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溶液处理的过渡金属氧化物制造技术

技术编号:11829707 阅读:83 留言:0更新日期:2015-08-05 13:35
一种涉及低温基于溶液合成过渡金属氧化物的方法,所述过渡金属氧化物用做空穴传输或注入/采集层,包括有机发光二级管、有机太阳能电池和有机光检测器,和用于基于氧化物的光伏装置和光检测器,以及功能电路和至少部分基于这类器件的系统。所述方法包括使过氧化物与醇基溶剂和过渡金属的溶液混合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】溶液处理的过渡金属氧化物背景1.专利
本专利技术涉及,例如,低温基于溶液合成过渡金属氧化物,所述过渡金属氧化物用做诸如有机发光二级管、有机太阳能电池和有机光检测器之类的应用中的空穴传输或注入/采集层,和用于基于氧化物的光伏装置和光检测器,以及功能电路和至少部分基于这类器件的系统。2.信息有机电子和/或光电子器件通常可以包括夹在例如两个或更多个电极之间的一个或多个有机层。在某些情况下,至少一个电极可以是至少部分透明的。多个层可以包括,例如,阳极、阴极和布置在阳极和阴极层之中的缓冲层,这可以允许空穴或电子注入/采集和传输。当在产品中,如有机光电致发光器件中实施时,在外部偏压(externalbias)的存在下,空穴和/或电子可以从阳极和阴极注入以形成激子,其可以有益地以例如可见光的形式释放电磁能。附图简述在说明书的总结部分特别地指出和明确地请求保护所请求保护的主题。然而,关于金属氧化物的构成和/或合成方法和装置操作,以及它们的目的、特征和/或优势,如果与以下附图一起阅读,通过参照下列详细描述,可以更好地理解所请求保护的主题,所述附图中:图1是根据一个或多个实施方案的钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物溶液在透明瓶子中的示图;图2是显示根据一个或多个实施方案的钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物及PEDOT(在铟锡氧化物(ITO)涂布的玻璃基底上的PSS薄膜)的透射光谱的图;图3是图解根据一个或多个实施方案的以下薄膜的二维原子力显微镜(AFM)图像的图:(a)PEDOT:PSS;(b)钼氧化物;(c)钒氧化物;和(d)钨氧化物;图4是图解根据一个或多个实施方案的钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物的X-射线光电子能谱(XPS)的全扫描谱的图;图5是图解根据一个或多个实施方案的(a)钼氧化物中Mo3d芯能级;(b)钒氧化物中V2p芯能级;(c)钨氧化物中W4f芯能级的XPS能谱,以及XPS能谱的分峰的图;图6是图解根据一个或多个实施方案的ITO、钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物的紫外光电子能谱(UPS)的图:光电发射开始(左);全价能谱(中);接近氧化物价带边缘的能态密度(右);图7是分别图解根据一个或多个实施方案的钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物的(αhv)1/2和光子能(hv)之间的关系的图,其中α是吸收系数;图8是图解根据一个或多个实施方案的ITO/钼氧化物(左)、ITO/钒氧化物(中)、ITO/钨氧化物(右)的能级图的示意图;图9是图解根据一个或多个实施方案的采用钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物及PEDOT:PSS作为空穴采集层的具有以下器件结构:ITO/钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物(8nm)或PEDOT:PSS(30nm)/P3HT:PC61BM(220nm)/Ca(20nm)/Al(100nm)的有机太阳能电池在光强度为100mW/cm2的AM1.5G太阳光谱下的电流密度-电压(J-V)特征曲线的图;图10是图解根据一个或多个实施方案的采用钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物及PEDOT:PSS作为空穴采集层的具有以下器件结构:ITO/钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物(8nm)或PEDOT:PSS(30nm)/P3HT:PC61BM(220nm)/Ca(20nm)/Al(100nm)的有机太阳能电池在黑暗下的电流密度-电压(J-V)特征曲线的图;图11是图解根据一个或多个实施方案的具有以下结构:ITO/TiO2(30nm)/P3HT:PC61BM(220nm)/MoO3(8nm)/Al(100nm)的倒置有机太阳能电池与标准器件结构和对照器件ITO/钼氧化物(8nm)或PEDOT:PSS(30nm)/P3HT:PC61BM(220nm)/Ca(20nm)/Al(100nm)在光强度为100mW/cm2的AM1.5G太阳光谱下的电流密度-电压(J-V)特征曲线的图。在下面的详细描述中对形成其一部分的附图进行了参照,其中,类似的标号可表示通篇相似的部分以指示对应或类似的要素。为了图示的简洁和/或清晰,图中所示的要素不一定按比例绘制。例如,为了清晰,一些要素的尺寸相对于其它要素可能被夸大。此外,要理解的是,可使用其它实施方案,并且在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下,可进行结构和/或逻辑的更改。还应该注意的是,例如向上、向下、顶部、底部、超过、高于等方向和参照可用于方便图形的论述,并且无意于限制所要求保护的主题的应用。因此,下面的详细描述不可视为限制性的,并且所要求保护的主题的范围意在通过随附的权利要求书及等价物来限定。详细描述在下面的详细描述中,为提供所要求保护的主题的全面理解而阐述了多个具体细节。然而,本领域技术人员将理解,所要求保护的主题可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况下,本领域普通技术人员已知的方法、装置和/或系统未进行详细地描述,以免模糊所要求保护的主题。本说明书通篇中提及“一个实施方式”、“实施方式”、“一个实施方案”、“实施方案”等可表示结合特定的实施方式或实施方案描述的特定的特征、结构或特性可包含在所要求保护的主题的至少一个实施方式或实施方案中。因此,此类短语在本说明书通篇各处中的出现不一定意在指代所描述的相同的实施方式或任一个特定的实施方式。此外,要理解的是,所描述的特定的特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以各种方式组合。当然,一般来说,这些和其它问题可随特定的上下文而改变。因此,对这些术语进行描述或使用的特定上下文可提供关于由所述特定上下文所得出的推论的有用引导。同样,如本文所使用的术语“和”、“和/或”和“或”可包含多种含义,其同样至少部分地取决于其中使用这些术语的上下文。通常,如果使用“和/或”以及“或”来将列举(例如,A、B或C)关联起来,意在表示A、B或C(此处以排他的方式使用),以及A、B和C。此外,如本文所使用的术语“一个或多个”可用于描述任何单数形式的特征、结构或特性,或者可用于描述特征、结构或特性的某种组合。根据一个或多个实施方案,如果太阳能电池和/或有机光检测器受到光照射,例如,入射能量可以导致激子分离成空穴和电子,例如,其可以从阳极到阴极的方向移动,这可以导致电流的产生。例如,金属氧化物层可以在有机和无机光电子器件中发挥作用,其可具有合适的电子带结构,这种结构有益于载体注入/采集,以及能够导电,这足以来传输载体(例如,空穴和/或电子)。例如,金属氧化物可以是稳定的,加工相对容易,并且可以适应大面积生产。除了作为光电子学的接口电路(interfacecircuit)的潜在广泛用途之外,至少部分由于快速响应时间、着色效率、寿命长等,金属氧化物,如钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物,可以导致电致变色。金属氧化物化合物可以由金属和氧形成。金属氧化物可具有期望的载体传输性质和在阳极和/或阴极电极内运行的能力,这至少部分因为与广泛的有机材料兼容的能级对齐(energy-alignment)。过渡金属氧化物,如钼氧化物、钒氧化物和钨氧化物,例如,可以显示出期望的空穴注入/采集和传输性质。通常,钼、钒和钨的氧化物能够在有机光电子器件中以增强,例如,空穴注入/采集的方式与有机材料形成欧姆接触。过渡金属氧化物与用于载体传输层的其它材料相比的其它期望的特性包括在外部环境中延长的稳定性,这可以增加有机器本文档来自技高网...
溶液处理的过渡金属氧化物

【技术保护点】
一种方法,包括:使过氧化物与醇基溶剂和过渡金属的溶液混合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.05 US 61/6971181.一种方法,包括:将过渡金属分散在醇基溶剂中形成溶液;以及将过氧化物加入所述溶液中。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述过氧化物包括过氧化氢、过氧化锂或其混合物;和/或其中所述醇基溶剂是甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇或其混合物;和/或其中所述溶液包括:影响所述过渡金属与所述过氧化物混合反应速率的量的所述醇基溶剂;和/或其中所述过渡金属包括由钒、钼、钨所组成的组中的一种;和/或其中所述方法进一步包括:干燥所述过氧化物和所述过渡金属的溶液以形成至少部分干燥的过渡金属氧化物。3.根据权利要求2所述的方法,其中所述方法进一步包括:使至少一种无水溶剂与所述至少部分干燥的过渡金属氧化物混合;和/或其中所述干燥包括:在真空环境下生成所述至少部分干燥的过渡金属氧化物;和/或其中所述方法进一步包括:使所述至少部分干燥的过渡金属氧化物分散到无水溶剂中。4.根据权利要求3所述的方法,进一步包括:形成过渡金属氧化物膜。5.根据权利要求4所述的方法,形成过渡金属氧化物膜包括将通过使所述至少部分干燥的过渡金属氧化物分散到无水溶剂中而形成的分散的溶液旋涂到基底上以形成所述过渡金属氧化物膜。6.根据权利要求4或5所述的方法,进一步包括:形成包括所述过渡金属氧化物膜的有机器件。7.根据权利要求6所述的方法,其中所述有机器件...

【专利技术属性】
技术研发人员:蔡植豪解凤贤王传道
申请(专利权)人:香港大学
类型:发明
国别省市:中国香港;81

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