Solution-processed ZnO nanoparticle thin films are widely used as the electron transport layers (ETLs) in quantum dot light-emitting diodes (QLEDs). While the ZnO nanoparticle (NP) synthesis process has been thoroughly optimized, very few studies have focused on exploring how the solvents for dispersing the NPs affect the film-forming process, which has profound effects on the film quality and functionality as ETLs. Herein, we present a comprehensive investigation on the impact of the dispersing agent on the materials and carrier transport properties of spin-coated ZnO NP thin films. The first four members of the alkanol family, which show considerably different viscosities and volatilities, were used in this study. ZnO NP thin films deposited with different alcohols were used as the ETLs of the QLED structure, and the optoelectronic performances of the devices are compared. Alcohols with high viscosity are found to cause NP agglomerations, which roughen the film surface and lead to significant leakage current. Nanocracks in the ZnO NP film are observed when a highly volatile solvent is used due to the vigorous bursts of vapor during solvent evaporation. Our results show that a proper solvent can improve the surface roughness and compactness of the solution-processed ZnO films and lead to a 30% difference in the current efficiency of QLEDs. The findings here clearly indicate the important roles of the dispersing agent in the formation of high-quality NP-based thin films, which can be an important guidance for achieving high performances in QLEDs as well as a variety of solution-based devices.

中文翻译：

---

溶剂对量子点发光二极管溶液处理的ZnO电子转移层的界面和薄膜完整性的影响

溶液处理的ZnO纳米颗粒薄膜被广泛用作量子点发光二极管（QLED）中的电子传输层（ETL）。尽管已对ZnO纳米颗粒（NP）的合成工艺进行了全面优化，但很少有研究集中在探索用于分散NP的溶剂如何影响成膜过程，这对薄膜质量和作为ETL的功能产生了深远影响。本文中，我们对分散剂对旋涂ZnO NP薄膜的材料和载流子传输性能的影响进行了全面的研究。这项研究使用了链烷醇家族的前四个成员，这些成员显示出很大的粘度和挥发性。使用沉积有不同醇的ZnO NP薄膜作为QLED结构的ETL，并比较了器件的光电性能。发现具有高粘度的醇会引起NP团聚，从而使薄膜表面变粗糙并导致大量泄漏电流。当使用高挥发性溶剂时，由于溶剂蒸发过程中蒸气猛烈爆发，会在ZnO NP膜中观察到纳米裂纹。我们的结果表明，适当的溶剂可以改善溶液处理的ZnO膜的表面粗糙度和致密性，并导致QLED的电流效率相差30％。此处的发现清楚地表明了分散剂在高质量NP基薄膜形成中的重要作用，这可以为在QLED以及各种基于溶液的设备中实现高性能提供重要指导。发现具有高粘度的醇会引起NP团聚，从而使薄膜表面变粗糙并导致大量泄漏电流。当使用高挥发性溶剂时，由于溶剂蒸发过程中蒸气猛烈爆发，会在ZnO NP膜中观察到纳米裂纹。我们的结果表明，适当的溶剂可以改善溶液处理的ZnO膜的表面粗糙度和致密性，并导致QLED的电流效率相差30％。此处的发现清楚地表明了分散剂在高质量NP基薄膜形成中的重要作用，这可以为在QLED以及各种基于溶液的设备中实现高性能提供重要指导。发现具有高粘度的醇会引起NP团聚，从而使薄膜表面变粗糙并导致大量泄漏电流。当使用高挥发性溶剂时，由于溶剂蒸发过程中蒸气猛烈爆发，会在ZnO NP膜中观察到纳米裂纹。我们的结果表明，适当的溶剂可以改善溶液处理的ZnO膜的表面粗糙度和致密性，并导致QLED的电流效率相差30％。此处的发现清楚地表明了分散剂在高质量NP基薄膜形成中的重要作用，这可以为在QLED以及各种基于溶液的设备中实现高性能提供重要指导。当使用高挥发性溶剂时，由于溶剂蒸发过程中蒸气猛烈爆发，会在ZnO NP膜中观察到纳米裂纹。我们的结果表明，适当的溶剂可以改善溶液处理的ZnO膜的表面粗糙度和致密性，并导致QLED的电流效率相差30％。此处的发现清楚地表明了分散剂在高质量NP基薄膜形成中的重要作用，这可以为在QLED以及各种基于溶液的设备中实现高性能提供重要指导。当使用高挥发性溶剂时，由于溶剂蒸发过程中蒸气猛烈爆发，会在ZnO NP膜中观察到纳米裂纹。我们的结果表明，适当的溶剂可以改善溶液处理的ZnO膜的表面粗糙度和致密性，并导致QLED的电流效率相差30％。此处的发现清楚地表明了分散剂在高质量NP基薄膜形成中的重要作用，这可以为在QLED以及各种基于溶液的设备中实现高性能提供重要指导。我们的结果表明，适当的溶剂可以改善溶液处理的ZnO膜的表面粗糙度和致密性，并导致QLED的电流效率相差30％。此处的发现清楚地表明了分散剂在高质量NP基薄膜形成中的重要作用，这可以为在QLED以及各种基于溶液的设备中实现高性能提供重要指导。我们的结果表明，适当的溶剂可以改善溶液处理的ZnO膜的表面粗糙度和致密性，并导致QLED的电流效率相差30％。此处的发现清楚地表明了分散剂在高质量NP基薄膜形成中的重要作用，这可以为在QLED以及各种基于溶液的设备中实现高性能提供重要指导。