一种有机光电器件及其制备方法和具有空穴传输性能的组合物技术

本发明专利技术提供了一种有机光电器件，包括阳极、功能层、阴极、以及位于阳极与功能层之间的空穴传输层，功能层包括光电活性层或发光层，空穴传输层的材料包括黑磷，黑磷的层数为单层或多层，黑磷的横向尺寸为1nm‑100μm。该有机光电器件可以提高界面电荷转移效率和体相的空穴迁移率，进而有效地提高器件的性能。本发明专利技术还提供了有机光电器件的制备方法，包括：提供阳极；采用涂覆或印刷的方式在阳极上制备空穴传输层，然后在空穴传输层上制备功能层，在功能层上制备阴极，即得到有机光电器件，或提供阴极；在阴极上制备功能层，然后采用涂覆或印刷的方式在功能层上制备空穴传输层，在空穴传输层上制备阳极，即得到有机光电器件；该制备方法简单易操作。

Organic photoelectric device, method for producing the same, and composition having hole transporting property

The invention provides an organic photoelectric device, comprising an anode, cathode, and functional layer, function layer located between anode and hole transport layer, function layer including photovoltaic active layer or a light-emitting layer, a hole transport layer materials including black phosphorus, phosphorus black layers of monolayer or multilayer transverse dimensions for black phosphorus 1nm 100 m. The organic photoelectric device can improve the charge transfer efficiency of the interface and the hole mobility of the bulk phase, so as to effectively improve the performance of the device. The invention also provides a method for the preparation of organic optoelectronic devices, including: providing an anode; by coating or printing the preparation of hole transport layer on the anode, and the preparation of functional layer in the hole transport layer, the preparation of the cathode in the functional layer, the organic optoelectronic devices, or providing a cathode; preparation the functional layer on the cathode, and the coating or printing were prepared by means of a hole transport layer in the functional layer, preparation of anode in the hole transport layer, the organic optoelectronic devices; the preparation method is simple and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种有机光电器件及其制备方法和具有空穴传输性能的组合物
本专利技术涉及有机光电器件
，具体涉及一种有机光电器件及其制备方法和具有空穴传输性能的组合物。
技术介绍
有机光电器件包括有机电致发光器件(OLED)和有机太阳能电池(OSCs)。通常，有机光电器件包括多层材料，例如空穴传输层，以有机太阳能电池为例，有机太阳能电池中，由于电子-空穴分离后产生的电子寿命极短(仅几十飞秒)，如果电子不能及时被电极收集，则易与空穴发生复合，降低了电池器件的能量转换效率；而且光电活性层表面有很多缺陷以及与金属电极之间存在很大势垒，很难形成良好的欧姆接触。通常，人们采用具有优异的光电性能的PEDOT:PSS作为空穴传输层材料。然而，该有机材料也存在诸多不足，如具有不均匀的电化学特性和酸性会腐蚀电极，加之制造成本过高以及具有易降解的特性，都限制了该有机材料在太阳能电池大规模生产中的应用。为了解决这些问题，人们采用了一系列过渡金属氧化物作为空穴传输层材料，如：MoO3、V2O5、NiO和WO3等，这些材料具有合适的功函数、成本低廉和稳定性等优点。尽管过渡金属氧化物在这一领域已经取得了长足的进步，但依然存在诸多问题。例如，太阳能电池光电活性层中的有机材料具有柔性的无定型结构，而空穴传输层中的无机组分具有刚性的晶体结构，在这两种性质截然相反的材料界面处存在着非常大的应力，从而导致过高的界面能垒，不利于界面的电荷转移。在电荷转移的过程中，相当一部分能量损失在活性层与空穴传输层材料的界面上。另外，现有低温溶液法制备的过渡金属氧化物纳米粒子之间的接触较差，并且存在很多缺陷，这些因素都会导致该材料的载流子传输性能降低。这些问题限制了其大规模应用。同样，OLED也面临着同样的问题，OLED中的空穴传输层中的无机组分和发光层的界面处也存在着非常大的应力，空穴传输层中的过渡金属氧化物纳米粒子之间的接触性能也较差。因此，有必要提供一种新的空穴传输层材料。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种有机光电器件，该有机光电器件中的空穴传输层材料包括黑磷，可以改善空穴传输层的界面接触性能，提高界面电荷转移效率和载流子迁移率，进而有效地提高有机光电器件的性能。本专利技术第一方面提供了一种有机光电器件，包括阳极、功能层、阴极、以及位于所述阳极与所述功能层之间的空穴传输层，所述功能层包括光电活性层或发光层，所述空穴传输层的材料包括黑磷，所述黑磷的层数为单层或多层，所述黑磷的横向尺寸为1nm-100μm。可选地，所述空穴传输层的材料还包括纳米级过渡金属氧化物颗粒，所述纳米级过渡金属氧化物包括MoO3、NiO、V2O5和WO3中的至少一种，所述纳米级过渡金属氧化物在所述空穴传输层中的质量分数为10％-99.999％。可选地，所述黑磷包括黑磷薄片或黑磷量子点，所述黑磷分布在所述纳米级过渡金属氧化物颗粒的表面。可选地，所述黑磷的层数为1层-5层。可选地，所述黑磷的层数为6层-20层。可选地，所述黑磷的横向尺寸为1nm-20nm。可选地，所述黑磷的横向尺寸为10μm-100μm。可选地，所述黑磷为层数为1层-5层、横向尺寸为1nm-20nm的黑磷量子点。本专利技术第一方面提供的有机光电器件，空穴传输层的材料包括黑磷，黑鳞具有很大的比表面积和柔性，有效降低空穴传输层和功能层界面的应力，改善了传统有机光电器件空穴传输层界面接触性能，并提高了空穴迁移率，大幅度提高了光电器件的性能。本专利技术第二方面提供了一种有机光电器件的制备方法，包括：提供阳极；采用涂覆或印刷的方式在所述阳极上制备空穴传输层，然后在所述空穴传输层上制备功能层，在所述功能层上制备阴极，即得到有机光电器件，或提供阴极；在所述阴极上制备功能层，然后采用涂覆或印刷的方式在所述功能层上制备空穴传输层，在所述空穴传输层上制备阳极，即得到有机光电器件；所述功能层包括光电活性层或发光层，所述空穴传输层的材料包括黑磷，所述黑磷的层数为单层或多层，所述黑磷的横向尺寸为1nm-100μm。本专利技术第二方面提供的有机光电器件的制备方法，方法简单易操作，空穴传输层的制备无需镀膜设备，成本较低。第三方面，本专利技术提供了一种具有空穴传输性能的组合物，所述组合物包括黑磷和纳米级过渡金属氧化物颗粒，所述纳米级过渡金属氧化物包括MoO3、NiO、V2O5和WO3中的至少一种，所述纳米级过渡金属氧化物在所述组合物中的质量分数为10％-99.999％，所述黑磷的层数为单层或多层，所述黑磷的横向尺寸为1nm-100μm。本专利技术第三方面提供的组合物中含有黑磷，黑磷具有可调控带隙、高电导率和优良的界面电学接触性能，可以改善电极接触，提高界面电荷转移效率和的空穴迁移率，从而提高空穴的传输效率，将该组合物用于有机光电器件的空穴传输层时，可有效地提高光电器件的性能。综上，本专利技术有益效果包括以下几个方面：(1)本专利技术提供的有机光电器件，空穴传输层的材料包括黑磷，改善了有机光电器件中空穴传输层的界面接触性能，提高了空穴迁移率，大幅度提高了光电器件的性能；(2)本专利技术提供的有机光电器件的制备方法，方法简单易操作，空穴传输层的制备无需镀膜设备，成本较低；(3)本专利技术提供的组合物中含有黑磷和纳米级过渡金属氧化物，可以改善空穴传输层的界面接触性能，提高界面电荷转移效率和空穴迁移率，从而提高空穴的传输效率，进而有效地提高光电器件的性能。附图说明图1为本专利技术实施例6提供的有机太阳能电池的结构示意图；图2为本专利技术实施例6提供的空穴传输层材料的结构示意图；图3为本专利技术实施例7提供的空穴传输层材料的光透过率；图4为本专利技术实施例7提供的有机太阳能电池的电流密度-电压曲线；图5为本专利技术实施例11提供的有机太阳能电池的光电转换效率随时间的变化曲线。具体实施方式以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。第一方面，本专利技术实施例提供了一种有机光电器件，包括阳极、功能层、阴极、以及位于所述阳极与所述功能层之间的空穴传输层，所述功能层包括光电活性层或发光层，所述空穴传输层的材料包括黑磷，所述黑磷的层数为单层或多层，所述黑磷的横向尺寸为1nm-100μm。本专利技术实施例采用黑磷作为空穴传输材料，BP具有可调控带隙、高电导率和优良的界面电学接触性能，可以解决现有技术采用纳米级过渡金属氧化物作为空穴传输材料带来的如界面应力较大，接触性能不好等问题。本专利技术实施方式中，所述空穴传输层的材料还包括纳米级过渡金属氧化物颗粒，所述纳米级过渡金属氧化物包括MoO3、NiO、V2O5和WO3中的至少一种，所述纳米级过渡金属氧化物在所述空穴传输层中的质量分数为10％-99.999％。进一步可选地，纳米级过渡金属氧化物在空穴传输层中的质量分数为90％-95％。可选地，纳米级过渡金属氧化物颗粒的大小为1nm-100nm。本专利技术实施方式中，黑磷为二维黑磷材料如黑磷薄片或者为黑磷量子点。具体可选地，黑磷的层数为1层-5层。可选地，黑磷的层数为6层-20层。可选地，黑磷的横向尺寸为1nm-20nm。可选地，黑磷的横向尺寸为10μm-100μm。进一步可选地，黑磷为层数为1层-5层、横向尺寸为1nm-20nm的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机光电器件，包括阳极、功能层、阴极、以及位于所述阳极与所述功能层之间的空穴传输层，所述功能层包括光电活性层或发光层，其特征在于，所述空穴传输层的材料包括黑磷，所述黑磷的层数为单层或多层，所述黑磷的横向尺寸为1nm‑100μm。

【技术特征摘要】
1.一种有机光电器件，包括阳极、功能层、阴极、以及位于所述阳极与所述功能层之间的空穴传输层，所述功能层包括光电活性层或发光层，其特征在于，所述空穴传输层的材料包括黑磷，所述黑磷的层数为单层或多层，所述黑磷的横向尺寸为1nm-100μm。2.如权利要求1所述的有机光电器件，其特征在于，所述空穴传输层的材料还包括纳米级过渡金属氧化物颗粒，所述纳米级过渡金属氧化物包括MoO3、NiO、V2O5和WO3中的至少一种，所述纳米级过渡金属氧化物在所述空穴传输层中的质量分数为10％-99.999％。3.如权利要求1所述的有机光电器件，其特征在于，所述黑磷包括黑磷薄片或黑磷量子点，所述黑磷分布在所述纳米级过渡金属氧化物颗粒的表面。4.如权利要求1所述的有机光电器件，其特征在于，所述黑磷的层数为1层-5层。5.如权利要求1所述的有机光电器件，其特征在于，所述黑磷的层数为6层-20层。6.如权利要求1所述的有机光电器件，其特征在于，所述黑磷的横向尺寸为1nm-20nm。7.如权利要求1所述的有机光电器件，其特征在于，所述黑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晗，仇萌，张家宜，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44