[發明專利]用于電子傳輸層中的包含離子有機化合物的配制劑

有效

• 申請號: 201380024482.8
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN104272485B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: S·貝爾尼;A·托普雷;P·緹瓦納;T·卡爾;M·卡雷斯科-歐羅茲科;N·布勞因
• 申請（專利權）人: 默克專利有限公司
• 主分類號: H01L51/00
• 分類號: H01L51/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李穎;林柏楠

本發明涉及用于有機電子(OE)器件，更具體而言有機光電(OPV)器件的電子傳輸層或電子收集層中的包含離子有機化合物的配制劑，包含或者通過使用這類配制劑而制備的電子傳輸層，以及包含這類配制劑或電子傳輸層的OE和OPV器件。

技術領域

本發明涉及用于有機電子(OE)器件，更具體而言有機光電(OPV)器件的電子傳輸層或電子收集層中的包含離子有機化合物的配制劑，包含或者通過使用這類配制劑而制備的電子傳輸層，以及包含這類配制劑或電子傳輸層的OE和OPV器件。

發明背景

在過去幾年中，對電子器件如有機發光二極管(OLEDs)、有機光電器件(OPVs)和場效應晶體管(OFETs)中界面層(也稱為緩沖層)的關注顯著上升。當結合到太陽能電池中時，根據定義包封在光活性膜與一個電極之間的這些界面材料導致器件的性能和壽命改進。

有機太陽能電池中光轉化成電的過程可通過具有不同復雜性的一系列步驟解釋；這些是：

1)活性層，通常由供電子和/受電子(D/A)有機化合物的混合物組成的BHJ(本體異質結)內的光吸收和激子產生，

2)激子遷移至D/A物理界面中，其后它們離解成自由電荷載流子，

3)受體(供體)疇內的自由電子(空穴)擴散，

4)電子(空穴)從BHJ中提取至陰極(陽極)中。

最后的步驟可借助界面層的存在，所述界面層包含具有電子傳輸或空穴傳輸性能的材料并可因此充當電子傳輸層(ETL)或空穴傳輸層(HTL)。

因此，電荷載流子產生方法本身并不涉及界面層，并且界面層可能并不被視為有機光電(OPV)器件的活性部分。這類界面層可用于：

1)改變陰極(陽極)處的電子(空穴)能障，從而增強它們的提取，

2)提供選擇性能障，從而幫助降低具有不同符號的載流子之間的重組，

3)改變器件的極性，

4)作為BHJ的機械/化學保護層或種子層，

5)再分配整個BHJ上的入射光子通量，從而充當光學隔離物。

在選擇界面材料以改進器件性能時的關鍵考慮是它們的光電性能和它們的加工性。對界面材料的要求包括例如合適的厚度和粗糙度、良好覆蓋率和與下面層或與基底的化學相互作用、高顯微結構均勻性、高光透射、選擇性能級和高電荷載流子遷移率。

文獻中已描述了各種材料用作界面層，包括有機和無機材料。取決于材料的性質，一種可能的分類包括三類主要界面層：

1)導電層，

2)半導電層，

3)偶極層。

關于第一類型，用于導電界面層的合適材料包括金屬，例如Ag、Au、Al、Ca、Mg、Pt、Ba或金屬的組合，還有透明導電氧化物(TCOs)，例如ITO、IrO_x、AlO_x、CuO_x、NiO_x、HfO_x、B:ZnO、Ga:ZnO、Al:ZnO或材料的組合及它們的合金。其它合適的材料包括碳衍生物，例如碳納米管(CNTs)。更進一步合適的材料包括帶電聚合物如PEDOT:PSS、PANI:PSS、PPy:PSS的組合。