氧化物肢体纳米晶的可控合成及其在溶液工艺发光二极管中的应用
[Abstract]:Colloidal oxide nanocrystals have excellent solution processability, unique optoelectronic properties, tunable and excellent chemical stability, and have great potential to be used as carrier transport materials in high performance solution process optoelectronic devices. The structure of photovoltaic devices in solution process is diverse, and the active layer materials involved are rich. Therefore, it is necessary to regulate the energy band structure and optoelectronic properties of oxide nanocrystals by customizing the carrier transport layer for specific devices. In order to control the optoelectronic properties of colloidal oxide nanocrystals, the electron-transport layer materials (n type ZnO based nanocrystals) and hole transport layer materials (p type NiO based nanocrystals) are taken as objects in this thesis. Through the deep study of the reaction system and the innovative design of the synthesis route, the doped / alloyed oxide nanocrystals were prepared by organic phase. On this basis, the controllable doping / alloying has been proved to improve the performance of NiO based nanocrystalline hole transport layer by (light emitting diode, LED) prototype device. Understanding the synthetic chemistry of colloidal oxide nanocrystals is the premise of its performance regulation and application development. For ZnO based materials, we find that the regulation of the reaction activity of metal precursors in the alcoholysis reaction path plays a decisive role in the introduction of hetero-ions and the avoidance of impurity separation, thus combining the concept of "energy band engineering". Nanocrystalline CdxZn1-xO alloy was successfully prepared. By preparing various sizes of CdxZn1-xO and MgxZn1-xO and pure ZnO nanocrystals and measuring their optical band gap, the variation of band gap of ZnO based alloy with quantum limiting effect and alloying is summarized. The band gap of ZnO based nanocrystals is controlled continuously in the range of 3. 3 ~ 3. 9 eV. For NiO based materials, we successfully introduce Co2 and Cu2 into the lattice of NiO based on two different methods of introducing heteroatoms. The nanocrystalline of CoXNi1-sO oxide alloy and the CuxNi1-xO nanocrystalline of a single component were obtained, respectively. The concept of "surface doping" was introduced from the reaction activity of metal precursor. To solve the doping / alloying problem when the precursor reaction activity is very different. Then, we take the CuxNi1-xO nanocrystals as an example to study the effect of the control of the photoelectric properties of the hole-transport materials on the enhancement of the properties of the LED devices in the solution process. It is proved that the introduction of Cu2 can effectively enhance the conductivity of NiO nanocrystalline films, and then the quantum dot light-emitting diode (quantum-dot light emitting diode,QLED) is selected as the prototype device, and NiO and CuxNi1-x0 nanocrystals are used as the hole transport layer respectively. We find that the performance of CuxNi1-xO nanocrystalline devices is significantly improved compared with that of NiO nanocrystalline devices: lower switching voltage and higher power efficiency. This result indicates that CuxNi1-xO nanocrystalline hole transport layer may play an important role in high performance QLED. The research results in this paper will be helpful to develop the synthetic chemistry of doped / alloyed colloidal oxide nanocrystals and to promote the application of oxide nanocrystals in the carrier transport layer of photovoltaic devices in solution process.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN312.8;TB383.1
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,本文编号:2280510
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