一种用于有机太阳能电池涂布的有机溶液组合制造技术

本发明专利技术公开了一种用于有机太阳能电池涂布的有机溶液组合，包含至少一种有机功能材料及至少一种有机溶液。在某些优先的实施例中，所述的溶液包含F取代的有机溶剂。本发明专利技术还涉及此组合物的印刷工艺及在电子器件中的应用，特别是在有机太阳能电池器件中的应用。本发明专利技术还进一步涉及利用此组合物制备的电子器件。还进一步涉及利用此组合物制备的电子器件。还进一步涉及利用此组合物制备的电子器件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于有机太阳能电池涂布的有机溶液组合


[0001]本专利技术涉及一种用于一种用于有机太阳能电池涂布的有机溶液组合，包含至少一种有机功能材料及至少一种有机溶液。本专利技术还涉及此组合物的印刷工艺及在电子器件中的应用，特别是在有机太阳能电池器件中的应用。本专利技术还进一步涉及利用此组合物制备的电子器件。

技术介绍

[0002]气候变化可以说是人类目前面临的最大挑战之一，在电力生产中以可持续能源代替化石燃料成为了解决这一问题的有效方式。硅太阳能电池在全球范围内的装机容量正在迅速增加，但是新一代太阳能电池技术也有可能在不久的将来作为一种可持续技术成熟，从而有助于这一转变。有机太阳能电池(Organic Solar Cells,OPV)由于其半透明、柔性可卷曲，轻质便于携带以及颜色和形状可设计性，已经被深入研究多年并开始尝试于市场应用。近几年，随着研究人员使用新型非富勒烯受体材料将实验室电池效率提升到 15％以上，并且不断改进大面积电池制备工艺，采用成熟薄膜技术的大面积有机太阳能电池竞争力正在逐步提高，但是从实验室到制造工厂的挑战，仍然是实现市场化的最大障碍。
[0003]有机半导体材料由于其溶液加工性，在电子和光电子器件中的应用已获得了广泛的关注并取得了显著的进展。溶液加工性使得有机功能材料可以通过一定的涂覆和印刷技术在器件中形成该功能材料的薄膜。这样的技术可以有效降低电子和光电子器件的加工成本，且满足大面积制备的工艺需求。目前，已有数家公司报道了用于打印的有机半导体材料油墨，例如：KATEEVA，INC公开了一种用于可印刷OLED的基于酯类溶剂的有机小分子材料油墨(US2015044802A1)；UNIVERSAL DISPLAY CORPORATION公开了一种可印刷的基于芳族酮或芳族醚类溶剂的有机小分子材料油墨(US20120205637)；SEIKO EPSON CORPORATION公开了可印刷的基于取代的苯衍生物溶剂的有机聚合物材料油墨。其它的涉及有机功能材料的印刷油墨的例子有： CN102408776A、CN103173060A、CN103824959A、CN1180049C、CN102124588B、 US2009130296A1、US2014097406A1等。
[0004]在这些已公开的专利中，为了调控油墨的物理参数，这些有机半导体材料油墨包含有多种溶剂。高沸点溶剂添加剂的引入往往有利于调控成膜质量，能有效改善光电器件性能，在光电器件中有广泛应用。

技术实现思路

[0005]针对以上问题，本专利技术的目的在于提供一种用于有机太阳能电池涂布的有机溶液组合，提供的组合物包含至少一种功能材料及至少一种基于氟代芳香族的有机溶剂。在某些优先的实施例中，所述的有机溶剂其粘度@25℃，在1cPs到100cPs范围，其表面张力@25℃，在19dyne/cm到50dyne/cm范围。本专利技术还涉及此组合物的印刷工艺及在电子器件中的应用，特别是在有机太阳能电池器件中的应用。本专利技术还进一步涉及利用此组合物制备的电子器件。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种组合物，包含有至少一种功能材料和至少一种具有如下通式所示的基于杂芳族的有机溶剂：
[0008][0009]其中，
[0010]Ar是具有6～12个碳原子的芳香化合物，o是大于或等于0的整数，X是取代基，其特征在于，所述的有机溶剂可从溶剂体系中蒸发，以形成功能材料的薄膜。
[0011]以上所述的组合物，其中所述的有机溶剂的粘度@25℃，在1cPs到100cPs范围。
[0012]以上所述的组合物，其中所述的有机溶剂其表面张力@25℃，在19dyne/cm到50 dyne/cm范围。
[0013]以上所述的组合物，其中所述的有机溶剂包含有如下通式所示的结构：
[0014][0015]其中，
[0016]X1，X2，X3彼此相通或不同，各自独立的为氢，氘；卤素基团；氰基；硝基；三氟甲基；取代或未取代的胺基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的环烷基；取代或未取代的烯基；取代或未取代的芳基；或具有1～20个碳原子的取代羰基、硝基、卤代烷基链；或具有2～20个碳原子的取代氰基、三氟甲基链；或者取代或未取代的的N、O 和S中的任一个或更多个的芳杂基。
[0017]Y是O、S或者Se。
[0018]m是大于0的整数，n是大于或等于0的整数。
[0019]以上所述的组合物，其中所述的有机溶剂具有通式(I)的结构，其中Ar选自如下结构单元：
[0020][0021]以上所述的组合物，其特征在于，所述的有机溶剂选自：氟苯、氟萘、4
‑
氟代二苯醚、2
‑
氯氟苯、2
‑
氟氯萘、2
‑
氯甲苯、1
‑
氯
‑2‑
甲基萘、2
‑
氟甲苯、1
‑
氟
‑2‑
甲基萘或它们中任意两种及以上的混合物。
[0022]以上所述的组合物，其中所述的有机溶剂可以进一步包含至少一种其它溶剂，且通式(I)的有机溶剂占混合溶剂总重量的50％以上。
[0023]以上所述的组合物，其中所述的功能材料是一种有机半导体材料。
[0024]以上所述的组合物，其中所述功能材料是一种有机太阳能电池材料，其吸收光波长位于380nm～1200nm之间。
[0025]以上所述的组合物，其中所述功能材料是一种有机太阳能电池活性层材料，特别是有机共轭聚合物材料、有机小分子材料、或它们的混合物。
[0026]以上所述的组合物，其中所述功能材料可选自空穴传输材料(HTM),电子传输材料 (ETM),活性层(Active Layer),给体(Donor)材料和受体(Acceptor)材料。
[0027]以上所述的组合物，其中所述功能材料包含有至少一种给体材料和至少一种受体材料。
[0028]以上所述的组合物，其特征在于，功能材料的重量百分比为0.3％～30％，包含的有机溶剂的重量百分比为70％～99.7％。
[0029]一种电子器件，包含有一功能层，其由如上所述的组合物印刷或涂布而成，包含的基于氟代芳香族的有机溶剂可从溶剂体系中蒸发，以形成功能薄膜。
[0030]以上所述的电子器件，其中所述的电子器件可选于量子点发光二极管(QLED)、量子点光伏电池(QPV)、量子点发光电池(QLEEC)、量子点场效应管(QFET)、量子点发光场效应管、量子点激光器，量子点传感器，有机发光二极管(OLED)、有机光伏电池(OPV)、有机发光电池(OLEEC)、有机场效应管(OFET)、有机发光场效应管、有机激光器，有机传感器等。
[0031]一种制备方法，其中将根据如上所述的一种组合物用印刷或涂布的方法涂布于一基板上，其中印刷或涂布的方法可选于(但不限于)喷墨打印，喷印(Nozzle Printing)，活版印刷，丝网印刷，浸涂，旋转涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合物，包含有至少一种功能材料和至少一种具有如下通式所示的F代芳香族的有机溶剂：其中，Ar是具有6～12个碳原子的芳香化合物，o是大于或等于0的整数，X是取代基，其特征在于，所述的有机溶剂可从溶剂体系中蒸发，以形成功能材料的薄膜。2.根据权利要求1中任一所述的一种组合物，其特征在于，所述的有机溶剂其表面张力@25℃，在19dyne/cm到50dyne/cm范围。3.根据权利要求1～2中任一所述的一种组合物，其特征在于，所述的有机溶剂包含有如下通式所示的结构：其中，X1，X2，X3彼此相通或不同，各自独立的为氢，氘；卤素基团；氰基；硝基；三氟甲基；取代或未取代的胺基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的环烷基；取代或未取代的烯基；取代或未取代的芳基；或具有1～20个碳原子的取代羰基、硝基、卤代烷基链；或具有2～20个碳原子的取代氰基、三氟甲基链；或者取代或未取代的的N、O和S中的任一个或更多个的芳杂基；Y是O、S或者Se；n是大于或等于0的整数。4.根据权利要求1～3中任一所述的一种组合物，其中所述功能材料是一种有机太阳能电池材料，其吸收波长位于380nm～1200nm之间。5.根据权利要求1～4中任一所述的一种组合物，其中所述功能材料是一种有机太阳能电池活性层材料，特别是有机共轭聚合物材料、或有机小分子材料、或它们的混合物。6.根据权利要求1～5中任一所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张曲，杨曦，
申请(专利权)人：广州追光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：