一種有機光電器件及其製備方法
2023-07-05 07:33:46 1
專利名稱：一種有機光電器件及其製備方法
技術領域：
本發明涉及電子元器件中的有機光電技術領域，具體涉及一種有機光電器件及其 製備方法。
背景技術：
本發明中有機光電器件是指一種需要使用空穴和/或電子在電極和有機材料之 間進行能量交換的器件。該有機光電器件根據其工作原理可大體分成如下兩種類型一類 為具有從外部光源流入器件在有機層中形成激子並且該激子被分離成電子與空穴，形成的 電子與空穴被分別傳輸至不同的電極並作為電源的組態的光電器件。另一類為具有將空穴 和/或電子注入有機半導體材料，通過施加電壓或電流到兩個或多個電極與電極形成界面 以使器件依靠注入的電子或空穴運行的組態的光電器件。有機光電器件的實例包括有機電致發光器件和有機太陽能電池。在下文中將主要 針對有機太陽能電池詳細加以說明。太陽能電池是將太陽能輻射的光能轉換為電能的器件。太陽能電池可用來向負 載，如電燈、計算機等提供電能。傳統的太陽能電池需要大量的高質量的無機半導體材料， 如矽、砷化鎵，使得成本很高。儘管多晶矽和無定型矽的應用比單晶矽成本低很多，但效率 不高和成本居高不下仍然使得太陽能電池無法大面積推廣。有機太陽能電池的研究和發展 使太陽能電池低成本化成為可能。目前報導的最好的有機太陽能電池的能量轉換效率已經 接近商業化的無定型太陽能電池的效率。有機太陽能電池的效率長期以來一直很低的原因是與它的基本物理過程分不開 的。太陽光照射到無機半導體上時，無機半導體中會產生自由載流子，這些自由載流子在摻 雜濃度和摻雜類型不同的半導體之間形成的內建電場的作用下發生分離，在外電路中形成 電流。而當光照射到有機半導體材料上時，有機半導體中通常不會形成自由載流子，而是先 形成電子-空穴對(激子)。要利用有機材料得到光電流就必須使這些由光激發得到的激 子被拆開，否則這些激子將通過輻射或非輻射的方式退激發。具有不同能級結構的兩種有 機材料的界面被認為是拆分激子的地方，因此由光激發產生的激子必須首先擴散到界面才 能最大程度地拆分激子。最為典型的的有機太陽能電池是由具有不同能級結構的兩種有機半導體材料形 成的雙層結構，與無機太陽能電池中的P/N結結構類似。在這種結構中，內建電場被認為是 Donor (電子給體)的HOMO (最高分子佔有軌道)和Acc印tor (電子受體)的LUMO (最低分 子未佔有軌道)的能量差形成的。這種雙層器件的最大優點是同時提供電子和空穴傳輸的 材料。當激子在D-A界面產生電荷轉移後，電子在受體材料中傳輸，而空穴則在給體材料中 傳輸，因此電荷分離效率較高，自由電荷重新複合的機會也降低。但由於有機材料的自身電 導率低特性，導致在D-A界面產生的電荷難以有效地傳輸到電極層，降低了器件的能量轉 換效率。對於有機電致發光器件，載流子傳輸材料電導率低的特性也阻礙著電子和空穴有 效傳輸到發光層複合發光的進行，因此，提高載流子傳輸層的傳輸能力對於提升器件的性能有重要意義。
發明內容
本發明所要解決的問題是如何提供一種有機光電器件及其製備方法，該器件降 低了載流子傳輸層的電阻，提高了載流子的傳輸能力，並提高了載流子傳輸層的可見光透 過率，提高了器件的光電性能。本發明所提出的技術問題是這樣解決的提供一種有機光電器件，包括襯底、陽極 層、陰極層、設置在陽極層和陰極層之間的有機功能層，有機功能層包括空穴注入層、空穴 傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層、陽極緩衝層、電子給體層、界面層、電子受體層和 陰極緩衝層中的一種或多種，其特徵在於所述空穴傳輸層與電子給體層中摻雜磁性多壁 碳納米管，或電子傳輸層與電子受體層中摻雜磁性單壁碳納米管，或空穴傳輸層與電子給 體層中摻雜磁性多壁碳納米管的同時電子傳輸層與電子受體層中摻雜磁性單壁碳納米管， 所述磁性多壁碳納米管和磁性單壁碳納米管長度方向垂直於陽極層表面。按照本發明所提供的有機光電器件，其特徵在於，所述磁性單壁和磁性多壁碳納 米管長度小於或等於lOOnm，並且表面均勻附著有磁性納米顆粒。按照本發明所提供的有機光電器件，其特徵在於，所述磁性單壁碳納米管和多壁 碳納米管的摻雜濃度均小於或等於45%。按照本發明所提供的有機光電器件，其特徵在於，所述有機光電器件為有機電致 發光器件和有機太陽能電池。按照本發明所提供的有機光電器件，其特徵在於，當器件為有機電致發光器件 和有機太陽能電池時所述空穴注入層材料和陽極緩衝層材料包括聚(3，4_亞乙二氧噻 吩)聚苯乙烯基苯磺酸(PED0T:PSS)或者酞菁銅(CuPc)或者4，4，，4」-三(N-3-甲基苯 基-N-苯基-氨基)三苯胺(m-MTDATA)或三氧化鉬(MoO3)或五氧化二釩(V2O5)或三氧化 鎢(WO3)化合物中的一類；當器件為有機電致發光器件時，所述空穴傳輸層材料是芳香族二胺類化合物或者 芳香族三胺類化合物或咔唑類化合物，其中芳香族二胺類化合物包括N，N』 - 二(萘亞甲 基-1-yl) -N，N』 - 二(苯基)-聯苯胺(NPB)或者N，N』 - 二(3-甲基苯基)-N，N』 - 二(苯 基)_聯苯胺(TPD)或者N，N，- 二(萘亞甲基-1-yl)-N，N，- 二(苯基)-2，2，- 二甲基 聯苯胺(a-NPD)，芳香族三胺類化合物包括二-[4-(N，N-聯甲苯-氨基)-苯基]環己烷 (TAPC)，咔唑類化合物包括聚乙烯咔唑(PVK)；當器件為有機電致發光器件和有機太陽能電池時，所述電子傳輸層材料和電子注 入層材料和陰極緩衝層材料是金屬有機配合物、吡啶類、鄰菲咯啉類、噁二唑類或咪唑類 化合物材料中的一種材料，其中金屬有機配合物包括8-羥基喹啉鋁(Alq3)或者二(2-甲 基-8-喹啉並)-4-(苯基苯酚)鋁(BAlq)，吡啶類化合物包括三[2，4，6_三甲基_3-(吡 啶-3-yl)苯基]-硼烷(31 ￥1^)，鄰菲咯啉類化合物包括2，9-二甲基-4，7-聯苯-1，10-鄰 二氮雜菲(BCP)或者4，7_聯苯-1，10-鄰二氮雜菲(BPhen)，噁二唑類電子傳輸材料是 2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1，3，4-噁二唑(PBD)或者1，3_ 二 [ (4-三元胺-丁基苯 基)-1，3，4_重氮基酸-5-yl]苯(0XD-7)，咪唑類電子傳輸材料是1，3，5_三(N-苯基-苯 並咪唑-2)苯(TPBI)；
當器件為有機電致發光器件和有機太陽能電池時，所述發光層材料和界面層材料 是具有高量子效率螢光特性的有機小分子化合物或高分子聚合物，其中，有機小分子化合 物能夠用真空蒸鍍方法成膜，如N，N』 -雙(3-萘基)-N，N』 - 二苯基_[1，1』 - 二苯基]-4， 4』-二胺(NPB)、9，10-二-(2-萘基)蒽(ADN)、喹吖啶酮(QA)、2_{2_ 叔丁基 _6-[2_(1， 1，7，7，-四甲基)-2，3，6，7-四氫-1H，5H-吡啶並[3，2，l_ij]喹啉-9-基]-乙烯基}-吡 喃-4-內鐺鹽烯}-丙二腈(DCJTB)、8_羥基喹啉鋁(Alq3)、紅熒烯(Rubrene)，高分子聚合 物能夠用旋塗和噴墨列印等方法成膜，如聚對苯撐乙烯(PPV)、聚噻吩(PTV)；當器件為有機太陽能電池時，所述電子給體層材料為噻吩類材料，聚對苯乙炔 (PPV)及其衍生物，芳香胺類材料，稠環芳香化合物和酞菁染料，噻吩類材料包括5-乙烯 基-2-四聚噻吩(V4T)、5_乙烯基-五聚噻吩(V5T)、α，α - 二(2，2- 二氰基乙烯)-五聚 噻吩(00^510、[2，6-(4，-二-(2-乙基己基)-4!1-環戊烯[2，l_b ;3，4_b『 ]_ 二噻吩)_ 交 替-4，7-(2，l，3-苯並噻二唑)]共聚物(PCPDTBT)、(5，5-二辛基-[2，2 『 ；5'，2」;5」， 2]四聚噻吩)_交替-(2，7-芴-9-酮)]共聚物(PQTF8)、聚(3-烷基噻吩)(P3AT)、3_己 基取代聚噻吩(P3HT)，PPV衍生物包括聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)_1，4-苯撐乙烯 撐](MEH-PPV)，聚[2-甲氧基，5-(3，7-二甲基-辛氧基)-對苯乙烯撐](MDMO-PPV)，芳 香胺類材料包括N，N' - 二苯基-N，N' -二(3-甲基苯基)-1，1'-聯苯-4，4' -二胺 (TPD)，稠環芳香化合物包括並四苯(Tetracene)、並五苯(Pentacene)，酞菁染料包括酞菁 氫(H2Pc)、亞酞菁(SubPc)、酞菁銅(CuPc)、酞菁鋅(ZnPc)、酞菁錫(SnPc)；當器件為有機太陽能電池時，所述電子受體層材料為C60及其衍生物，噻吩類材 料，PPV衍生物，稠環芳香化合物，C60衍生物包括(6，6)_苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)、 (6，6)-苯基義61-丁酸丁酯(PCBB)U-(3-甲氧羰基)丙基-1-噻吩基_[6，6]_亞甲基富 勒烯(ThCBM)，噻吩類材料包括二氰基乙烯基-三聚噻吩(DCV3T)、聚(3-氰基-4-己基噻 吩)(P3CN4HT)，PPV衍生物包括[氧雜_1，4-亞苯基-1，2-(1-氰基)-亞乙烯基-2，5-二 辛氧-1，4-亞苯基-1，2-(2-氰基)-亞乙烯基-1，4-亞苯基]聚合物(CN-Ether-PPV)、聚 [2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)_ α-氰基-對苯乙烯撐](MEH-CN-PPV)，稠環芳香化合物 材料包括3，4，9，10-茈四羧基-雙苯並咪唑(PTCBI)、3，4，9，10-茈四甲酸二酐(PTCDA)。按照本發明所提供的有機光電器件，其特徵在於，所述磁性納米顆粒為直徑小於 或等於20nm的納米Fe3O4粒子、納米Y-Fe2O3粒子、鹼土金屬鐵氧體顆粒或其他納米級尺寸 的鐵氧體粒子、屬於Al-Ni-Co體系的AlNiCo合金顆粒、屬於Sm-Co體系的合金顆粒、屬於 Pt-Co體系的合金顆粒、屬於Nd-Fe-B體系的合金顆粒及其混合物，以及其他納米磁性粒子 如鈷粒子、鐵粒子、鎳粒子等。一種有機光電器件的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對襯底進行超聲清洗，清洗後用乾燥氮氣吹 幹；②將襯底移入真空蒸發室中，進行陽極層的製備；③將製備好陽極層的襯底移入真空室，在氧氣壓環境下進行預處理；④製備有機功能層，所述有機功能層包括空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子 傳輸層、電子注入層、陽極緩衝層、電子給體層、界面層、電子受體層、陰極緩衝層中的一種 或多種，其中空穴傳輸層和電子給體層中摻雜有磁性多壁碳納米管，或電子傳輸層和電子受體層中摻雜有磁性單壁碳納米管，或空穴傳輸層和電子給體層中摻雜有磁性多壁碳納米 管的同時電子傳輸層和電子受體層中摻雜有磁性單壁碳納米管，摻雜有磁性多壁或單壁碳 納米管的空穴傳輸層、電子給體層、電子傳輸層或電子受體層採用旋塗的方法製備，旋塗時 在垂直於襯底的方向上施加磁場，使磁性碳納米管長度方向垂直於陽極層表面；⑤保持上述真空室的壓力不變，在有機功能層製備結束後在真空室中進行陰極層 的製備；⑥將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為氮氣氛圍。按照本發明所提供的有機光電器件的製備方法，其特徵在於，有機功能層的製備 方法包括採取在高真空室中蒸鍍的方式和在旋塗機中旋塗成膜的方式，或採取噴塗、自組 裝、噴墨列印、絲網印刷、剝離、有機氣相沉積的方式及以上幾種製備方式的組合使用。本發明所提供的有機光電器件的載流子傳輸層中摻雜磁性多壁或單壁碳納米管， 並且該碳納米管的長度方向垂直於陽極層表面，由於碳納米管具有高遷移率的特點，使有 機電致發光器件中的電子和空穴能被更有效地傳輸到發光層中複合發光，增加了器件的發 光性能，使有機太陽能電池中的電子和空穴有效地被引出到電極層，並能夠抑制電子和空 穴的重新複合，增加了器件的能量轉換效率；同時，磁性碳納米管的引入，增加了載流子傳 輸層的可見光透過率，增加了有機電致發光器件的外量子效率，增加了有機太陽能電池的 光吸收，有利於激子的產生；另外，在有機太陽能電池中引入磁性碳納米管增加了器件內 D-A界面處內建電場，有利於激子的分離。
圖1是本發明所提供的有機電致發光器件的結構示意圖；圖2是本發明所提供的有機太陽能電池的結構示意圖；圖3是本發明所提供的實施例1-3的結構示意圖；圖4是本發明所提供的實施例4-6的結構示意圖；圖5是本發明所提供的實施例7-8的結構示意圖。圖6是本發明所提供的實施例9-10的結構示意圖；圖7是本發明所提供的實施例11-13的結構示意圖；圖8是本發明所提供的實施例14-16的結構示意圖；圖9是兩種不同器件的性能對比圖，器件A為本發明所提供的實施例1的器件，器 件 B 的結構為玻璃襯底 /IT0/NPB(50nm)/Alq3 (20nm)/BCP (40nm)/Mg:Ag(IOOnm)。其中，1、襯底，2、陽極層，3、有機功能層，30、空穴注入層，31、空穴傳輸層，32、發光 層，33、電子傳輸層，34、發光層兼電子傳輸層，4、陰極層，5、外加電源，6、有機功能層，60、陽 極緩衝層，61、電子給體層，62、界面層，63、電子受體層。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述本發明的技術方案是如何提供一種載流子傳輸層中摻雜磁性碳納米管的有機光 電器件及其製備方法，如圖3所示，器件的結構包括襯底1，陽極層2，有機功能層3，陰極層 4，其中陽極層2位於襯底1表面，有機功能層3位於陽極層2和陰極層4之間，有機功能層
73包括空穴傳輸層31，發光層32和電子傳輸層33，器件在外加電源5的驅動下器件發光。如圖4所示，器件的結構包括襯底1，陽極層2，有機功能層3，陰極層4，其中陽極 層2位於襯底1表面，有機功能層3位於陽極層2和陰極層4之間，有機功能層3包括空穴 注入層30，空穴傳輸層31，發光層32和電子傳輸層33，器件在外加電源5的驅動下器件發光。如圖5所示，器件的結構包括襯底1，陽極層2，有機功能層3，陰極層4，其中陽極 層2位於襯底1表面，有機功能層3位於陽極層2和陰極層4之間，有機功能層3包括空穴 傳輸層31，發光層兼電子傳輸層34，器件在外加電源5的驅動下器件發光。如圖6所示，器件的結構包括襯底1，陽極層2，有機功能層6，陰極層4，其中陽極 層2位於襯底1表面，有機功能層6位於陽極層2和陰極層4之間，有機功能層6包括陽極 緩衝層60、電子給體層61、界面層62和電子受體層63，器件在光照下電極產生電壓。如圖7所示，器件的結構包括襯底1，陽極層2，有機功能層6，陰極層4，其中陽極 層2位於襯底1表面，有機功能層6位於陽極層2和陰極層4之間，有機功能層6包括陽極 緩衝層60、電子給體層61和電子受體層63，器件在光照下電極產生電壓。如圖8所示，器件的結構包括襯底1，陽極層2，有機功能層6，陰極層4，其中陽極 層2位於襯底1表面，有機功能層6位於陽極層2和陰極層4之間，有機功能層6包括電子 給體層61和電子受體層63，器件在光照下電極產生電壓。本發明中的有機電致發光器件和有機太陽能電池中襯底1為電極和有機薄膜層 的依託，它在可見光區域有著良好的透光性能，有一定的防水汽和氧氣滲透的能力，有較好 的表面平整性，它可以是玻璃或柔性基片，柔性基片採用聚酯類、聚酞亞胺化合物中的一種 材料或者較薄的金屬。本發明的有機電致發光器件和有機太陽能電池中陽極層2要求有較好的導電性 能，可見光透明性以及較高的功函數，包括無機金屬氧化物薄膜或者金屬薄膜，其中無機金 屬氧化物薄膜是氧化銦錫(ITO)薄膜或者氧化鋅(ZnO)薄膜或氧化錫鋅薄膜，金屬薄膜是 金、銅、銀的金屬薄膜；所述陽極層材料也可以是聚(3，4_亞乙二氧噻吩)聚苯乙烯基苯磺 酸(PED0T:PSS)或者聚苯胺(PANI)類的有機導電聚合物。本發明的有機電致發光器件和有機太陽能電池中陰極層4要求具有較好的導電 性能和較低的功函數，包括鋰、鎂、鈣、鍶、鋁、銦、銀等功函數較低的金屬薄膜或者它們的合
金薄膜。本發明的有機電致發光器件和有機太陽能電池中空穴注入層30材料和陽極緩 衝層60材料包括聚(3，4_亞乙二氧噻吩)聚苯乙烯基苯磺酸(PED0T:PSS)或者酞菁銅 (CuPc)或者4，4，，4」-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺(m-MTDATA)或MoO3或 V2O5或WO3等化合物中的一類。本發明的有機電致發光器件中空穴傳輸層31材料是芳香族二胺類化合物或者 芳香族三胺類化合物或咔唑類化合物，其中芳香族二胺類化合物是N，N』 - 二(萘亞甲 基-1-yl) -N，N』 - 二(苯基)-聯苯胺(NPB)或者N，N』 - 二(3-甲基苯基)-N，N』 - 二(苯 基)_聯苯胺(TPD)或者N，N，- 二(萘亞甲基-1-yl)-N，N，- 二(苯基)-2，2，- 二甲基聯 苯胺(a-NPD)，芳香族三胺類化合物是二-[4-(N，N-聯甲苯-氨基)-苯基]環己烷(TAPC)， 咔唑類化合物包括聚乙烯咔唑(PVK)。
本發明的有機電致發光器件和有機太陽能電池中發光層材料32和界面層62材料 是具有高量子效率螢光特性的有機小分子化合物或高分子聚合物。有機小分子化合物能夠 用真空蒸鍍方法成膜，如N，N』 -雙(3-萘基)-N, N』 - 二苯基-[1，1』 - 二苯基]-4，4』 - 二胺 (NPB)、9，10-二-(2-萘基)蒽(ADN)、喹吖啶酮(QA)、2_{2_ 叔丁基 _6-[2_(1，1，7，7，-四 甲基)-2，3，6，7-四氫-1H，5H-吡啶並[3，2，l_ij]喹啉-9-基]-乙烯基}_吡喃_4_內鐺 鹽烯}_丙二腈(DCJTB)、8-羥基喹啉鋁(Alq3)、紅熒烯(Rubrene)；高分子聚合物能夠用旋 塗和噴墨列印等方法成膜，如聚對苯撐乙烯(PPV)、聚噻吩(PTV)。本發明的有機電致發光器件中電子傳輸層33材料是金屬有機配合物、吡啶類、鄰 菲咯啉類、噁二唑類或咪唑類化合物材料中的一種材料，其中金屬有機配合物包括8-羥基 喹啉鋁(Alq3)或者二(2-甲基-8-喹啉並)-4-(苯基苯酚)鋁(BAlq)，吡啶類化合物包括 三[2，4，6-三甲基-3-(吡啶-311)苯基]-硼烷(31 ￥1^)，鄰菲咯啉類化合物包括2，9-二 甲基-4，7-聯苯-1，10-鄰二氮雜菲(BCP)或者4，7-聯苯-1，10-鄰二氮雜菲(BPhen)，噁二 唑類電子傳輸材料是2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1，3，4-噁二唑(PBD)或者1，3_ 二 [(4-三元胺-丁基苯基)-1，3，4_重氮基酸-5-yl]苯(0XD-7)，咪唑類電子傳輸材料是1， 3，5-三(N-苯基-苯並咪唑-2)苯(TPBI)。本發明的有機電致發光器件中發光層兼電子傳輸層34材料要求既有較好的 發光性能又有良好的電子傳輸能力，為8-羥基喹啉鋁(Alq3)或者二(2-甲基-8-喹啉 並)-4_(苯基苯酚)鋁(BAlq)等。本發明的有機太陽能電池中電子給體層61材料為噻吩類材料，聚對苯乙炔(PPV) 及其衍生物、芳香胺類材料、稠環芳香化合物和酞菁染料，其中噻吩類材料包括5-乙烯 基-2-四聚噻吩(V4T)、5_乙烯基-五聚噻吩(V5T)、α，α - 二(2，2- 二氰基乙烯)_五聚噻 吩(DCV5T)、[2，6-(4，4-二-(2-乙基己基)-4Η-環戊烯[2，l_b ;3，4_b『 ]-二噻吩)_ 交 替-4，7-(2，1，3-苯並噻二唑)]共聚物(PCPDTBT)、(5，5-二辛基-[2，2' ；5'，2」；5」，2] 四聚噻吩)_交替_(2，7_芴-9-酮)]共聚物(PQTF8)、聚(3-烷基噻吩)(P3AT)、3_己基取 代聚噻吩(P3HT)，PPV衍生物包括聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)_1，4-苯撐乙烯撐] (MEH-PPV)，聚[2-甲氧基，5- (3，7- 二甲基-辛氧基)-對苯乙烯撐](MDMO-PPV)，芳香胺類 材料包括N，N' - 二苯基-N，N' -二(3-甲基苯基)-1，1'-聯苯-4，4' -二胺(TPD)， 包括稠環芳香化合物為並四苯(Tetracene)、並五苯(Pentacene)，酞菁染料包括酞菁氫 (H2Pc)、亞酞菁(SubPc)、酞菁銅(CuPc)、酞菁鋅(ZnPc)、酞菁錫(SnPc)。本發明的有機太陽能電池中電子受體層63材料為C60及其衍生物、噻吩類材料、 PPV衍生物和稠環芳香化合物，其中C60衍生物包括(6，6)-苯基-C61- 丁酸甲酯(PCBM)、 (6，6)-苯基義61-丁酸丁酯(PCBB)U-(3-甲氧羰基)丙基-1-噻吩基_[6，6]_亞甲基富 勒烯(ThCBM)，噻吩類材料包括二氰基乙烯基-三聚噻吩(DCV3T)、聚(3-氰基-4-己基噻 吩)(P3CN4HT)，PPV衍生物包括[氧雜-1，4-亞苯基-1，2-(1-氰基)-亞乙烯基-2，5-二 辛氧-1，4-亞苯基-1，2-(2-氰基)-亞乙烯基-1，4-亞苯基]聚合物(CN-Ether-PPV)、聚 [2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)_ α-氰基-對苯乙烯撐](MEH-CN-PPV)，稠環芳香化合物 材料包括3，4，9，10-茈四羧基-雙苯並咪唑(PTCBI)、3，4，9，10-茈四甲酸二酐(PTCDA)。採用本發明製備的有機電致發光器件和有機太陽能電池結構舉例如下玻璃/ITO/發光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極層
璃璃璃璃璃璃璃璃璃
ΓΤ~ν ΓΤ~ν ΓΤ~ν ΓΤ~ν ΓΤ~ν ΓΤ~ν ΓΤ~ν ΓΤ~ν ΓΤ~ν
'ITO/空穴注入層 ΤΟ/空穴傳輸層 ΤΟ/空穴傳輸層 ΤΟ/空穴注入層
空穴傳輸層/發光層 發光層/電子傳輸層 發光層/電子傳輸層 空穴傳輸層/發光層
陰極層 陰極層 電子注入層 電子傳輸層
陰極層 陰極層
導電聚合物 導電聚合物 導電聚合物 導電聚合物 導電聚合物
柔性基板/ 柔性基板/ 柔性基板/ 柔性基板/ 玻璃/I TO/ 玻璃/I TO/ 玻璃/I TO/ 柔性基板/ 柔性基板/ 柔性基板/
空穴傳輸層/發光層/陰極層 發光層/電子傳輸層/電子注入層 空穴注入層/空穴傳輸層/發光層 空穴傳輸層/發光層/電子傳輸層 空穴注入層/空穴傳輸層/發光層 ITO/空穴傳輸層/發光層/電子傳輸層 ITO/空穴傳輸層/發光層/電子傳輸層 ITO/空穴注入層/空穴傳輸層/發光層 ITO/空穴傳輸層/發光層/電子傳輸層 陽極緩衝層/電子給體層/電子受體層
陰極層 陰極層 陰極層
電子傳輸層/陰極層 陰極層
電子注入層/陰極層 電子傳輸層/陰極層 電子注入層/陰極層 陰極層
電子受體層/陰極層
陽極緩衝層/電子給體層/界面層 電子給體層/電子受體層/陰極層 ITO/陽極緩衝層/電子給體層/電子受體層/陰極層 ITO/陽極緩衝層/電子給體層/界面層/電子受體層 ITO/電子給體層/電子受體層/陰極層
陰極層
實施例1
如圖3所示，器件的襯底1為透明玻璃，陽極層2為ΙΤ0，空穴傳輸層31材料為摻 雜有表面均勻分布直徑為IOnm的Fe3O4顆粒的多壁碳納米管的ΝΡΒ，發光層32材料為Alq3, 電子傳輸層33材料為BCP，陰極層4用Mg:Ag合金。整個器件結構描述為玻璃襯底/ΙΤ0/ΝΡΒ 磁性多壁碳納米管(15 %，50nm)/Alq3(20nm)/BCP (40nm) / Mg:Ag (IOOnm)製備方法如下①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對透明導電基片ITO玻璃進行超聲清洗，清洗 後用乾燥氮氣吹乾。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為 15 Ω / □，膜厚為 180nm ；②將乾燥後的基片移入真空室，在氣壓為20Pa的氧氣壓環境下對ITO玻璃進行低 能氧等離子預處理10分鐘，濺射功率為 20W ；③採用旋塗的方法製備摻雜磁性多壁碳納米管的空穴傳輸層NPB層，旋塗時轉數 為3000轉/秒，時長為20S，膜厚為50nm，在製備空穴傳輸層時，在垂直於基片表面的方向 上施加200mT的磁場，使磁性碳納米管的長度方向垂直於基片表面；④將基片在高真空度的蒸發室中，在氣壓為lX10_4Pa的條件下開始進行有機薄 膜的蒸鍍。按照如上所述器件結構依次蒸鍍發光層材料Alq3層20nm，電子傳輸層材料BCP 層40nm。各有機層的蒸鍍速率0. lnm/s，蒸鍍速率及厚度由安裝在基片附近的膜厚儀監控；⑤在有機層製備結束後將基片移入真空蒸發室中進行金屬電極的製備。其氣壓為 3 X 10_3Pa，蒸鍍速率為 lnm/s，合金中Mg和Ag比例為 10 1，膜層厚度為lOOnm。蒸鍍速率及厚度由安裝在基片附近的膜厚儀監控；⑥將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99. 9%氮氣氛圍。表1為NBP層和本發明實施例1中空穴傳輸層的各項性能參數 實施例2如圖3所示，器件的襯底1為透明玻璃，陽極層2為ΙΤ0，空穴傳輸層31材料為 NPB,發光層32材料為Alq3,電子傳輸層33材料為摻雜有表面均勻分布直徑為15nm的 Y -Fe2O3顆粒的單壁碳納米管的BPhen，陰極層4用Mg:Ag合金。整個器件結構描述為玻璃襯底/IT0/NPB(50nm)/Alq3 (20nm)/BPhen 磁性單壁碳納米管(10%，50nm)/ Mg:Ag (IOOnm)製備方法如下①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對透明導電基片ITO玻璃進行超聲清洗，清洗 後用乾燥氮氣吹乾。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為 15 Ω / □，膜厚為 180nm ；②將乾燥後的基片移入真空室，在氣壓為20Pa的氧氣壓環境下對ITO玻璃進行低 能氧等離子預處理10分鐘，濺射功率為 20W ；③將基片置於氮氣環境下，採用旋塗的方法製備有機薄膜。按照如上所述器件結 構依次旋塗空穴傳輸層NPB層，旋塗時轉數為3000轉/秒，時長為20S，膜厚為50nm ；旋塗 發光層Alq3層，旋塗時轉數為4000轉/秒，時長為20S，膜厚為20nm ；旋塗摻雜磁性單壁碳 納米管的電子傳輸層BPhen層，旋塗時轉數為3000轉/秒，時長為20S，膜厚為50nm，在旋 塗BPhen層時在垂直於基片表面的方向上施加200mT的磁場，使磁性碳納米方向管垂直於 基片表面；④在有機層製備結束後將基片移入真空蒸發室中進行金屬電極的製備。其氣壓為 3父10_節￡1，蒸鍍速率為 1歷/8，合金中1%和48比例為 10 1，膜層厚度為lOOnm。蒸 鍍速率及厚度由安裝在基片附近的膜厚儀監控；⑤將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99. 9%氮氣氛圍。實施例3如圖3所示，器件的襯底1為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，陽極層2為IT0，空穴 傳輸層31材料為PVK，發光層32材料為PPV，電子傳輸層33材料為摻雜有表面均勻分布直 徑為15nm的鈷粒子的單壁碳納米管的BPhen，陰極層4用Mg:Ag合金。整個器件結構描述為PET/ITO/PVK (50nm) /PPV (20nm) /BPhen 磁性單壁碳納米管(15 %, 50nm) / Mg:Ag (IOOnm)製備方法如下①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對鍍有ITO的PET襯底進行超聲清洗，清洗後 用乾燥氮氣吹乾。其中PET襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為 15 Ω / □，膜厚為 180nm ；②將乾燥後的基片移入真空室，在氣壓為20Pa的氧氣壓環境下對ITO進行低能氧 等離子預處理10分鐘，濺射功率為 20W ；③將基片氮氣環境下，採用自組裝的方法製備依次製備空穴傳輸層PVK層50nm， 發光層PPV層20nm。④採用旋塗或噴塗的方法製備摻雜磁性單壁碳納米管的電子傳輸層BPhen層，旋 塗或噴塗時在垂直於基片表面的方向上施加200mT的磁場，使磁性碳納米方向管垂直於基 片表面，旋塗時轉數為3000轉/秒，時長為20S，膜厚為50nm ；⑤在有機層製備結束後將基片移入真空蒸發室中進行金屬電極的製備。其氣壓為 3父10_節￡1，蒸鍍速率為 1歷/8，合金中1%和48比例為 10 1，膜層厚度為lOOnm。蒸 鍍速率及厚度由安裝在基片附近的膜厚儀監控；⑥將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99. 9%氮氣氛圍。實施例4如圖4所示，器件的襯底1為透明玻璃，陽極層2為IT0，空穴注入層30材料為 CuPc,空穴傳輸層31材料為摻雜有表面均勻分布直徑為15nm的Fe3O4顆粒的多壁碳納米管 的TPD，發光層32材料為Alq3,電子傳輸層33材料為摻雜有表面均勻分布直徑為20nm的 Fe3O4顆粒的單壁碳納米管的BPhen，陰極層4用Mg:Ag合金。整個器件結構描述為玻璃襯底/ITO/CuPc (IOnm)/TPD 磁性多壁碳納米管(20 %，80nm)/Alq3(20nm) / BPhen 磁性單壁碳納米管(2O%，lOOnm)/Mg:Ag(IOOnm)器件的製備方法如下①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對透明導電基片ITO玻璃進行超聲清洗，清洗 後用乾燥氮氣吹乾。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為 15 Ω / □，膜厚為 180nm ；②將乾燥後的基片移入真空室，在氣壓為20Pa的氧氣壓環境下對ITO玻璃進行低 能氧等離子預處理10分鐘，濺射功率為 20W ；③將基片移入氮氣環境下，採用噴塗的方法製備有機薄膜。按照如上所述器件結 構依次噴塗空穴注入層CuPc層lOnm，摻雜磁性多壁碳納米管的空穴傳輸層TPD層80nm，發 光層Alq3層20nm，摻雜磁性單壁碳納米管的電子傳輸層BPhen層lOOnm，在噴塗TPD層和 BPhen層時，在垂直於基片表面的方向上施加250mT的磁場，使磁性碳納米方向管垂直於基 片表面；④在有機層製備結束後將基片移入真空蒸發室中進行金屬電極的製備。其氣壓為 3父10_節￡1，蒸鍍速率為 1歷/8，合金中1%和48比例為 10 1，膜層厚度為lOOnm。蒸 鍍速率及厚度由安裝在基片附近的膜厚儀監控；
⑤將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99. 9%氮氣氛圍。實施例5如圖4所示，器件的襯底1為透明玻璃，陽極層2為ΙΤ0，空穴注入層材料30為 PEDOTPSS,空穴傳輸層31材料為摻雜有表面均勻分布直徑為IOnm的Fe3O4顆粒的多壁碳 納米管的NPB，發光層32材料為Alq3,電子傳輸層33材料為摻雜有表面均勻分布直徑為 20nm的￥呼％03顆粒的單壁碳納米管的1 81，陰極層4用1%^8合金。整個器件結構描述 為玻璃襯底/IT0/PED0T PSS (20nm) /NPB 磁性多壁碳納米管(25 %, 80nm) / Alq3(2Onm)/TPBI 磁性單壁碳納米管(；30%，IOOnm)/Mg:Ag(IOOnm)器件的製備方法如下①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對透明導電基片ITO玻璃進行超聲清洗，清洗 後用乾燥氮氣吹乾。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為 15 Ω / □，膜厚為 180nm ；②將乾燥後的基片移入真空室，在氣壓為20Pa的氧氣壓環境下對ITO玻璃進行低 能氧等離子預處理10分鐘，濺射功率為 20W ；③在不同的矽基底上採用噴塗或旋塗的方法分別製備空穴注入層PED0T:PSS層 20nm,摻雜磁性多壁碳納米管的空穴傳輸層NPB層80nm，發光層Alq3層20nm，摻雜磁性單 壁碳納米管的電子傳輸層TPBI層lOOnm，在噴塗或旋塗NPB層和TPBI層時，在垂直於基片 表面的方向上施加300mT的磁場，使磁性碳納米方向管垂直於基片表面；④將上述製備的矽基底上的有機功能層從基底上剝離，再依次以空穴注入層、空 穴傳輸層、發光層、電子傳輸層的順序疊加到製備有ITO的玻璃基片上；⑤將ITO基片移入真空蒸發室中進行金屬電極的製備。其氣壓為3X10_3Pa，蒸鍍 速率為 lnm/s，合金中Mg和Ag比例為 10 1，膜層厚度為lOOnm。蒸鍍速率及厚度由 安裝在基片附近的膜厚儀監控；⑥將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99. 9%氮氣氛圍。實施例6如圖4所示，器件的襯底1為PET，陽極層2為IT0，空穴注入層材料30為 PEDOTPSS,空穴傳輸層31材料為摻雜有表面均勻分布直徑為20nm的Fe3O4顆粒的多壁 碳納米管的PVK，發光層32材料為PTV，電子傳輸層33材料為摻雜有表面均勻分布直徑為 15nm的鎳粒子的單壁碳納米管的TPBI，陰極層4用Mg:Ag合金。整個器件結構描述為PET/IT0/PED0T PSS (20nm) /PVK 磁性多壁碳納米管(35 %，80nm) /PTV (20nm) / TPBI 磁性單壁碳納米管(45%，lOOnm)/Mg:Ag(IOOnm)器件的製備方法如下①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對鍍由ITO的PET襯底進行超聲清洗，清洗後 用乾燥氮氣吹乾。其中PET襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為 15 Ω / □，膜厚為 180nm ；②將乾燥後的基片移入真空室，在氣壓為20Pa的氧氣壓環境下對ITO進行低能氧 等離子預處理10分鐘，濺射功率為 20W ；③在氮氣的環境下採用噴墨列印或分子列印的方法依次製備空穴注入層
13PEDOT PSS層20nm，摻雜磁性多壁碳納米管的空穴傳輸層PVK層80nm，發光層PTV層20nm， 摻雜磁性單壁碳納米管的電子傳輸層TPBI層lOOnm，在噴墨列印或分子列印PVK層和TPBI 層時，在垂直於基片表面的方向上施加350mT的磁場，使磁性碳納米方向管垂直於基片表④在有機層製備結束後將基片移入真空蒸發室中進行金屬電極的製備。其氣壓為 3父10_節￡1，蒸鍍速率為 1歷/8，合金中1%和48比例為 10 1，膜層厚度為lOOnm。蒸 鍍速率及厚度由安裝在基片附近的膜厚儀監控；⑤將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99. 9%氮氣氛圍。實施例7如圖5所示，器件的襯底1為透明玻璃，陽極層2為IT0，空穴傳輸層31材料為摻 雜有表面均勻分布直徑為15nm的Y-Fe2O3顆粒的多壁碳納米管的TPD，發光層兼電子傳輸 層34材料為Alq3,陰極層4用Mg:Ag合金。整個器件結構描述為玻璃襯底/IT0/TPD 磁性多壁碳納米管(40%，80nm)/Alq3(60nm)/Mg:Ag(IOOnm)器件的製備方法如下①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對透明導電基片ITO玻璃進行超聲清洗，清洗 後用乾燥氮氣吹乾。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為 15 Ω / □，膜厚為 180nm ；②將乾燥後的基片移入真空室，在氣壓為20Pa的氧氣壓環境下對ITO玻璃進行低 能氧等離子預處理10分鐘，濺射功率為 20W ；③在不同的矽基底上採用噴塗或旋塗的方法分別製備摻雜磁性多壁碳納米管的 空穴傳輸層TPD層80nm，發光層兼電子傳輸層Alq3層60nm，在噴塗或旋塗TPD層時，在垂 直於基片表面的方向上施加300mT的磁場，使磁性碳納米方向管垂直於基片表面；④將上述製備的有機功能層從不同的基底上剝離，再依次以空穴傳輸層、發光層 兼電子傳輸層的順序疊加到製備有ITO的玻璃基片上；⑤將ITO基片移入真空蒸發室中進行金屬電極的製備。其氣壓為3X10_3Pa，蒸鍍 速率為 lnm/s，合金中Mg和Ag比例為 10 1，膜層厚度為lOOnm。蒸鍍速率及厚度由 安裝在基片附近的膜厚儀監控；⑥將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99. 9%氮氣氛圍。實施例8如圖5所示，器件的襯底1為PET，陽極層2為IT0，空穴傳輸層31材料為摻雜有 表面均勻分布直徑為15nm的γ -Fe2O3顆粒的多壁碳納米管的NPB，發光層兼電子傳輸層34 材料為Alq3,陰極層4用Mg:Ag合金。整個器件結構描述為PET/ITO/NPB 磁性多壁碳納米管(45%，80nm)/Alq3(60nm)/Mg:Ag(100nm)器件的製備方法如下①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對鍍有ITO的PET襯底進行超聲清洗，清洗後 用乾燥氮氣吹乾。其中PET襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的方塊電阻為 15 Ω / □，膜厚為 180nm ；②將乾燥後的基片移入真空室，在氣壓為20Pa的氧氣壓環境下對ITO進行低能氧 等離子預處理10分鐘，濺射功率為 20W ；
③在不同的矽基底上採用噴墨列印或分子列印的方法分別製備摻雜磁性多壁碳 納米管的空穴傳輸層NPB層80nm，發光層兼電子傳輸層Alq3層60nm，在噴塗或旋塗NPB層 時，在垂直於基片表面的方向上施加400mT的磁場，使磁性碳納米方向管垂直於基片表面；④將上述製備的有機功能層從不同的基底上剝離，再依次以空穴傳輸層、發光層 兼電子傳輸層的順序疊加到製備有ITO的玻璃基片上；⑤將ITO基片移入真空蒸發室中進行金屬電極的製備。其氣壓為3X10_3Pa，蒸鍍 速率為 lnm/s，合金中Mg和Ag比例為 10 1，膜層厚度為lOOnm。蒸鍍速率及厚度由 安裝在基片附近的膜厚儀監控；⑥將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99. 9%氮氣氛圍。實施例9如圖6所示，器件的襯底1為透明玻璃，陽極層2為IT0，陽極緩衝層60為MoO3,電 子給體層61為摻雜有表面均勻分布直徑為15nm的、-Fe2O3顆粒的多壁碳納米管的CuPc， 界面層62為DCJTB，電子受體層63為C60，陰極層4用Ag。整個器件結構描述為玻璃襯底/IT0/Mo03(20nm)/CuPc 磁性多壁碳納米管(5 %，80nm)/DCJTB (Inm) / C60(50nm)/Ag(IOOnm)器件的製備流程與實施例1相似。實施例10如圖6所示，器件的襯底1為透明玻璃，陽極層2為ITO，陽極緩衝層60為 PEDOT PSS,電子給體層61為MEH-PPV，界面層62為DCJTB，電子受體層63為摻雜有表面均 勻分布直徑為5nm的Y-Fe2O3顆粒的單壁碳納米管的C60，陰極層4用Ag。整個器件結構 描述為玻璃襯底/1TO/PEDOT:PSS (20nm)/MEH-PPV (50nm)/DCJTB (2nm)/C60 磁性單壁碳 納米管(10%,50nm)/Ag(IOOnm)器件的製備流程與實施例2相似。實施例11如圖7所示，器件的襯底1為PET，陽極層2為ITO,陽極緩衝層60為PEDOTPSS, 電子給體層61為MEH-PPV，電子受體層63為摻雜有表面均勻分布直徑為IOnm的Fe3O4顆 粒的單壁碳納米管的C60，陰極層4用Ag。整個器件結構描述為PET/IT0/PED0T PSS (20nm) /MEH-PPV (50nm) /C60 磁性單壁碳納米管(15 %， 50nm)/Ag(IOOnm)器件的製備流程與實施例3相似。實施例12如圖7所示，器件的襯底1為透明玻璃，陽極層2為IT0，陽極緩衝層60為MoO3, 電子給體層61為CuPc，電子受體層63為摻雜有表面均勻分布直徑為20nm的Fe3O4顆粒的 單壁碳納米管的C60，陰極層4用Ag。整個器件結構描述為玻璃襯底/IT0/Mo03(20nm)/CuPc(60nm)/C60 磁性單壁碳納米管(20%，80nm)/ Ag(IOOnm)器件的製備流程與實施例4相似。實施例13
如圖7所示，器件的襯底1為透明玻璃，陽極層2為ΙΤ0，陽極緩衝層60為WO3,電 子給體層61為摻雜有表面均勻分布直徑為IOnm的鎳粒子的多壁碳納米管的P3HT，電子受 體層63為C60，陰極層4用Ag。整個器件結構描述為玻璃襯底/IT0/W03(20nm)/P3HT 磁性多壁碳納米管(25 %，50nm)/C60 (60nm) / Ag(IOOnm)器件的製備流程與實施例5相似。實施例14如圖8所示，器件的電子給體層61為P3HT，電子受體層63為摻雜有表面均勻分布 直徑為IOnm的鈷粒子的單壁碳納米管的C60，陰極層4用Ag。整個器件結構描述為玻璃襯底/IT0/P3HT (40nm) /C60 磁性單壁碳納米管(30%，60nm) /Ag (IOOnm)器件的製備流程與實施例6相似。實施例15如圖8所示，器件的電子給體層61為摻雜有表面均勻分布直徑為20nm的Fe3O4顆 粒的多壁碳納米管的P3HT，電子受體層63為摻雜有表面均勻分布直徑為IOnm的Fe3O4顆 粒的單壁碳納米管的PCBM，陰極層4用Ag。整個器件結構描述為玻璃襯底/IT0/P3HT 磁性多壁碳納米管(35 %，80nm)/PCBM 磁性單壁碳納米管 (35%, IOOnm)/Ag(80nm)器件的製備流程與實施例7相似。實施例16如圖8所示，器件的電子給體層61為摻雜有表面均勻分布直徑為IOnm的Fe3O4 顆粒的多壁碳納米管的MEH-PPV，電子受體層63為摻雜有表面均勻分布直徑為15nm的 Y -Fe2O3顆粒的單壁碳納米管的PCBM，陰極層4用Ag。整個器件結構描述為玻璃襯底/IT0/MEH-PPV 磁性多壁碳納米管(45%，60nm) /PCBM 磁性單壁碳納米 管(45%，80nm)/Ag(80nm)器件的製備流程與實施例8相似。
權利要求
一種有機光電器件，包括襯底、陽極層、陰極層、設置在陽極層和陰極層之間的有機功能層，有機功能層包括空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層、陽極緩衝層、電子給體層、界面層、電子受體層和陰極緩衝層中的一種或多種，其特徵在於所述空穴傳輸層與電子給體層中摻雜磁性多壁碳納米管，或電子傳輸層與電子受體層中摻雜磁性單壁碳納米管，或空穴傳輸層與電子給體層中摻雜磁性多壁碳納米管的同時電子傳輸層與電子受體層中摻雜磁性單壁碳納米管，所述磁性多壁碳納米管和磁性單壁碳納米管長度方向垂直於陽極層表面。
2.根據權利要求1所述的有機光電器件，其特徵在於，所述磁性單壁碳納米管和磁性 多壁碳納米管長度小於或等於lOOnm，並且表面均勻附著有磁性納米顆粒。
3.根據權利要求1所述的有機光電器件，其特徵在於，所述磁性單壁碳納米管和多壁 碳納米管的摻雜濃度均小於或等於45%。
4.根據權利要求1所述的有機光電器件，其特徵在於，所述有機光電器件為有機電致 發光器件和有機太陽能電池。
5.根據權利要求1所述的有機光電器件，其特徵在於當器件為有機電致發光器件和有機太陽能電池時，所述空穴注入層材料和陽極緩衝 層材料包括聚(3，4_亞乙二氧噻吩)聚苯乙烯基苯磺酸或者酞菁銅或者4，4』，4」_三 (N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺或三氧化鉬或五氧化二釩或三氧化鎢；當器件為有機電致發光器件時，所述空穴傳輸層材料是芳香族二胺類化合物或者 芳香族三胺類化合物或咔唑類化合物，其中芳香族二胺類化合物是N，N』 - 二(萘亞甲 基-l-yl)-N，N』_ 二(苯基)_聯苯胺或者N，N』_ 二(3-甲基苯基)-N，N』_ 二(苯基)-聯 苯胺或者N，N，- 二(萘亞甲基-l-yl)_N，N，- 二(苯基)_2，2，- 二甲基聯苯胺，芳香族三 胺類化合物是二 -[4-(N，N-聯甲苯-氨基)-苯基]環己烷，咔唑類化合物包括聚乙烯咔 唑；當器件為有機電致發光器件和有機太陽能電池時，所述電子傳輸層材料和電子注入 層材料和陰極緩衝層材料是金屬有機配合物、吡啶類、鄰菲咯啉類、噁二唑類或咪唑類化 合物材料中的一種，其中金屬有機配合物包括8-羥基喹啉鋁或者二(2-甲基-8-喹啉 並)-4-(苯基苯酚)鋁，吡啶類化合物包括三[2，4，6_三甲基-3-(吡啶-3-yl)苯基]-硼 烷，鄰菲咯啉類化合物包括2，9_ 二甲基-4，7-聯苯-1，10-鄰二氮雜菲(BCP)或者4，7_聯 苯-1，10-鄰二氮雜菲，噁二唑類電子傳輸材料是2-(4- 二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1，3， 4-噁二唑或者1，3-二 [(4-三元胺-丁基苯基)-1，3，4-重氮基酸-511]苯，咪唑類電子 傳輸材料是1，3，5-三(N-苯基-苯並咪唑-2)苯；當器件為有機電致發光器件和有機太陽能電池時，所述發光層材料和界面層材料是具 有高量子效率螢光特性的有機小分子化合物或高分子聚合物；當器件為有機太陽能電池時，所述電子給體層材料包括噻吩類材料、聚對苯乙炔及 其衍生物、芳香胺類材料、稠環芳香化合物或酞菁染料，其中，噻吩類材料包括5-乙烯 基-2-四聚噻吩、5-乙烯基-五聚噻吩、α，α-二(2，2_ 二氰基乙烯)-五聚噻吩、[2，6_ (4， 4-二-(2-乙基己基)-4Η-環戊烯[2,1-b ；3,4-b' ] - 二噻吩)-交替_4，7-(2，1，3-苯並噻 二唑)]共聚物、(5，5_ 二辛基_[2，2' ；5'，2」;5」，2]四聚噻吩)-交替_(2，7_芴-9-酮)] 共聚物、聚(3-烷基噻吩)、3_己基取代聚噻吩，PPV衍生物包括聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-苯撐乙烯撐]，聚[2-甲氧基，5- (3，7- 二甲基-辛氧基)-對苯乙烯撐]，芳 香胺類材料包括N，N' - 二苯基-N，N' -二(3-甲基苯基)-1，1'-聯苯-4，4' - 二胺， 稠環芳香化合物包括並四苯、並五苯，酞菁染料包括酞菁氫、亞酞菁、酞菁銅、酞菁鋅、酞菁 錫；當器件為有機太陽能電池時，所述電子受體層材料包括C60及其衍生物、噻吩類材料、 PPV衍生物或稠環芳香化合物，其中C60衍生物為(6，6)_苯基-C61-丁酸甲酯、(6，6)_苯 基-C61-丁酸丁酯、1-(3_甲氧羰基)丙基-1-噻吩基_[6，6]_亞甲基富勒烯，噻吩類材料包 括二氰基乙烯基_三聚噻吩、聚(3-氰基-4-己基噻吩)，PPV衍生物包括[氧雜-1，4-亞苯 基-1，2- (1-氰基)-亞乙烯基-2，5- 二辛氧-1，4-亞苯基-1，2- (2-氰基)-亞乙烯基_1， 4-亞苯基]聚合物、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-α_氰基-對苯乙烯撐]，稠環芳 香化合物材料包括3，4，9，10-茈四羧基-雙苯並咪唑、3，4，9，10-茈四甲酸二酐。
6.根據權利要求2所述的有機光電器件，其特徵在於，所述磁性納米顆粒直徑小於或 等於20nm，包括納米Fe3O4粒子、納米Y-Fe2O3粒子、鹼土金屬鐵氧體顆粒、屬於Al-Ni-Co 體系的AlNiCo合金顆粒、屬於Sm-Co體系的合金顆粒、屬於Pt-Co體系的合金顆粒或屬於 Nd-Fe-B體系的合金顆粒及其混合物。
7.一種有機光電器件的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟①利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對襯底進行超聲清洗，清洗後用乾燥氮氣吹乾；②將襯底移入真空蒸發室中，進行陽極層的製備；③將製備好陽極層的襯底移入真空室，在氧氣壓環境下進行預處理；④製備有機功能層，所述有機功能層包括空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸 層、電子注入層、陽極緩衝層、電子給體層、界面層、電子受體層、陰極緩衝層中的一種或多 種，其中空穴傳輸層和電子給體層中摻雜有磁性多壁碳納米管，或電子傳輸層和電子受體 層中摻雜有磁性單壁碳納米管，或空穴傳輸層和電子給體層中摻雜有磁性多壁碳納米管的 同時電子傳輸層和電子受體層中摻雜有磁性單壁碳納米管，摻雜有磁性多壁或單壁碳納米 管的空穴傳輸層、電子給體層、電子傳輸層或電子受體層採用旋塗的方法製備，旋塗時在垂 直於襯底的方向上施加磁場，使磁性碳納米管長度方向垂直於陽極層表面；⑤保持上述真空室的壓力不變，在有機功能層製備結束後在真空室中進行陰極層的製備；⑥將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為氮氣氛圍。
8.根據權利要求7所述的有機光電器件的製備方法，其特徵在於，有機功能層的製備 方法包括採取在高真空室中蒸鍍的方式和在旋塗機中旋塗成膜的方式，或採取噴塗、自組 裝、噴墨列印、絲網印刷、剝離、有機氣相沉積的方式及以上幾種製備方式的組合使用。
全文摘要
本發明公開了一種有機光電器件，包括襯底、陽極層、陰極層、設置在陽極層和陰極層之間的有機功能層，有機功能層包括空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層、陽極緩衝層、電子給體層、界面層、電子受體層和陰極緩衝層中的一種或多種，所述空穴傳輸層與電子給體層中摻雜磁性多壁碳納米管，或電子傳輸層與電子受體層中摻雜磁性單壁碳納米管，或空穴傳輸層與電子給體層中摻雜磁性多壁碳納米管的同時電子傳輸層與電子受體層中摻雜磁性單壁碳納米管，所述磁性多壁碳納米管和磁性單壁碳納米管長度方向垂直於陽極層表面。該器件降低了載流子傳輸層的電阻，提高了載流子的傳輸能力和載流子傳輸層的可見光透過率，提高了器件的光電性能。
文檔編號H01L51/42GK101882665SQ20101020852
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月24日 優先權日2010年6月24日
發明者於軍勝, 于欣格, 蔣亞東, 陳蘇傑 申請人:電子科技大學