[發(fā)明專利]WAPC疊層透明電極及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN111863317B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊建春;王燦;趙字寧;李小冰
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H01B5/14
• 分類號(hào): H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 重慶信航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

本發(fā)明公開了一種WAPC疊層透明電極及其制備方法，WAPC疊層透明電極包括CuSCN薄膜層、PEI薄膜層、Ag膜層、以及WO₃薄膜層；WAPC疊層透明電極的制備方法包括以下步驟：1)配置CuSCN溶液；2)配置PEI乙醇溶液；3)將CuSCN溶液旋涂在cPI表面，之后高溫退火得到CuSCN薄膜；4)將PEI溶液旋涂在CuSCN薄膜之上制備PEI薄膜；5)先在PEI薄膜上蒸鍍出Ag膜，再在Ag膜上蒸鍍出WO₃薄膜。本發(fā)明采用PEI作為種子層，能使Ag原子均勻的沉積在PEI表面形成均勻連續(xù)的薄膜，且成膜厚度能達(dá)到10nm以下，提高了疊層透明電極的透過率和導(dǎo)電性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種透明電極的制備方法及透明電極。

背景技術(shù)

透明電極是有機(jī)光電子器件的重要組成部分，例如有機(jī)太陽能電池、有機(jī)發(fā)光二極管、觸摸屏、智能窗等。近年來，隨著柔性電子產(chǎn)品逐漸商品化，柔性太陽能電池、柔性傳感器以及柔性顯示屏等技術(shù)的日新月異，促使著柔性電極的需求日益旺盛。就目前而言，最成熟也是使用最多的透明電極材料為氧化銦錫(ITO),然而ITO本身固有的脆性以及銦資源的稀缺，使其無法滿足未來光電子器件對柔性、輕便、綠色環(huán)保等的嚴(yán)格要求。為此，經(jīng)過眾多科研人員的共同努力，開發(fā)出了多種柔性透明電極材料，例如銀納米線、石墨烯、碳納米管、金屬氧化物等等，但都存在著各自的缺陷使得無法完全取代ITO薄膜，故在透明電極方面還需要進(jìn)一步的探索。

近年來，基于介質(zhì)/金屬/介質(zhì)疊層(multilayer)結(jié)構(gòu)的透明電極因其高導(dǎo)電性和透過率受到了廣泛的關(guān)注和大量的研究。在此類電極中，中間金屬層決定了整電極的導(dǎo)電性以及部分透過率，而金屬層兩側(cè)的介質(zhì)材料能夠抑制金屬層表面的反射(或者說是等離子波)，在一定程度上能夠提高電極的透過率。對于中間金屬層而言，Ag是目前使用最多的中間層金屬材料，因?yàn)槠渚哂凶詈玫膶?dǎo)電性以及可見光區(qū)域最低的光吸收系數(shù)。就銀基疊層電極而言，常用的介質(zhì)材料有ITO、AZO、ZnO、TiO₂、Nb₂O₅、WO₃、MoO₃等，其中WO₃、MoO₃能夠作為有機(jī)光電子器件的空穴注入層使用且可以用簡單的蒸空熱蒸鍍法制備，可以與現(xiàn)目前有機(jī)光電子器件的制備工藝相兼容，而其他介質(zhì)材料由于較高的蒸發(fā)溫度而難以實(shí)現(xiàn)，故而使得制備較為復(fù)雜。因此研究人員仍然致力于探求制備簡單、性能優(yōu)良的疊層透明電極。

然而，WO₃/Ag/WO₃、MoO₃/Ag/MoO₃等熱蒸鍍型疊層透明電極的透過率較低，最大僅有約80％；并且超薄Ag膜的成膜質(zhì)量和厚度是影響疊層透明電極透過率的主要因數(shù)。由于超薄Ag膜的島狀生長，使得超薄Ag膜很難在10nm及以下獲得連續(xù)、均勻的導(dǎo)電薄膜。因此如何制得厚度在10nm以下的連續(xù)、均勻的導(dǎo)電Ag膜是一項(xiàng)技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種WAPC疊層透明電極及其制備方法，以解決疊層電極透過率低、導(dǎo)電性差、制備工藝復(fù)雜等問題。

本發(fā)明WAPC疊層透明電極，包括CuSCN薄膜層、設(shè)置在CuSCN薄膜層上的PEI(聚乙烯亞胺)薄膜層、設(shè)置在PEI薄膜層上的Ag膜層、以及設(shè)置在Ag膜層上的WO₃薄膜層。WAPC中的W代表WO₃，WAPC中的A代表Ag，WAPC中的P代表PEI，WAPC中的C代表CuSCN。

進(jìn)一步，所述CuSCN薄膜層的厚度為47nm，所述Ag膜層的厚度為9nm，所述WO₃薄膜層的厚度為35nm。

本發(fā)明WAPC疊層透明電極的制備方法，包括以下步驟：

1)將一定量的CuSCN溶解于二乙硫醚中，配置成CuSCN溶液；

2)稱取一定量的PEI溶解于無水乙醇中，配置成PEI乙醇溶液；