一种柔性复合电极，其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种柔性复合电极，其制备方法及应用，所述的柔性复合电极制备方法，包括下述步骤：吡啶、三价铁盐催化剂和醇类溶剂混合均匀，得到预聚体混合液，并均匀涂覆在基板之上，在无水氧环境下加热干燥，再将其放入到滴加了3,4‑乙烯二氧噻吩单体的反应釜中，通过对反应釜加热、通入气体进行气相聚合反应，得到柔性复合电极。采用此种方法可以将尺寸较小的石墨烯片串联起来，实现溶液法制备大面积柔性复合电极，其在有机电致发光器件和太阳能电池中具有广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性复合电极，其制备方法及应用
本专利技术涉及柔性复合电极的制备
，具体涉及一种石墨烯柔性复合电极以及设置有所述柔性复合电极的有机电致发光器件和柔性复合电极。
技术介绍
有机电致发光器件(英文全称为OrganicLightEmittingDevice，简称为OLED)作为下一代照明和显示技术，具有色域宽、响应快、广视角、无污染、高对比度、平面化等优点。典型的有机电致发光器件一般包括透明基板、第一透明电极、第二电极、以及设置在两个电极间的有机发光单元。现在使用的透明电极一般为ITO，因ITO力学性能较差，普遍认为ITO不适合用作柔性透明电极。目前业界认为金属纳米线、石墨烯等是制作柔性电极的理想材料。但是如何大面积制备和转移石墨烯，如何利用现有较小尺度的石墨烯，如何利用和拓展石墨烯材料二维导电性能等问题尚需解决。CN105118681A公开了一种制造石墨烯基三元复合柔性电极的方法，包括：将第一导电聚合物溶于有机溶剂中获得第一导电聚合物溶液；将第一导电聚合物溶液旋涂于柔性基底上并干燥，形成第一导电聚合物层；以第一导电聚合物层为工作电极，以氧化石墨烯分散液为电解液，用循环伏安法形成石墨烯层；在第一导电聚合物/石墨烯复合薄膜上气喷氧化剂并在第二导电聚合物单体气氛中进行气相沉积，形成第一导电聚合物/石墨烯/第二导电聚合物复合薄膜。此方法得到的导电聚合物不稳定，一般含有酸性物质，如对甲苯磺酸PSS；此外循环伏安法成膜均一性差，且工艺流程复杂，不利于大规模工业生产。CN105552333A一种石墨烯/硅/导电聚合物复合负极材料的制备方法，属于电化学和新能源材料领域。本专利技术首先制备出氧化石墨烯材料，将氧化石墨烯与硅粉、聚合物单体混合，在一定的条件下使聚合物单体聚合，然后直接干燥得到氧化石墨烯/硅/导电聚合物薄膜复合材料，然后采用水合肼蒸汽还原法制备出石墨烯/硅/导电聚合物泡沫复合材料。该方法成膜粗糙度很大，不能应用于显示领域；且制备过程中大量化学反应，副产物以及particle不易管控。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有石墨烯复合电极材料在制备过程中无法大面积制备的问题，进而提供一种柔性复合电极制备方法，可以将尺寸较小的石墨烯片串联起来，实现溶液法制备大面积柔性复合电极。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种柔性复合电极的制备方法，包括下述步骤：S1、将吡啶、三价铁盐催化剂和醇类溶剂混合均匀，得到预聚体混合液；S2、将石墨烯添加到步骤S1制备的预聚体混合液中，并均匀涂覆在基板之上，在无水氧环境下加热干燥，得到含有石墨烯、吡啶、三价铁盐催化剂的干燥基板；S3、将步骤S2制备的干燥基板，放入到滴加了3,4-乙烯二氧噻吩单体的反应釜中，通过对反应釜加热、通入气体进行气相聚合反应，得到柔性复合电极；所述的气体为N2和/或惰性气体。所述的预聚体混合液中吡啶：三价铁盐催化剂：醇类溶剂摩尔比为(0.95-1.05):(9.5-10.5):(95-105)。所述的三价铁盐催化剂为对甲苯磺酸铁或三氯化铁，所述的醇类溶剂为正丁醇。所述步骤S3中气体流速为0-1m3/h，优选为0.1-1m3//h，加热温度为40-90℃，优选为50-60℃。上述反应过程为：通过对反应釜加热并同时通入气体，3,4-乙烯二氧噻吩单体EDOT气化，并以气体形式与基板上的催化剂接触，在催化剂的催化作用下，发生聚合反应，由EDOT单体变成PEDOT(聚乙烯二氧噻吩)聚合物。聚合反应发生的过程中，石墨烯不参加反应，但是过程中，聚合物在生长过程中，会将碎片化的石墨烯像缝碎片布料一样，连成一片。所述的柔性复合电极的制备方法，还包括下述步骤：S4、采用水或者醇类溶剂对步骤S3得到的柔性复合电极进行清洗，去除其表面的三价铁盐催化剂。一种柔性复合电极采用所述的方法制备得到。一种有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的第一电极层、发光单元和第二电极层，所述的第一电极和/或第二电极为所述的柔性复合电极，所述柔性复合电极的厚度为50nm-1000nm。有机电致发光器件为顶发光有机电致发光器件，其第一电极为所述的柔性复合电极。一种太阳能电池片，包括依次叠加的阳极、光电转换单元和透光阴极，所述的透光阴极为权利要求7所述的柔性复合电极。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：1、本专利技术提供了一种柔性复合电极制备方法，包括下述步骤：吡啶、三价铁盐催化剂和醇类溶剂混合均匀，得到预聚体混合液；将石墨烯添加到预聚体混合液中，采用气相聚合反应得到柔性复合电极，再洗去电极表面的催化剂即可。采用此种方法可以将尺寸较小的石墨烯片串联起来，实现溶液法制备大面积柔性复合电极。上述反应过程通过对反应釜加热并同时通入气体，3,4-乙烯二氧噻吩单体EDOT气化，并以气体形式与基板上的催化剂接触，在催化剂的催化作用下，发生聚合反应，由EDOT单体变成PEDOT(聚乙烯二氧噻吩)聚合物。聚合反应发生的过程中，石墨烯不参加反应，但是过程中，聚合物在生长过程中，会将碎片化的石墨烯像缝碎片布料一样，连成一片。2、本专利技术的反应物中对于石墨烯无特殊要求，只要没有块状或者大面积聚集状即可，其添加量根据导电与光透过率需要可以随意添加，因此具备广阔的工业化前景。3、本专利技术采用了气相聚合反应方式，专利技术人对气体的流速进行了深入研究发现，气体的流速越大，聚合反应成膜的速度越快，但是导电性能不好；气体的流速越小，反应时间越长，聚合反应的膜厚越厚，导电性能越好，但是光透过率下降。本专利技术的专利技术人经过反复试验，最终将气体流速确定为0-1m3/h,优选为0.1-1m3/h。4、专利技术人对相聚合反应的温度也进行了深入研究，结果发现温度越高成膜速度越快，但是导电性能有差异，经过反复研究和试验，最终将反应温度确定为40-90℃，优选为50-60℃。5、采用本专利技术的柔性复合电极的OLED器件和太阳能电池具有优良的力学弯折，可以根据需要进行折弯、卷曲。附图说明图1为柔性复合电极制备过程示意图；图2为顶发光有机电致发光器件的结构示意图；图3为太阳能电池片的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。本专利技术可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本专利技术的构思充分传达给本领域技术人员，本专利技术将仅由权利要求来限定。本专利技术可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本专利技术的构思充分传达给本领域技术人员，本专利技术将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。一种柔性复合电极的制备方法，包括下述步骤：S1、将吡啶、三价铁盐催化剂和醇类溶剂混合均匀，得到预聚体混合液。所述的预聚体混合液中吡啶：三价铁盐催化剂：醇类溶剂摩尔比为(0.95-1.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性复合电极的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、将吡啶、三价铁盐催化剂和醇类溶剂混合均匀，得到预聚体混合液；S2、将石墨烯添加到步骤S1制备的预聚体混合液中，并均匀涂覆在基板之上，在无水氧环境下加热干燥，得到含有石墨烯、吡啶、三价铁盐催化剂的干燥基板；S3、将步骤S2制备的干燥基板，放入到滴加了3,4‑乙烯二氧噻吩单体的反应釜中，通过对反应釜加热、通入气体进行气相聚合反应，得到柔性复合电极；所述的气体为N2和/或惰性气体。

【技术特征摘要】
1.一种柔性复合电极的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、将吡啶、三价铁盐催化剂和醇类溶剂混合均匀，得到预聚体混合液；S2、将石墨烯添加到步骤S1制备的预聚体混合液中，并均匀涂覆在基板之上，在无水氧环境下加热干燥，得到含有石墨烯、吡啶、三价铁盐催化剂的干燥基板；S3、将步骤S2制备的干燥基板，放入到滴加了3,4-乙烯二氧噻吩单体的反应釜中，通过对反应釜加热、通入气体进行气相聚合反应，得到柔性复合电极；所述的气体为N2和/或惰性气体。2.根据权利要求1所述的柔性复合电极的制备方法，其特征在于，所述的预聚体混合液中吡啶：三价铁盐催化剂：醇类溶剂摩尔比为(0.95-1.05):(9.5-10.5):(95-105)。3.根据权利要求1或2所述的柔性复合电极的制备方法，其特征在于，所述的三价铁盐催化剂为对甲苯磺酸铁或三氯化铁，所述的醇类溶剂为正丁醇。4.根据权利要求1所述的柔性复合电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中气体流速为0-1m3/h，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，邓亮，陶国胜，张成明，刘晓佳，王雷，
申请(专利权)人：昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司，昆山国显光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32