CuInS₂（CIS）量子點由于其低毒、太陽光吸收系數(shù)高、光化學(xué)性能穩(wěn)定在生物、光電領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力,然而目前量子產(chǎn)率較低、質(zhì)量不可控和批量制備工藝的缺乏限制了它的廣泛應(yīng)用。本文基于CIS量子點的發(fā)光機理和生長動力學(xué)開發(fā)了提高CIS和核殼CIS/ZnS量子點熒光效率的合成工藝,并通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)實現(xiàn)了對熒光量子產(chǎn)率的大幅提高和CIS量子點熒光光譜的調(diào)控。在此基礎(chǔ)上將燒瓶合成工藝轉(zhuǎn)移到微反應(yīng)器系統(tǒng)中實現(xiàn)了CIS和CIS/ZnS量子點的連續(xù)合成。最后,以CIS量子點規(guī)�；a(chǎn)為例,基于微反應(yīng)器設(shè)備的連續(xù)化生產(chǎn)工藝進行工程概念設(shè)計、投資成本估算和經(jīng)濟效益分析�？傮w實現(xiàn)了從實驗室研發(fā)到生產(chǎn)的全生命周期的研究。本文主要獲得以下結(jié)果：（1）提高CIS量子點熒光效率的高溫液相熱處理過程開發(fā)了基于高溫液相熱處理的方法以提高CIS量子點的熒光量子產(chǎn)率。分析了CIS的發(fā)光機理、液相熱處理過程對晶體結(jié)晶度和熒光量子產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明：CIS量子點發(fā)光為多能級發(fā)光,給體-受體缺陷發(fā)光為主要發(fā)光方式。CIS顆粒內(nèi)部和表面的多種缺陷引起的非輻射弛豫是導(dǎo)致顆粒量子產(chǎn)率較低的主要原因。在高... 

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 量子點的基本概念及應(yīng)用
        1.2.1 在太陽能電池的應(yīng)用
        1.2.2 在發(fā)光二極管的應(yīng)用
        1.2.3 在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.2.4 在防偽油墨中的應(yīng)用
    1.3 量子點的合成技術(shù)
        1.3.1 量子點的合成
        1.3.2 核殼結(jié)構(gòu)量子點的合成
    1.4 微反應(yīng)技術(shù)及其在量子點合成中的應(yīng)用
        1.4.1 微反應(yīng)技術(shù)的特點
        1.4.2 微反應(yīng)技術(shù)在量子點合成中的應(yīng)用進展
    1.5 CIS量子點的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 CIS量子點的基本性質(zhì)
        1.5.2 CIS及其復(fù)合結(jié)構(gòu)量子點的油相合成
    1.6 量子點市場及投資分析
        1.6.1 量子點市場分析
        1.6.2 總資產(chǎn)投資分析
        1.6.3 總生產(chǎn)成本分析
    1.7 課題的研究意義、目標和內(nèi)容
        1.7.1 研究意義
        1.7.2 研究目標和內(nèi)容
第2章 實驗裝置及量子點表征
    2.1 化學(xué)藥品、實驗設(shè)備與分析儀器
    2.2 實驗裝置
        2.2.1 用于批次實驗的合成裝置
        2.2.2 用于連續(xù)合成的微反應(yīng)單元
    2.3 量子點的表征
第3章 高溫液相熱處理提高CIS熒光量子產(chǎn)率的研究
    3.1 前言
    3.2 實驗方法
        3.2.1 CIS量子點的合成
        3.2.2 CIS量子點的液相熱處理過程
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 CIS量子點的發(fā)光性質(zhì)
        3.3.2 CIS量子點的高溫液相熱處理
    3.4 本章小結(jié)
第4章 低溫合成廣譜發(fā)光核殼CIS/ZnS量子點的研究
    4.1 前言
    4.2 實驗方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 ZnS的包裹對CIS吸收特性的影響和CIS/ZnS的晶體結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 CIS核反應(yīng)時間對光學(xué)特性的影響
        4.3.3 ZnS包裹溫度對CIS熒光量子產(chǎn)率的影響
        4.3.4 配體修飾對量子點光學(xué)特性和晶體生長的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 高效發(fā)光梯度核殼CIS/ZnS量子點的合成工藝研究
    5.1 前言
    5.2 實驗方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 CIS/ZnS材料組成與結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 CIS/ZnS發(fā)光動力學(xué)研究
        5.3.3 ZnS殼層包裹時間和核反應(yīng)時間對CIS/ZnS熒光特性的影響
        5.3.4 Zn/Cu原料摩爾比對CIS/ZnS發(fā)光特性的影響
        5.3.5 殼層包裹溫度對CIS/ZnS發(fā)光特性的影響
        5.3.6 CIS/ZnS的化學(xué)穩(wěn)定性
        5.3.7 優(yōu)化結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第6章 CIS和CIS/ZnS量子點的微反應(yīng)連續(xù)合成及其放大工藝研究
    6.1 前言
    6.2 實驗方法
        6.2.1 CIS前驅(qū)體液體的制備
        6.2.2 Zn前驅(qū)體溶液的制備
        6.2.3 CIS和CIS/ZnS納米晶的微反應(yīng)連續(xù)合成
        6.2.4 主要微反應(yīng)設(shè)備的基本原理及特征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 配體對前驅(qū)體制備和CIS量子點的影響
        6.3.2 CIS量子點的微反應(yīng)器連續(xù)合成
        6.3.3 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和重復(fù)性考察
        6.3.4 全連續(xù)合成核殼結(jié)構(gòu)CIS/ZnS量子點
        6.3.5 基于微反應(yīng)器的放大分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 CIS規(guī)�；a(chǎn)工藝設(shè)計與投資估算
    7.1 前言
    7.2 工業(yè)化微反應(yīng)器大小初步試算
        7.2.1 工藝說明
        7.2.2 設(shè)計依據(jù)
        7.2.3 工藝部分
        7.2.4 循環(huán)冷卻水水質(zhì)
        7.2.5 主要設(shè)備
        7.2.6 微反應(yīng)設(shè)備
    7.3 項目投資與經(jīng)濟性分析
        7.3.1 資本投資估算
        7.3.2 總生產(chǎn)成本估算
    7.4 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
        8.1.1 論文完成的工作
        8.1.2 本文的特色及主要創(chuàng)新
    8.2 下一步建議與展望
參考文獻
致謝
博士學(xué)位期間獲得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3688308