[发明专利]一种有机光电器件及其制备方法和具有空穴传输性能的组合物

说明书

本发明提供了一种有机光电器件，包括阳极、功能层、阴极、以及位于阳极与功能层之间的空穴传输层，功能层包括光电活性层或发光层，空穴传输层的材料包括黑磷，黑磷的层数为单层或多层，黑磷的横向尺寸为1nm‑100μm。该有机光电器件可以提高界面电荷转移效率和体相的空穴迁移率，进而有效地提高器件的性能。本发明还提供了有机光电器件的制备方法，包括：提供阳极；采用涂覆或印刷的方式在阳极上制备空穴传输层，然后在空穴传输层上制备功能层，在功能层上制备阴极，即得到有机光电器件，或提供阴极；在阴极上制备功能层，然后采用涂覆或印刷的方式在功能层上制备空穴传输层，在空穴传输层上制备阳极，即得到有机光电器件；该制备方法简单易操作。

技术领域

本发明涉及有机光电器件技术领域，具体涉及一种有机光电器件及其制备方法和具有空穴传输性能的组合物。

背景技术

有机光电器件包括有机电致发光器件(OLED)和有机太阳能电池(OSCs)。通常，有机光电器件包括多层材料，例如空穴传输层，以有机太阳能电池为例，有机太阳能电池中，由于电子-空穴分离后产生的电子寿命极短(仅几十飞秒)，如果电子不能及时被电极收集，则易与空穴发生复合，降低了电池器件的能量转换效率；而且光电活性层表面有很多缺陷以及与金属电极之间存在很大势垒，很难形成良好的欧姆接触。通常，人们采用具有优异的光电性能的PEDOT:PSS作为空穴传输层材料。然而，该有机材料也存在诸多不足，如具有不均匀的电化学特性和酸性会腐蚀电极，加之制造成本过高以及具有易降解的特性，都限制了该有机材料在太阳能电池大规模生产中的应用。

为了解决这些问题，人们采用了一系列过渡金属氧化物作为空穴传输层材料，如：MoO₃、V₂O₅、NiO和WO₃等，这些材料具有合适的功函数、成本低廉和稳定性等优点。尽管过渡金属氧化物在这一领域已经取得了长足的进步，但依然存在诸多问题。例如，太阳能电池光电活性层中的有机材料具有柔性的无定型结构，而空穴传输层中的无机组分具有刚性的晶体结构，在这两种性质截然相反的材料界面处存在着非常大的应力，从而导致过高的界面能垒，不利于界面的电荷转移。在电荷转移的过程中，相当一部分能量损失在活性层与空穴传输层材料的界面上。另外，现有低温溶液法制备的过渡金属氧化物纳米粒子之间的接触较差，并且存在很多缺陷，这些因素都会导致该材料的载流子传输性能降低。这些问题限制了其大规模应用。同样，OLED也面临着同样的问题，OLED中的空穴传输层中的无机组分和发光层的界面处也存在着非常大的应力，空穴传输层中的过渡金属氧化物纳米粒子之间的接触性能也较差。

因此，有必要提供一种新的空穴传输层材料。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种有机光电器件，该有机光电器件中的空穴传输层材料包括黑磷，可以改善空穴传输层的界面接触性能，提高界面电荷转移效率和载流子迁移率，进而有效地提高有机光电器件的性能。

本发明第一方面提供了一种有机光电器件，包括阳极、功能层、阴极、以及位于所述阳极与所述功能层之间的空穴传输层，所述功能层包括光电活性层或发光层，所述空穴传输层的材料包括黑磷，所述黑磷的层数为单层或多层，所述黑磷的横向尺寸为1nm-100μm。

可选地，所述空穴传输层的材料还包括纳米级过渡金属氧化物颗粒，所述纳米级过渡金属氧化物包括MoO₃、NiO、V₂O₅和WO₃中的至少一种，所述纳米级过渡金属氧化物在所述空穴传输层中的质量分数为10％-99.999％。

可选地，所述黑磷包括黑磷薄片或黑磷量子点，所述黑磷分布在所述纳米级过渡金属氧化物颗粒的表面。

可选地，所述黑磷的层数为1层-5层。

可选地，所述黑磷的层数为6层-20层。

可选地，所述黑磷的横向尺寸为1nm-20nm。