[发明专利]一种功函数可调的空穴传输材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种功函数可调的空穴传输材料及其制备方法和应用，所述空穴传输材料为包含复合镍氧化合物和电子受体化合物的纳米复合材料膜。其中，可以通过调整所述电子受体化合物在所述纳米复合材料膜中的含量来调整所述空穴传输材料的功函数。在本发明的制备方法中，仅需要将包含复合镍氧化合物和电子受体化合物的分散液涂覆在衬底上即可，而不需要对衬底进行预处理，也不需要对膜进行后处理。所述膜可以应用于光电器件充当空穴传输层以传输空穴，有助于光电子器件的高性能。通过使用本发明的NiO_x:电子受体纳米复合材料基膜的空穴传输层也有助于实际光电器件的简单且低成本的制造。

技术领域

本发明涉及光电学，更具体地涉及一种功函数可调的空穴传输材料及其制备方法和包含该膜的光电器件。

背景技术

空穴传输层(HTL)是有机光电器件中的重要组成部分。在常规光电器件中形成空穴传输层的薄膜期间，为了实现良好的表面能匹配和合格的属性，有必要进行透明导电衬底的预处理和HTL的后处理。例如，最常用的HTL材料水溶性聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)面临着湿润原始基材的问题。因此，衬底需要进行紫外-臭氧(UVO)或氧等离子体处理，以实现与水基PEDOT:PSS溶液良好的表面能匹配。此外，PEDOT:PSS在成膜之后需要热处理以除去残留的水；否则，如果不立即使用样品，仍然会重新吸水。

同时，近几年已出现了各种有机给体材料，它们通常具有不同的最高占据分子轨道(HOMO)值。研究最多的聚(3-己基噻吩)(P3HT)具有约5.00eV的HOMO能级。作为另一个实例，基于交替的苯并[1,2-b；4,5-b']二噻吩(BDT)和噻吩并[3,4-b]噻吩(TT)构建单元骨架的共轭聚合物具有从5.07eV(PBDTTT-C)到5.33eV(PBDT-TS1)的HOMO值。由于HTL的功函数(WF)与给体的HOMO的匹配对于防止界面处的能量损失是非常重要的问题，所以亟需开发WF可调的膜(例如用作HTL)。这需要有助于推进技术需求和工业应用的新方法和设备。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种功函数可调的膜，其用作光电器件的空穴传输层(HTL)以传输空穴。

根据本发明的第一方面，提供了一种功函数可调的空穴传输材料，所述空穴传输材料为包含复合镍氧化合物和电子受体化合物的纳米复合材料膜。

根据本发明提供的空穴传输材料，其中，基于所述空穴传输材料的重量，所述复合镍氧化合物的含量可以为90～100wt％，所述电子受体化合物的含量可以为0～10wt％，优选地，所述复合镍氧化合物的含量为90～99wt％，所述电子受体化合物的含量为1～10wt％。

根据本发明提供的空穴传输材料，其中，所述复合镍氧化合物为NiO与选自Ni₂O₃、NiOOH和Ni(OH)₂的一种或多种化合物组成的复合物。在本申请中，为了便于描述，将所述复合镍氧化合物记作NiO_x。

在一种优选的实施方案中，所述复合镍氧化合物为NiO与Ni₂O₃和NiOOH组成的复合物。在该优选的实施方案中，所述镍氧化合物中的NiO、Ni₂O₃和NiOOH的摩尔比可以为1:(0.2～0.4):(0.4～0.6)；Ni:O的原子比可以为1:(1.1～1.5)。