[發明專利]一種調控透明導電膜功函數的方法

有效

• 申請號: 201910044567.1
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN111446306B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 杜金紅;佟博;任文才;張鼎冬;張偉民;劉禹;成會明
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及透明導電膜及其應用領域，具體為一種凝膠型聚合物電解質修飾透明導電膜調控其功函數的方法。首先通過“共聚?稀釋”的方法，制備得到無機金屬鹽/檸檬酸?正硅酸乙酯凝膠型聚合物電解質溶液，然后利用旋涂等方法將其涂覆在ITO、FTO等透明導電膜表面，再經一定溫度干燥后即可實現凝膠型聚合物電解質對透明導電膜的修飾。從而，通過改變無機金屬鹽的種類、在凝膠型聚合物基體中的濃度及其成膜厚度來調控透明導電膜的功函數。所得凝膠型聚合物電解質修飾的透明導電膜不僅功函數可調，而且具有較好的表面浸潤性、粘附性和穩定性，可廣泛應用于有機發光二極管和有機太陽能電池等光電器件的透明電極。

技術領域

本發明涉及透明導電膜及其應用領域，具體為一種凝膠型聚合物電解質修飾透明導電膜調控其功函數的方法。

背景技術

透明導電膜是一種既具有高導電性又在可見光范圍內高透明的一種薄膜。作為透明電極，是觸摸屏、信息顯示、固體照明、光電轉換等器件的關鍵組成部分。根據器件結構的不同，透明導電膜可以作為陽極、也可以作為陰極或者同時作為陰極和陽極。但是，為了提高器件空穴注入效率，要求陽極的功函數盡可能高，而為了提高電子注入效率，陰極需采用低功函數材料以使電子在較低的電壓下注入。因此，為了滿足透明電極的廣泛應用，透明導電膜功函數的調控十分重要。

目前，無機金屬鹽是常用的調控透明導電膜功函數的材料。如，LiF、LiCl、Cs₂CO₃等可以降低透明導電膜功函數；而AuCl₃、CuCl₂等則可提高透明導電膜功函數。然而，無機金屬鹽通常會逐漸團聚或氧化，導致這種修飾效果不穩定，影響器件的穩定性。

凝膠型聚合物電解質是由無機金屬鹽和凝膠聚合物絡合而成。其中，凝膠型聚合物基體可對金屬鹽起到固定和保護作用以避免其團聚和氧化，進而提高其穩定性。同時，通過選擇不同無機金屬鹽可以實現對透明導電膜功函數的調控。此外，凝膠型聚合物基體還有一定的粘附性和較好的浸潤性，可改善透明電極與其他功能層的界面接觸。因此，利用凝膠型聚合物電解質修飾透明導電膜，是一種有效的調控其功函數的方法，并具有較高的穩定性，對促進透明導電膜在光電器件中的廣泛應用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種凝膠型聚合物電解質修飾透明導電膜調控其功函數的方法。該方法簡單、易控，通過改變無機金屬鹽的種類、及其在凝膠型聚合物基體中的濃度和成膜厚度可連續調節透明導電膜的功函數，并具有較高的穩定性。修飾后的透明導電膜可以用作光電器件的陽極、也可以用作陰極或者同時用作陰極和陽極。

本發明的技術方案是：

一種調控透明導電膜功函數的方法，首先通過“共聚-稀釋”的方法，制備得到無機金屬鹽/檸檬酸-正硅酸乙酯凝膠型聚合物電解質溶液，然后將其涂覆在透明導電膜表面，再經干燥成膜后，即實現凝膠型聚合物電解質對透明導電膜的修飾；通過改變無機金屬鹽的種類、在凝膠型聚合物基體中的濃度及其成膜厚度來調控透明導電膜的功函數。

所述的調控透明導電膜功函數的方法，所用透明導電膜是：氧化銦錫(ITO)、摻氟氧化錫(FTO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)、銀納米線(Ag NWs)或PEDOT:PSS[聚乙撐二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸鹽)Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)]，透明導電膜的厚度為10～200nm。

所述的調控透明導電膜功函數的方法，承載透明導電膜的基底為玻璃、石英片、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)或聚酰亞胺(PI)。