有機(jī)光電器件的界面調(diào)控與修飾.pdf

1、第三次工業(yè)革命以來(lái)，信息產(chǎn)業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展使得以硅和氮化鎵為代表的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體行業(yè)取得了很大的突破。然而，無(wú)機(jī)半導(dǎo)體器件的制作工藝復(fù)雜、設(shè)備昂貴等缺點(diǎn)制約著其進(jìn)一步的發(fā)展。二十世紀(jì)七十年代導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)拉開(kāi)了有機(jī)半導(dǎo)體材料與器件研究的序幕。有機(jī)半導(dǎo)體因其易合成、成本低廉、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)受到了人們的青睞。近年來(lái)，有機(jī)半導(dǎo)體材料及其器件的實(shí)用化進(jìn)程慢慢加快，特別隨著有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）、有機(jī)太陽(yáng)能電池（OPV）的研究越來(lái)越深入，需

2、要進(jìn)一步提高有機(jī)半導(dǎo)體材料及器件的光電特性，以滿(mǎn)足人們對(duì)光電子器件的更大需求。其中，提高界面載流子注入或者抽取效率一直是業(yè)界研究的熱點(diǎn)。而界面載流子的注入或抽取效率最主要的是受界面勢(shì)壘的影響。
　　本論文主要研究有機(jī)光電器件的電極界面調(diào)控和修飾。通過(guò)對(duì)電極界面調(diào)控和修飾使得電極的功函數(shù)和有機(jī)層的最高能級(jí)占有軌道（HOMO）或者最低能級(jí)占有軌道（LUMO）相匹配,通過(guò)減少界面勢(shì)壘來(lái)提高界面載流子的注入或者抽取效率，最終改善有機(jī)光電器

3、件的性能。主要包括三方面內(nèi)容：
　　（1）在器件的陽(yáng)極修飾中，在氧化銦錫（ITO）電極表面熱蒸鍍一層數(shù)納米厚的氯化銦，提高了ITO的功函數(shù)，使其從4.63 eV提高到5.47 eV。將其應(yīng)用到小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池中，因?yàn)楸砻鎻?qiáng)烈的偶極作用，能改變有機(jī)染料酞菁銅CuPc的分子排列取向，導(dǎo)致有機(jī)染料分子對(duì)光的吸收提高了30%。最終使有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率提高了30%。
　?。?）石墨烯可以被用作透明導(dǎo)電電極，但是單層石墨烯

4、的方塊電阻高達(dá)600Ω/sq,而且功函數(shù)只有4.30eV。通過(guò)在石墨烯表面覆蓋氧化鈦（TiOx）和PEDOT:PSS（聚（3，4-乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽），石墨烯的方塊電阻降至86Ω/sq，同時(shí)功函數(shù)提高到了5.12eV。進(jìn)一步在以石墨烯復(fù)合透明導(dǎo)電電極的玻璃基板上制備了OLED器件，取得了和以ITO為電極的OLED器件的幾乎同等的效率。
　?。?）在器件的陰極修飾中，氧化鋅是常用的修飾ITO的電子注入材料。我們推出了一步法