[发明专利]一种AgBiS2

说明书

本发明公开了一种AgBiSsubgt;2/subgt;量子点超晶格的制备方法及其光电探测器。本发明通过调节反应条件获得高质量的AgBiSsubgt;2/subgt;量子点，随后通过后处理的工艺方法，赋予AgBiSsubgt;2/subgt;量子点“靶向”功能，随后通过自组装策略，将单个AgBiSsubgt;2/subgt;量子点自组装成超晶格；能将纳米级的性能转移到更大的尺寸，同时具有优于单个量子点的集体性质；随后将量子点超晶格作为光电探测器的功能层，通过添加界面修饰层，钝化器件的界面缺陷，优化器件的能级结构，最终获得高灵敏度、高信噪比、绿色环保的AgBiSsubgt;2/subgt;量子点光电探测器；AgBiSsubgt;2/subgt;量子点超晶格光电探测器没有重金属元素，整个器件采用溶液加工的方法，制作成本低，同时具有的高的稳定性以及优异的器件性能，因此具有很好的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及光电子元器件制备技术，具体涉及一种环境友好型AgBiS₂量子点超晶格的制备方法及其光电探测器。

背景技术

光电探测器是光电领域中非常重要的电子元器件，在军事以及国民经济的各个领域有着广泛且重要的用途。目前商业化光电探测器依然是单晶硅，但单晶硅的制作成本高，因此发展一些低成本光电探测器是当今社会研究的热点问题。在过去几十年中，II-VI和III-V族化合物由于具有优异的光电性能以及溶液加工的特性，在光电探测器的领域显示了重要应用潜力。然而，大多数已经报道的II-VI和III-V族光电材料含有重金属元素(铅和镉)，这严重危害了使用者的健康。据报道，AgBiS₂量子点含有地球储量丰富且无毒的元素，同时具有高的吸收系数，尺寸和成分可调的窄带隙，优异的载流子输运性能，且在空气环境中稳定，因此备受人们的关注。虽然在2016年Konstantatos等人就成功的合成了AgBiS₂量子点，也展示了在太阳能电池中的应用潜力，但合成的AgBiS₂量子点的均一性以及光电性能仍然有待进一步提高，应用范围有待进一步扩展。

发明内容

为了克服现有技术中关于II-VI和III-V族化合物光电探测器含有重金属以及复杂的制备流程，同时增加光电探测器的光谱探测范围以及灵敏度，本发明提出了一种环境友好型AgBiS₂量子点超晶格的制备方法及其光电探测器，通过优化反应条件(反应时间、反应温度和前驱液的浓度)，获得环境友好型的AgBiS₂量子点，随后通过后处理的制备工艺(配体或离子交换、构建核壳结构)，进一步提升量子点的光电性能，同时增强其稳定性，最后通过增添诱导环境或诱导剂，将这些高质量的AgBiS₂量子点在溶液中自组装成超晶格，借助超晶格中量子点的集体特性，获得高灵敏度、高信噪比以及宽光谱探测范围的AgBiS₂量子点超晶格光电探测器。

本发明的一个目的在于提出一种环境友好型AgBiS₂量子点超晶格的制备方法。

本发明的环境友好型AgBiS₂量子点超晶格的制备方法，包括以下步骤：

1)将硫源、有机配体和高沸点的十八烯溶剂相混合，通入惰性气体，搅拌，获得澄清透明的阴离子前驱液，有机配体辅助溶解硫源，降低获得澄清透明的阴离子前驱液所需的温度和搅拌时间，实现制备过程的能耗降低；

2)将银源、铋源、有机配体和十八烯溶剂相混合，在设定的温度和真空度下反应，然后通入惰性气体反应，待溶液澄清透明时，得到阳离子前驱液；

3)将设定量的阴离子前驱液加入高沸点的阳离子前驱液，通过调控反应时间、反应温度以及阴离子和阳离子前驱液的浓度，获得不同粒径的初始AgBiS₂量子点；