[發明專利]一種有機光電器件及其制備方法

無效

• 申請號: 201010208521.8
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101882665A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 于軍勝;陳蘇杰;于欣格;蔣亞東
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/50;H01L51/54;H01L51/48;H01L51/56
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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制備方法。

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并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并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，如硅、砷化鎵，使得成本很高。盡管多晶硅和無定型硅的應用比單晶硅成本低很多，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。目前報道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(最高分子占有軌道)和Acceptor(電子受體)的LUMO(最低分子未占有軌道)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界面產生電荷轉移后，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，自由電荷重新復合的機會也降低。但由于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。對于有機電致發光器件，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復合發光的進行，因此，提高載流子傳輸層的傳輸能力對于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制備方法，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，并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、陽極緩沖層、電子給體層、界面層、電子受體層和陰極緩沖層中的一種或多種，其特征在于：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于陽極層表面。

按照本發明所提供的有機光電器件，其特征在于，所述磁性單壁和磁性多壁碳納米管長度小于或等于100nm，并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，其特征在于，所述磁性單壁碳納米管和多壁碳納米管的摻雜濃度均小于或等于45％。

按照本發明所提供的有機光電器件，其特征在于，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。