一种胶体量子点材料及其制备方法，以及其在胶体量子点光探测器和阵列中的应用与流程

1.本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种胶体量子点材料及其制备方法，以及其在胶体量子点光探测器和阵列中的应用。

背景技术：

2.胶体量子点光探测器是光电探测器中重要的分支之一，由于其具有低廉的成本、制备大面积和柔性光电器件方面的潜在优势，以及其出的光电效率，在太阳电池、发光二极管、激光、探测器和显示器等领域得到了人们的广泛关注，尤其地，其在光谱探测和成像领域具有巨大的应用潜力。
3.通常地，胶体量子点材料包括内核胶体量子点，以及包裹在外的胶体量子点配体。在制备过程中，胶体量子点需要使用长碳链的油酸作为配体保证溶解性，并且可以提升胶体量子点本身对外界水、光和热的抵抗力，实现胶体量子点的性能稳定。然而，另一方面，当胶体量子点在器件上干燥成膜后，这些长链的配体又会反过来阻碍量子点之间的电荷传输，影响该器件的最终性能，特别是器件的外量子效率(eqe)。
4.为了解决这一问题，通常需要通过配体交换等后处理的方法，将上述长碳链的油酸配体置换成短碳链的配体，并且还要用溶剂将置换出来的长链配体冲洗掉。这种工艺通常置换不完全，而且工序较为复杂，不适用于大规模的工业化生产。
5.因此，亟需到一种技术方案，来解决现有技术存在的缺陷。

技术实现要素：

6.本发明公开了一种胶体量子点材料，其包括具有特殊结构的胶体量子点配体。一方面，具有该结构的胶体量子点配体，在溶液中可以帮助胶体量子点分散，从而实现溶液加工；另一方面，在胶体量子点材料成膜后，可以通过简单的退火工艺，将胶体量子点配体分解成短链的结构，从而省去了传统的多次配体交换和洗脱的流程。
7.另外，基于本发明技术方案制备而成的胶体量子点光探测器的阵列，具有理想的外量子效率。
8.本发明的一个目的在于提供一种胶体量子点材料。
9.一种胶体量子点材料，其包括胶体量子点，以及胶体量子点配体，所述胶体量子点包裹于胶体量子点配体之内；
10.所述胶体量子点配体具有以下结构式(i)或(ii)：
[0011][0012]
其中，
[0013]
r1独立地选自氢原子、氘原子、卤素原子、-oh、-sh、-cn、-scn、-c(＝o)r3、-si
(r3)3、
ꢀ‑
n(r3)2、-or3、-sr3、-s(＝o)r3、-s(＝o)2r3、c1-20的直链的烷基或其衍生物、c3-20的支链的烷基或其衍生物、c3-20的环状的烷基或其衍生物、c2-20的醚基、c2-20的寡聚环氧乙烷基、c2-20的烯基或炔基、c6-60的芳香基或其衍生物、c3-60的芳杂基或其衍生物；或上述任意两个相同/不同的基团，或多个相同/不同的基团，通过共价键相连后形成的基团；
[0014]
r3独立地选自c1-60的直链烷基或其衍生物、c3-60的支链或其衍生物、c3-60的环状的烷基或其衍生物、c2-20的烯基或炔基、c6-60的芳香基或其衍生物、c3-60的芳杂基或其衍生物。
[0015]
r1的具体结构可以包括上述涉及的多种基团的组合物。比如，在某些情况下，r1的具体结构可以为
[0016]
在某些情况下，r1的具体结构可以为
[0017]
在某些情况下，r1的具体结构可以为
[0018]
在某些情况下，r1的具体结构可以为
[0019]
r2选自一个或多个亚烷基或其衍生物；
[0020]
优选地，在一个或多个实施例中，r2可以但不限于为-ch
2-、-ch
2-ch
2-、-ch
2-ch(ch3)-、
ꢀ‑
ch
2-ch
2-ch
2-、-ch
2-ch
2-ch
2-ch
2-、-ch
2-ch
2-ch(ch3)-ch
2-等。
[0021]
然而，亚烷基个数不宜过多，因为后续在退火过程中，该胶体量子点配体会受热分解为小分子物质。过长的碳链会影响小分子的去除。
[0022]
通常地，胶体量子点配体通过巯基或离子键与胶体量子点相连接。
[0023]
进一步地，所述胶体量子点选自gap、znse、zns、cuo、cuo2、cus、cuse、cuins2、 cuinse2、cuingase、cuingas、ge、pbs、pbse、hgte或agbis2的一种或多种。
[0024]
优选地，胶体量子点与胶体量子点配体的质量比为1:1-1:3。
[0025]
进一步地，所述胶体量子点的粒径为2-30nm。
[0026]
本发明的另一个目的，在于提供上述胶体量子点材料的制备方法，其包括胶体量子点配体的制备方法，所述胶体量子点配体的制备方法如下：
[0027]
s1.将烷基醇与在碱性环境下反应，得到中间产物1；
[0028]
s2.将中间产物1与在碱性环境下反应，得到中间产物2；
[0029]
s3.将中间产物2先与胺源加热反应，然后降温，在酸环境下反应，经过滤、浓缩、提纯后，得到具有结构式(i)的胶体量子点配体；
[0030]
或
[0031]
s1.将烷基醇与在碱性环境下反应，得到中间产物1；
[0032]
s2.将中间产物1与在碱性环境下反应，得到中间产物2；
[0033]
s3.将中间产物2先与胺源加热反应，然后降温，在酸环境下反应，经过滤、浓缩、提纯后，得到具有结构式(i)的胶体量子点配体；或
[0034]
s4.将s3中的具有结构式(i)的胶体量子点配体进行离子化，得到具有结构式(ii) 的胶体量子点配体。
[0035]
胺源可以但不限于为二乙胺、三乙胺类物质。
[0036]
进一步地，所述烷基醇为一元醇。
[0037]
烷基醇为含有上述r1基团的一元醇。
[0038]
进一步地，步骤s3中，所述加热的温度为140-200℃。
[0039]
本发明的另一个目的，在于提供一种胶体量子点试剂，其包括上述胶体量子点材料，和至少一种溶剂。
[0040]
溶剂可以但不限于：甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、四氢呋喃、石油醚、甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、二氯甲烷、氯仿、乙腈、环己烷、丙酮的一种或两种以上的混合物。
[0041]
本发明的另一个目的，在于提供一种胶体量子点薄膜，其由上述胶体量子点试剂，经退火加工而成。
[0042]
在退火工艺中，具有结构式(i)的胶体量子点配体在高温下会发生分解，产物为挥发性烯烃、二氧化碳以及硫醇类物质。
[0043]
例如，如以下具体的反应方程式所示：
[0044][0045]
本发明的另一个目的，在于提供一种胶体量子点光探测器，其包括光敏层，所述光敏层含有上述胶体量子点薄膜。
[0046]
进一步地，所述胶体量子点光探测器依次包括基底、下电极阵列、下电极界面层、光敏层、上电极界面层和公共电极层。
[0047]
进一步地，所述下电极界面层、光敏层、上电极界面层和公共电极层，均为在所述胶体量子点光探测器区域内连续的结构。
[0048]
进一步地，所述下电极界面层、光敏层、上电极界面层和公共电极层，均未进行像元间的图案化处理。
[0049]
进一步地，所述下电极界面层和/或上电极界面层，选自金属氧化物或金属硫化物。
[0050]
进一步地，所述下电极界面层完全覆盖所述下电极阵列。
[0051]
进一步地，所述基底包括由硅基互补金属氧化物半导体晶体管，或薄膜晶体管组成的像元读出电路。
[0052]
本发明的另一个目的，在于提供一种胶体量子点光探测器的阵列，其包括若干光敏像元，所述光敏像元中，含有上述的胶体量子点光探测器。
[0053]
进一步地，所述胶体量子点光探测器的阵列，包括下电极阵列，所述下电极阵列均
被图案化。
[0054]
进一步地，所述下电极阵列为周期性排列。
[0055]
本发明的另一个目的在于提供一种发光二极管器件，其包括上述胶体量子点材料。
[0056]
本发明的另一个目的在于提供一种有机太阳电池器件，其包括上述胶体量子点材料。
[0057]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0058]
1.本发明技术方案中，一方面，具有该结构的胶体量子点配体，在溶液中可以帮助胶体量子点分散，从而实现溶液加工；另一方面，在胶体量子点材料成膜后，可以通过简单的退火工艺，将胶体量子点配体分解成短链的结构，从而省去了传统的多次配体交换和洗脱的流程。
[0059]
2.基于本发明技术方案制备而成的胶体量子点光探测器的阵列，具有理想的外量子效率。
附图说明
[0060]
图1示出了基于实施例1-3、对比例的胶体量子点光探测器的器件结构。
[0061]
图2示出了基于实施例1-3、对比例的胶体量子点光探测器阵列的基底的俯视图结构 (省略了封装层)，其覆有像素定义层。其中沿着虚线切开的剖面图对应图1。
[0062]
图3示出了基于实施例1-3、对比例的胶体量子点光探测器阵列的基底的俯视图结构 (省略了封装层和像素定义层)。
[0063]
图4示出了基于实施例1-3、对比例的胶体量子点光探测器阵列的外量子效率对比图。
[0064]
图5示出了本发明另一种技术方案，即高密度像元情况下的阵列结构。
[0065]
附图标记：
[0066]
玻璃基底—200、金属引脚—201、下电极阵列(ito)—202、下电极界面层(zno纳米颗粒层)—203、光敏层—204、上电极界面层—205、公共电极层—206、顶电极触点—207、像素定义层—208、封装层—209。
[0067]
像元读出电路—301、下电极阵列—302、电极界面层—303、胶体量子点光敏层—304、小分子界面层+共混层—305、公共电极层—306、封装层—307。
具体实施方式
[0068]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，列举如下实施例，但本发明并不局限于此。
[0069]
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0070]
本发明实施例中所涉及的单体、中间体以及产物的制备方法，如下所示。
[0071]
制备例
[0072][0073][0074]
(1)化合物1的合成
[0075]
在氮气保护下，将20.00g2-甲基-2-己醇(172.1mmol)与55.82gn,n
’‑
羰基二咪唑(344.2 mmol)，19.31g氢氧化钾(344.2mmol)转移至2.0l单口圆底烧瓶中，加入800ml甲苯，搅拌5min，升温至60℃，反应12h，反应结束后恢复至室温。过滤，用二氯甲烷冲洗滤渣，得到滤液浓缩，并用二氯甲烷与去离子水萃取3次，有机相依次进行干燥、过滤、浓缩。使用石油醚：乙酸乙酯＝50:1(v/v)作为淋洗剂进行柱层析。得到24.6g化合物1 的纯品，产率68.0％。
[0076]
(2)化合物2的合成
[0077]
在氮气保护下，将10.00g化合物1(47.6mmol)与3.33g2-羟乙基二硫化物(21.6 mmol)，4.85g氢氧化钾(86.5mmol)转移至500l单口圆底烧瓶中，加入200ml四氢呋喃，搅拌5min，升温至60℃，反应12h，反应结束后恢复至室温。过滤，用石油醚冲洗滤渣，得到滤液浓缩，并用石油醚与去离子水萃取3次，有机相依次进行干燥、过滤、浓缩。使用石油醚：二氯甲烷＝10:1(v/v)作为淋洗剂进行柱层析。得到5.77g化合物2 纯品，产率60.9％。
[0078]
(3)化合物3的合成
[0079]
在氮气保护下，将5.50g化合物2(12.5mmol)与12.69g三乙胺(125.4mmol)溶于100ml二甲基亚砜中，搅拌5min后，升温至100℃，反应4h。反应完毕后，降温至0℃，保温搅拌15min。向反应液中滴加2.0mol/l的盐酸水溶液至溶液ph等于1，保持溶液温度低于5℃，搅拌1h。后恢复至室温，搅拌2h。反应结束后，用10l水与500ml石油醚反复萃取，有机相依次进
行干燥、过滤、浓缩。减压蒸馏得到4.01g化合物3，产率72.6％。
[0080]
(4)化合物2-1的合成
[0081]
在氮气保护下，将10.00g化合物2-0(70.3mmol)与22.80gn,n
’‑
羰基二咪唑(140.6 mmol)，7.89g氢氧化钾(140.6mmol)转移至1.0l单口圆底烧瓶中，加入300ml甲苯，搅拌5min，升温至60℃，反应12h，反应结束后恢复至室温。过滤，用二氯甲烷冲洗滤渣，得到滤液浓缩，并用二氯甲烷与去离子水萃取3次，有机相依次进行干燥、过滤、浓缩。使用石油醚：乙酸乙酯＝50:1(v/v)作为淋洗剂进行柱层析。得到10.76g化合物2-1，产率64.8％。
[0082]
(5)化合物2-2的合成
[0083]
在氮气保护下，将10.00g化合物2-1(42.3mmol)与2.97g2-羟乙基二硫化物(19.2 mmol)，4.32g氢氧化钾(77.0mmol)转移至500l单口圆底烧瓶中，加入150ml四氢呋喃，搅拌5min，升温至60℃，反应12h，反应结束后恢复至室温。过滤，用石油醚冲洗滤渣，得到滤液浓缩，并用石油醚与去离子水萃取3次，有机相依次进行干燥、过滤、浓缩。使用石油醚：二氯甲烷＝10:1(v/v)作为淋洗剂进行柱层析。得到4.33g化合物2-2 纯品，产率45.9％。
[0084]
(6)化合物2-3的合成
[0085]
在氮气保护下，将4.3g化合物2-2(9.8mmol)与9.92g三乙胺(98.0mmol)溶于 100ml二甲基亚砜中，搅拌5min后，升温至100℃，反应4h。反应完毕后，降温至0℃，保温搅拌15min。向反应液中滴加2.0mol/l的盐酸水溶液至溶液ph等于1，保持溶液温度低于5℃，搅拌1h。后恢复至室温，搅拌2h。反应结束后，用1l水与150ml石油醚反复萃取三次，有机相依次进行干燥、过滤、浓缩。减压蒸馏得到3.66g化合物2-3，产率75.8％。
[0086]
(7)化合物3-1的合成
[0087]
在氮气保护下，将10.00g化合物3-0(70.3mmol)与22.80gn,n
’‑
羰基二咪唑(140.6 mmol)，7.89g氢氧化钾(140.6mmol)转移至1.0升单口圆底烧瓶中，加入300ml甲苯，搅拌5min，升温至60℃，反应12h，反应结束后恢复至室温。过滤，用二氯甲烷冲洗滤渣，得到滤液浓缩，并用二氯甲烷与去离子水萃取3次，有机相依次进行干燥、过滤、浓缩。使用石油醚：乙酸乙酯＝50:1(v/v)作为淋洗剂进行柱层析。得到9.66g化合物3-1，产率58.2％。
[0088]
(8)化合物3-2的合成
[0089]
在氮气保护下，将9.50g化合物3-1(40.2mmol)与2.82g2-羟乙基二硫化物(18.3 mmol)，4.10g氢氧化钾(73.1mmol)转移至500升单口圆底烧瓶中，加入120ml四氢呋喃，搅拌5min，升温至60℃，反应12h，反应结束后恢复至室温。过滤，用石油醚冲洗滤渣，得到滤液浓缩，并用石油醚与去离子水萃取3次，有机相依次进行干燥、过滤、浓缩。使用石油醚：二氯甲烷＝10:1(v/v)作为淋洗剂进行柱层析。得到4.68g化合物3-2 纯品，产率52.2％。
[0090]
(9)化合物3-3的合成
[0091]
在氮气保护下，将4.50g化合物3-2(10.3mmol)与10.38g三乙胺(102.6mmol)溶于50ml二甲基亚砜中，搅拌5min后，升温至100℃，反应4h。反应完毕后，降温至0℃，保温搅拌15min。向反应液中滴加2.0摩尔/升的盐酸水溶液至溶液ph等于1，保持溶液温度低于5℃，搅拌1h。后恢复至室温，搅拌2h。反应结束后，用500ml水与100ml 石油醚反复萃取三次，有机相依次进行干燥、过滤、浓缩。减压蒸馏得到3.29g化合物3-3，产率65.6％。
[0092]
实施例和对比例
[0093]
将上述化合物3、化合物2-3、化合物3-3分别以100mg/ml的浓度分散在丙酮:乙醇
＝1:3 (v/v)的混合溶剂中，分别加入与化合物3、化合物2-3、化合物3-3等质量的pbs量子点(购买自苏州星烁，粒径约为4-5nm)粉末后，反复震荡30s，然后8000rpm离心去除液相，再加入与之前等体积的丙酮:乙醇＝1:3(v/v)的混合溶剂，反复震荡30s后再次离心去除液相，低温干燥后分别得到化合物3、化合物2-3、化合物3-3包裹的硫化铅胶体量子点。将得到的产物按150mg/ml的浓度分散在正辛烷中制成试剂待用，分别将上述胶体量子点材料记为d1-d3。
[0094]
分别取上述化胶体量子点材料d1-d3，应用于胶体量子点光探测器领域，经退火成膜形成光敏层，对应地形成胶体量子点光探测器，设置为实施例1-3。
[0095]
将上述购买的星烁硫化铅胶体量子点(粒径为4-5nm)，参照文献(nature materials 2011, vol 10,p765)，通过依次旋涂和配体交换，制备形成胶体量子点材料d’，并应用于胶体量子点光探测器领域，形成胶体量子点光探测器，设置为对比例。
[0096]
上述基于实施例1-3和对比例中的胶体量子点光探测器的结构，具体参见图1。
[0097]
具体的实施例1-3和对比例的器件结构从下至上均为：玻璃基底200(0.7mm)/下电极阵列202为(ito)(100nm)/下电极界面层203(氧化镍)(30nm)/光敏层204(d1-d3/d’所形成的胶体量子点薄膜)(200nm)/上电极界面层205(富勒烯)(30nm)/银电极 206(100nm)/封装层209(环氧树脂)。其中202露出的面积受到像素定义层208(光刻胶su8)的限定，并通过触点201引出到209外面。同理，银电极206也通过触点207引出到209外面。
[0098]
将上述基于实施例1-3和对比例中的胶体量子点光探测器形成胶体量子点光探测器的阵列。该胶体量子点光探测器的阵列的像元尺寸被绝缘的像素定义层限制为1.6
×
1.6mm2，像素间距为2.4mm，像素数量为4
×
8。
[0099]
图2和图3示出了基于实施例1-3、对比例的胶体量子点光探测器阵列的整体俯视图。
[0100]
图2示出了基于实施例1-3、对比例的胶体量子点光探测器阵列的基底的俯视图结构，其覆有像素定义层，通过图案化的底电极定义像素的工作面积。其中201与202之间有金属引线，被绝缘的像素定义层覆盖；图3示出了基于实施例1-3、对比例的胶体量子点光探测器阵列的基底的俯视图结构，其去除了像素定义层，清楚地示出了像素阵列基板的电极引脚与底电极相连的情况。
[0101]
上述基于实施例1-3和对比例的胶体量子点光探测器及其阵列的制备方法，包括如下步骤：
[0102]
s1.将基底放置在洗片架上，使用超声器超声清洗1min，洗涤剂为异丙醇；
[0103]
s2.在清洗好的下电极阵列上通过掩模板溅射一层30nm的氧化镍。
[0104]
s3.旋涂一层d1-d3的胶体量子点材料。
[0105]
s4.在150℃真空退火20min，形成指定厚度(200nm)的胶体量子点薄膜。
[0106]
s5.使用激光清除引脚上方的残留的氧化锌和胶体量子点薄膜，露出金属引脚和顶电极触点。
[0107]
s6.通过图案化的掩模板，依次沉积指定厚度的富勒烯。
[0108]
s7.通过另一图案化的掩模板指定厚度的银电极。
[0109]
s8.器件制备后，用环氧树脂在紫外光中固化和封装。
[0110]
s9.进一步地，将上述胶体量子点光探测器制备为胶体量子点光探测器阵列。
[0111]
对比例的制备步骤在s3-s4时替换为：
[0112]
s3
’‑
s4’.将d’旋涂成膜后，使用甲醇:二乙硫醚＝98:2(v/v)的混合溶液冲刷二次，重复该步骤四次，直到薄膜厚度达到指定厚度200nm。
[0113]
从上述基于实施例1-3和对比例的胶体量子点光探测器的器件的制备方法的步骤的对比可以看出，前者更为简便，通过直接退火的手段即可实现光敏层的成膜。
[0114]
测试例
[0115]
对于制备而成的基于实施例1-3和对比例的胶体量子点光探测器的阵列的光电性能的相关测试图像，如下图4所示；相关eqe数据如表1所示。各个指标所采用的测试方法均未本领域技术人员熟知的常规手段。
[0116]
表1基于实施例1-3和对比例的胶体量子点光探测器的阵列的eqe数值
[0117]
样品eqe@400nmeqe@1550nm实施例156.6％26.4％实施例249.6％21.0％实施例355.3％28.4％对比例42.2％16.0％
[0118]
从图4和表1中可以看到，相比于实施例1-3，对比例的器件性能较差。这是因为：反复进行配体交换积累了较多的薄膜缺陷，造成了对比例的外量子效率显著下降的不利影响。
[0119]
上述结果说明了本发明技术方案的先进性。
[0120]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0121]
例如，如图5所示，使用制作在玻璃衬底上的由薄膜晶体管(tft)组成的像元读出电路或者是在单晶硅衬底上的、由硅基互补金属氧化物半导体晶体管(mosfet)组成的像元读出电路作为衬底，使其满足高密度像元的成像要求。
[0122]
再例如，使用光反射率较高的202和透光率较高的207，使阵列的感光方向改变为从 210入射。或者同时使用透光率较高的202和207，使阵列具备两面感光的特性。
[0123]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

1.一种胶体量子点材料，其特征在于，所述胶体量子点材料包括胶体量子点，以及胶体量子点配体，所述胶体量子点包裹于胶体量子点配体之内；所述胶体量子点配体具有以下结构式(i)：其中，r1独立地选自氢原子、氘原子、卤素原子、-oh、-sh、-cn、-scn、-c(＝o)r3、-si(r3)3、-n(r3)2、-or3、-sr3、-s(＝o)r3、-s(＝o)2r3、c1-20的直链的烷基或其衍生物、c3-20的支链的烷基或其衍生物、c3-20的环状的烷基或其衍生物、c2-20的醚基、c2-20的寡聚环氧乙烷基、c2-20的烯基或炔基、c6-60的芳香基或其衍生物、c3-60的芳杂基或其衍生物；或上述任意两个相同/不同的基团，或多个相同/不同的基团，通过共价键相连后形成的基团；r2选自一个或多个亚烷基或其衍生物；r3独立地选自c1-60的直链烷基或其衍生物、c3-60的支链或其衍生物、c3-60的环状的烷基或其衍生物、c2-20的烯基或炔基、c6-60的芳香基或其衍生物、c3-60的芳杂基或其衍生物。2.根据权利要求1所述胶体量子点材料，其特征在于，所述胶体量子点选自gap、znse、zns、cuo、cuo2、cus、cuse、cuins2、cuinse2、cuingase、cuingas、ge、pbs、pbse、hgte或agbis2的一种或多种。3.根据权利要求2所述胶体量子点材料，其特征在于，所述胶体量子点的粒径为2-30nm。4.权利要求1-3任一项所述胶体量子点材料的制备方法，其特征在于，包括胶体量子点配体的制备方法，所述胶体量子点配体的制备方法如下：s1.将烷基醇与在碱性环境下反应，得到中间产物1；s2.将中间产物1与在碱性环境下反应，得到中间产物2；s3.将中间产物2先与胺源加热反应，然后降温，在酸环境下反应，经过滤、浓缩、提纯后，得到具有结构式(i)的胶体量子点配体；或s1.将烷基醇与在碱性环境下反应，得到中间产物1；s2.将中间产物1与在碱性环境下反应，得到中间产物2；s3.将中间产物2先与胺源加热反应，然后降温，在酸环境下反应，经过滤、浓缩、提纯后，得到具有结构式(i)的胶体量子点配体；或s4.将s3中的具有结构式(i)的胶体量子点配体进行离子化，得到具有结构式(ii)的胶体量子点配体。
5.根据权利要求4所述胶体量子点材料的制备方法，其特征在于，所述烷基醇为一元醇。6.根据权利要求4所述胶体量子点材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述加热的温度为140-200℃。7.一种胶体量子点试剂，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述胶体量子点材料，和至少一种溶剂。8.一种胶体量子点薄膜，其特征在于，所述胶体量子点薄膜由权利要求7所述胶体量子点试剂，经退火加工而成。9.一种胶体量子点光探测器，其特征在于，包括光敏层，所述光敏层中含有如权利要求8所述胶体量子点薄膜。10.根据权利要求9所述胶体量子点光探测器，其特征在于，所述胶体量子点光探测器依次包括基底、下电极阵列、下电极界面层、光敏层、上电极界面层和公共电极层。11.根据权利要求10所述胶体量子点光探测器，其特征在于，所述下电极界面层、光敏层、上电极界面层和公共电极层，均为在所述胶体量子点光探测器区域内连续的结构。12.根据权利要求11所述胶体量子点光探测器，其特征在于，所述下电极界面层、光敏层、上电极界面层和公共电极层，均未进行像元间的图案化处理。13.根据权利要求10所述胶体量子点光探测器，其特征在于，所述下电极界面层和/或上电极界面层，选自金属氧化物或金属硫化物。14.根据权利要求10所述胶体量子点光探测器，其特征在于，所述下电极界面层完全覆盖所述下电极阵列。15.根据权利要求10所述胶体量子点光探测器，其特征在于，所述基底包括由硅基互补金属氧化物半导体晶体管，或薄膜晶体管组成的像元读出电路。16.一种胶体量子点光探测器的阵列，包括若干光敏像元，所述光敏像元中，含有如权利要求9所述的胶体量子点光探测器。17.根据权利要求16所述胶体量子点光探测器的阵列，其特征在于，包括下电极阵列，所述下电极阵列均被图案化。18.根据权利要求17所述胶体量子点光探测器的阵列，其特征在于，所述下电极阵列为周期性排列。19.一种发光二极管器件，包括如权利要求1-3任一项所述胶体量子点材料。20.一种有机太阳电池器件，包括如权利要求1-3任一项所述胶体量子点材料。

技术总结

本发明涉及一种胶体量子点材料，其包括胶体量子点，以及胶体量子点配体，所述胶体量子点包裹于胶体量子点配体之内：所述胶体量子点配体具有以下结构式(I)：一方面，具有该结构的胶体量子点配体，在溶液中可以帮助胶体量子点分散，从而实现溶液加工；另一方面，在胶体量子点材料成膜后，可以通过简单的退火工艺，将胶体量子点配体分解成短链的结构，从而省去了传统的多次配体交换和洗脱的流程。基于本发明技术方案制备而成的胶体量子点光探测器的阵列，具有理想的外量子效率。率。率。