[實用新型]一種有機電致發光和光伏雙功能器件

有效

• 申請號: 201720407168.3
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN206697524U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉洪波
• 申請（專利權）人: 劉洪波
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/50;H01L51/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種有機電致發光和光伏雙功能器件，屬于半導體光電子器件技術領域。

背景技術

有機光電子器件具備質地輕薄、低成本、柔性以及易于制成大面積器件等優點。包括有機電致發光器件、有機太陽能電池和有機場效應薄膜晶體管等器件經過都電的發展，都取得了長足的進步。部分有機光電子產品已經面試。諸如有機發光二極管(OLED) 因其全固態、自發光、效率高等優點，正在逐步的取代液晶市場，前景十分光明。同時，有機太陽能電池的能量轉換效率已經突破了10%，已經看到了市場化的曙光。相信在不久的將來就能看到有機太陽能電池的產品。

有機光電子器件也存在著一些不足。主要表現在傳統的器件功能單一。比如有機發光二極管只能用作發光器件，需要外部提供電源才能工作，而有機太陽能電池只能作為光伏器件，在白天光照充足的時候可以用來進行發電，在夜晚黑暗的時候就無法繼續工作了。所以，開發出有機電致發光和光伏的雙功能器件意義重大。發光和光伏雙功能器件一方面提高了器件的集成度，降低了器件的制作成本。另一方面可以實現在發光和光伏雙功能之間的自由轉換。白天陽光充足的時候，作為光伏器件吸收光能。在夜晚黑暗的時候，利用白天存儲的光能實現照明。。

發明內容

為解決背景技術中的問題，本實用新型提供了一種有機電致發光和光伏雙功能器件，器件由下到上依次包括透明導電襯底、第一修飾層、第二修飾層、活性層、第三修飾層和反射電極組成，其特征在于，所述的第二修飾層為TAPC，厚度為2 nm；所述的活性層為PIN型結構，其中P型層為紅熒烯rubrene，P型層厚度5-15 nm ；N型層為C₇₀層，N型層厚度20-40 nm；I型層為rubrene與C₇₀的混合層，混合比例為質量比1：10，厚度10-30 nm。

進一步的，所述的透明導電襯底為生長有ITO的玻璃襯底，方塊電阻10-20Ω，透過率80-90%。

進一步的，所述的第一修飾層為MoO₃，厚度2-20 nm。

進一步的，所述的第三修飾層為5-10 nm 的BPhen和0.5 nm的LiF組成的復合修飾層。

進一步的，所述的反射電極為Al電極，反射電極厚度50-200 nm。

本發明中使用第一修飾層所有材料為MoO₃，MoO₃可見光透明度好，功函數高，空穴傳輸能力強，作為第一修飾層，可以很好的促進空穴注入和收集。第二修飾層為2 nm的TAPC, 2 nm的TAPC可以有效避免激子在MoO₃第一修飾層的猝滅，提高電池的能量轉換效率和發光器件的發光效率，同時薄的TAPC不會引入較大的電阻。本發明的活性層采用PIN型結構，有利于激子的界面離，從而提高電池的效率。電池的給體和發光器件的發光材料為紅熒烯rubrene，發光效率高且價格便宜。同時其在400到500 nm的太陽光譜處具備較強的吸收，用作有機光伏電池的給體層，可以獲得較高的開路電壓和短路電流。電池的受體材料和發光器件的電子傳輸材料為C₇₀。C₇₀的電子遷移率高，同時具備優良的可見光吸收能力，可以用作電致發光器件的電子傳輸層和光伏器件的受體層。BPhen/LiF作為第三修飾層，可以與反射電極形成歐姆接觸，降低電子注入和收集的勢壘，提高器件的電致發光和光伏效率。本發明的一種有機電致發光和光伏雙功能器件，當器件用作電致發光器件時，器件的最大亮度大于2000 cd/m²；當器件用作光伏器件時，在AM1.5模擬太陽光照射下，器件的開路電壓大于0.9 V，能量轉換效率大于2.5%。

本實用新型公布的有機電致發光和光伏雙功能器件，實現了一個器件雙重功能，既可以作為電致發光器件，用作照明或者顯示，也可作為光伏器件在光照條件下供電。器件的電致發光和光伏性能均較優異，并且器件在進行簡單封裝之后，表現出較好的工作穩定性。

附圖說明

圖1為本實用新型的有機電致發光和光伏雙功能器件結構示意圖。

具體實施方式