[发明专利]一种自补偿自由基离子盐及其制备方法、光电器件

说明书

本发明提供一种自补偿自由基离子盐及其制备方法、光电器件，其中，所述制备方法包括步骤：将含N共轭杂环与卤代烃混合，反应得到自由基离子盐前体；向所述自由基离子盐前体中加入反离子盐并混合，反应得到所述自补偿自由基离子盐。本发明通过将N杂共轭杂环与卤代烃发生季铵反应生成季铵盐的同时，采用热激发的方法诱导生成自由基，再利用反离子盐的阴离子与自由基发生内部阴离子交换，提高体系中自由基的浓度和稳定性；通过本发明提供的制备方法得到的自补偿自由基离子盐可以用于光电器件中阴极的修饰，降低界面接触电阻并提升有机光电器件的综合效率和器件稳定性。

技术领域

本发明涉及有机光电器件的阴极修饰层材料领域，尤其涉及一种自补偿自由基离子盐及其制备方法、光电器件。

背景技术

在常规的光电器件中，由金属制成的阴极和与之相接触的有机功能层(电子传输层、有机发光层或太阳能活性层)之间形成较大的电子注入/提取势垒，影响了电荷载流子在电极与有机功能层之间的注入与提取，从而降低了有机光电功能转换器件的综合效率。

为降低界面接触势垒以实现“准欧姆式”接触，目前一般会在阴极金属和有机功能层之间插入合适的阴极界面层，通常采用单一的界面诱导方式或界面化学掺杂的手段。其中，由于采用单一界面偶极诱导方法以降低阴极的功函能力有限，且制备阴极界面层的材料中通常需要引入大极性的基团(如酯基、胺基、羧基等)，这势必会造成电子传输性能的降低，额外增加的阴极界面层也增加了生产成本；而界面化学掺杂中，单纯的化学掺杂往往出现难以制备以及稳定性极差，掺杂工艺可控性差，以及易出现去掺杂和掺杂剂扩散的问题。

自掺杂阴极界面层(SDCIL)与上述两种方法相比，具有更明显的优势：一方面，SDCIL具有良好的稳定性，且成本单一，容易形成均一、稳定的薄膜；其二，自掺杂所带来的较高浓度的自由载流子浓度兼具界面修饰和导电性，可以实现电子注入/提取与传输功能的一体化，从而简化器件结构，因此SDCIL成为近年来光电器件材料的研究热点。但SDCIL也存在着难以克服的技术难题：自掺杂所诱导产生的自由基浓度有限，导致自掺杂阴极界面层的界面修饰能力有限；自掺杂所形成的掺杂剂阳离子和半导体阴离子自由基通过库仑力束缚共存的形式存在，这一形态不稳定，可能会出现去掺杂的现象，导致修饰效果不佳。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自补偿自由基离子盐及其制备方法、光电器件，旨在解决现有自掺杂阴极界面层材料掺杂的自由基浓度有限且稳定性低，而导致其界面修饰能力不佳问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种自补偿自由基离子盐的制备方法，其中，包括步骤：

将含N共轭杂环与卤代烃混合，反应得到自由基离子盐前体；

向所述自由基离子盐前体中加入反离子盐并混合，反应得到所述自补偿自由基离子盐。

所述自补偿自由基离子盐的制备方法，其中，所述将含N共轭杂环与卤代烃混合，反应得到自由基离子盐前体的步骤包括：

利用液氮将含N共轭杂环与卤代烃形成的混合物冻成固体，抽真空后充入干燥的惰性气体，得到反应物体系；

将所述反应物体系密封并置于反应器中，在80-170℃的条件下搅拌反应，制得所述自由基离子盐前体。

所述自补偿自由基离子盐的制备方法，其中，所述向所述自由基离子盐前体中加入反离子盐并混合，反应得到所述自补偿自由基离子盐的步骤包括：

将反离子盐加入所述自由基离子盐前体中，通过内部离子交换得到自补偿自由基离子盐混合物；

通过良溶剂与不良溶剂的相互溶解-析出过程对所述自补偿自由基离子盐混合物进行纯化，得到所述自补偿自由基离子盐。