn)的制備
[0067]稱(chēng)取2mmol (0.076g)NaBH4和Immol (0.079g) Se粉,溶于Ig純凈水后于冰浴中反應(yīng)約5h，得深紫色NaHSe溶液后注入熱的氮?dú)夥諊碌姆磻?yīng)前驅(qū)體溶液，磁力攪拌，攪拌速度為300rmp，7h后停止反應(yīng)。取上層甲苯相溶液用大量乙醇沉淀，并在15000rpm的轉(zhuǎn)速下離心30min后再分散于甲苯，多次反復(fù)后獲得發(fā)藍(lán)色熒光的CuSe量子點(diǎn)溶液。該量子點(diǎn)的平均粒徑為5nm，量子產(chǎn)率為40%，光致發(fā)光譜的半峰寬為40nm。圖5為所制備的熒光量子點(diǎn)樣品的在不同激發(fā)波長(zhǎng)下的標(biāo)準(zhǔn)熒光光譜圖，從圖中可以看出所制備的量子點(diǎn)具有不同的激發(fā)響應(yīng)。
[0068]3.CuSe量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的構(gòu)筑
[0069]將沉積有二氧化鈦納米薄膜的導(dǎo)電玻璃至于步驟2所獲得的藍(lán)色熒光的硫化鎳熒光量子點(diǎn)溶液中浸泡48h敏化。敏化完的電極取出晾干后滴上少量乙腈電解質(zhì)后蓋上印有鉬的有機(jī)玻璃作為另一個(gè)電極，封裝后制成量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池，填充因子可達(dá)63%。
[0070]實(shí)施例6
[0071]1.反應(yīng)前驅(qū)體的制備
[0072]稱(chēng)取Immol (0.170g) CuCl2溶于50mL去離子水后再在體系中加入溶有IOmmol十二胺的50mL甲苯溶液，以300rmp磁力攪拌形成水油反應(yīng)體系,通IS氣Ih后加熱至40°C得反應(yīng)前驅(qū)體溶液。
[0073]2.Cua87Se量子點(diǎn)的制備
[0074]稱(chēng)取2mmol (0.076g)NaBH4和Immol (0.079g) Se粉,溶于Ig純凈水后于冰浴中反應(yīng)約5h，得深紫色NaHSe溶液后注入熱的氮?dú)夥諊碌姆磻?yīng)前驅(qū)體溶液，磁力攪拌，攪拌速度為300rmp，IOh后停止反應(yīng)。取上層甲苯相溶液用大量乙醇沉淀，并在15000rpm的轉(zhuǎn)速下離心30min后再分散于甲苯，多次反復(fù)后獲得發(fā)黃綠色熒光的Cua87Se量子點(diǎn)溶液。該量子點(diǎn)的平均粒徑為6nm，量子產(chǎn)率為40%，光致發(fā)光譜的半峰寬為50nm。
[0075]3.Cutl 87Se量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的構(gòu)筑
[0076]將沉積有二氧化鈦納米薄膜的導(dǎo)電玻璃至于步驟2所獲得的藍(lán)色熒光的Cu2_xSe熒光量子點(diǎn)溶液中浸泡48h敏化。敏化完的電極取出晾干后滴上少量乙腈電解質(zhì)后蓋上印有鉬的有機(jī)玻璃作為另一個(gè)電極，封裝后制成量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池，填充因子可達(dá)70%。
[0077]實(shí)施例7
[0078]1.反應(yīng)前驅(qū)體的制備[0079]稱(chēng)取lmmol (0.242g) CuNO3溶于50mL去離子水后再在體系中加入溶有IOmmol十六胺的50mL正己燒溶液，以300rmp磁力攪拌形成水油反應(yīng)體系,通IS氣Ih后加熱至70°C得反應(yīng)前驅(qū)體溶液。
[0080]2.CuSe量子點(diǎn)的制備
[0081]稱(chēng)取2mmol (0.076g)NaBH4和Immol (0.079g) Se粉,溶于Ig純凈水后于冰浴中反應(yīng)約8h，得深紫色NaHSe溶液后注入熱的氮?dú)夥諊碌姆磻?yīng)前驅(qū)體溶液，磁力攪拌，攪拌速度為300rmp，20h后停止反應(yīng)。取上層正己烷相溶液用大量乙醇沉淀，并在15000rpm的轉(zhuǎn)速下離心30min后再分散于甲苯，多次反復(fù)后獲得發(fā)黃色熒光的CuSe量子點(diǎn)溶液。該量子點(diǎn)的平均粒徑為10nm，量子產(chǎn)率為30%，光致發(fā)光譜的半峰寬為150nm。
[0082]3.CuSe量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的構(gòu)筑
[0083]將沉積有二氧化鈦納米薄膜的導(dǎo)電玻璃至于步驟2所獲得的藍(lán)色熒光的硒化銅熒光量子點(diǎn)溶液中浸泡48h敏化。敏化完的電極取出晾干后滴上少量乙腈電解質(zhì)后蓋上印有鉬的有機(jī)玻璃作為另一個(gè)電極，封裝后制成量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池，填充因子可達(dá)65%。
[0084]實(shí)施例8
[0085]1.反應(yīng)前驅(qū)體的制備
[0086]稱(chēng)取Immol (0.170g) CuCl2溶于50mL去離子水后再在體系中加入溶有2g油胺的50mL十八烯溶液，以300rmp磁力攪拌形成水油反應(yīng)體系,通気氣和氮?dú)饣旌蠚釯h后加熱至100 °C得反應(yīng)前驅(qū)體溶液。
[0087]2.Cu2Se和CuSe量子點(diǎn)的制備
[0088]稱(chēng)取2mmol (0.076g)NaBH4和Immol (0.079g) Se粉,溶于Ig純凈水后于冰浴中反應(yīng)約8h，得深紫色NaHSe溶液后注入熱的氬氣和氮?dú)饣旌蠚夥諊碌姆磻?yīng)前驅(qū)體溶液，磁力攪拌，攪拌速度為300rmp，20h后停止反應(yīng)。取上層十八烯相溶液用大量乙醇沉淀，并在15000rpm的轉(zhuǎn)速下離心30min后再分散于甲苯，多次反復(fù)后獲得發(fā)黃色突光的Cu2Se和CuSe量子點(diǎn)溶液。該量子點(diǎn)的平均粒徑為10nm，量子產(chǎn)率為40%，光致發(fā)光譜的半峰寬為150nmo
[0089]3.CuSe量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池的構(gòu)筑
[0090]將沉積有二氧化鈦納米薄膜的導(dǎo)電玻璃至于步驟2所獲得的藍(lán)色熒光的硫化鎳熒光量子點(diǎn)溶液中浸泡48h敏化。敏化完的電極取出晾干后滴上少量乙腈電解質(zhì)后蓋上印有鉬的有機(jī)玻璃作為另一個(gè)電極，封裝后制成量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池，填充因子可達(dá)71%。
【權(quán)利要求】
1.一種硒化銅熒光量子點(diǎn)，其特征在于為Cu2Se、CuSe或Cu2_xSe中一種或其組合，量子點(diǎn)粒徑為2~10nm，量子產(chǎn)率為10~60%，光致發(fā)光譜的半峰寬為30~150nm。
2.一種制備如權(quán)利要求1所述的硒化銅熒光量子點(diǎn)的方法，其具體步驟如下: a.以溶有銅鹽的水溶液為水相，溶有長(zhǎng)鏈配體的有機(jī)溶劑為油相，在惰性保護(hù)氣體氛圍中磁力攪拌使水油兩相充分接觸，形成水油界面反應(yīng)體系后在油浴中加熱形成前驅(qū)體溶液； b.將硒氫化鈉水溶液注入熱的前軀體溶液中，加熱反應(yīng)I~20h，不同時(shí)間取樣獲得具備不同發(fā)射熒光的有機(jī)相的量子點(diǎn)溶液； c.將上層有機(jī)相的量子點(diǎn)溶液乙醇沉淀，再經(jīng)離心、分散，重復(fù)后去除未反應(yīng)原料即得硒化銅突光量子點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟a中所述的銅鹽為氯化亞銅、氯化銅、硫酸銅、乙酸銅或硝酸銅中的一種或其組合；所述的長(zhǎng)鏈配體為油酸、十一烯酸、硬脂酸、三正辛基膦、十二胺、十六胺、十八胺或油胺；所用的有機(jī)溶劑為正己烷、甲苯、三氯甲烷或者十八烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟a中有機(jī)溶劑和水的體積比為I: (0.5~2);水相中銅離子摩爾濃度為4~20mmol/L ;長(zhǎng)鏈配體與銅鹽的摩爾比例為(I~10):1 ;步驟a中所述的磁力攪拌速度為100~300rpm，反應(yīng)時(shí)間為I~20h，加熱溫度為30 ~100℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟a中所述的惰性保護(hù)氣體為氮?dú)?、氬氣或者他們的混合氣?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟b中所述的硒氫化鈉與前軀體溶液中銅離子的摩爾比為0.5~1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟c中所述的離心速度為3000~15000rpm,離心時(shí)間為10~30min。
8.—種如權(quán)利要求1所述的硒化銅熒光量子點(diǎn)在構(gòu)筑量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池或發(fā)光器件中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】H01G9/20GK103803511SQ201410062336
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】陳蘇, 張強(qiáng), 王彩鳳 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)