[發明專利]光電器件及其制作方法

在審

• 申請號: 202010039523.2
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111211229A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 陳金祥
• 申請（專利權）人: 深圳市華星光電半導體顯示技術有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48;H01L51/50;H01L51/52;H01L51/56
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 楊艇要

本發明公開了一種光電器件及其制作方法。光電器件包括陰極修飾層，陰極修飾層的材質包括氧化銦鎵鋅(IGZO)。本發明通過將氧化銦鎵鋅作為陰極修飾層材料，應用在倒置型的有機發光二極管或倒置型的有機光伏電池中，提高了陰極修飾層的遷移率；應用在倒置型的有機發光二極管中時，提高有機發光二極管的注入效率，進而提高了其發光效率與降低開啟電壓；應用在倒置型的有機光伏電池中時，提高了有機光伏電池的電荷抽取效率，進而提高了其光電轉換效率。

技術領域

本發明屬于有機發光二極管/有機光伏電池技術領域，具體涉及一種光電器件及其制作方法。

背景技術

目前，n-型金屬氧化物可有效降低ITO電極功函數。

選擇電子傳輸層材料制作有機發光二極管器件時，要保證材料的最低未占有分子軌道(LUMO)能級和陰極功函數相匹配，同時具有較高的電子遷移率，使電子能夠有效注入。常見的電子傳輸材料的能帶帶隙大，LUMO能級高，以電子傳輸材料Bpen為例，如圖1，其LUMO能級為3.2eV(電子伏特)，Mg與Ag合金的能級為3.7eV，為了能使MgAg合金能夠順利注入到Bpen中，需要對MgAg電極進行修飾。傳統的聚合物光電器件必須采用低功函數活潑金屬，例如Ba、Ca等，做陰極以保持有效的電子注入與收集，而Ba、Ca等電極在空氣中不穩定。

在倒置型的有機發光二極管(OLED)中，如圖1，ITO作為負極(陰極)起注入電子的功能，但ITO的功函數為4.7eV。為了降低功函數，有一種方法是采用一層厚度小于10nm的電子傳輸層薄膜覆蓋在高功函的電極如ITO之上，這層薄膜在高功函電極與有機半導體材料之間，起到電荷注入與傳輸作用。比如ZnO、AI-doped ZnO、In-doped ZnO這些薄膜功函數大概在4.3eV比裸露的ITO更低。

同理，倒置型的有機光伏電池，如圖2、圖3所示，用于收集電子的ITO電極為了能夠與本體異質結的光活性層的給體如富勒烯PC₇₁BM的LUMO能級相匹配，只有經過界面修飾層降低ITO表面功函數，才能更高效抽取光電子。而氧化鋅ZnO在有機光伏領域倒裝電池也是最常用的界面修飾層。在有機光伏電池的器件結構中，ZnO位于ITO與PC₇₁BM之間，其LUMO能級為-4.3eV，有效緩解了ITO與PC₇₁BM的電勢差，可以明顯提高電池的開路電壓與能量轉化效率。

但是，ZnO作為陰極修飾層的遷移率在倒置型的有機發光二極管或倒置型的有機光伏電池中的遷移率還不很理想。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種光電器件及其制作方法，通過將氧化銦鎵鋅(IGZO)作為陰極修飾層材料，應用在倒置型的有機發光二極管或倒置型的有機光伏電池中，解決了氧化鋅(ZnO)作為陰極修飾層的遷移率低的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

本發明提供一種光電器件，包括第一電極、陰極修飾層、功能層以及第二電極；所述陰極修飾層設于所述第一電極上，其材質包括氧化銦鎵鋅(IGZO)；所述功能層設于所述陰極修飾層上；所述第二電極設于所述功能層上。

進一步地，所述陰極修飾層的載流子遷移率大于10cm²/(V·s)。

進一步地，所述陰極修飾層的最低未占有分子軌道能級為-4.5eV。

進一步地，所述光電器件，還包括：空穴傳輸層，設于所述功能層和所述第二電極之間。

進一步地，所述功能層為有機發光層。

進一步地，所述功能層為活性層，所述活性層為具有電子給體材料和電子受體材料的本體異質結結構的薄膜層。

進一步地，所述第一電極的材質包括氧化銦錫(ITO)或者氧化銦鋅(IZO)。