[发明专利]一种本征可拉伸n型界面材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种本征可拉伸n型界面材料及其制备方法与应用。该材料是以有机受体单元、聚乙烯亚胺为原料，通过聚合反应制备。本发明公开一种通过化学交联的方式制备本征可拉伸n型界面材料，其制备方法是通过化学聚合方式将受体单元引入到交联网络型弹性材料中，在提高界面材料本征可拉伸性能的基础上，同时具有优异的电子传输特性以及高的电子迁移率。与传统弹性材料或者直链型本征可拉伸界面材料相比，交联网络型本征可拉伸界面材料可以形成化学共价交联的网络，进一步提高材料拉伸性、电子传输性和稳定性。该类材料可以作为n型界面层材料，制备得到高稳定性、高拉伸性、高效率的有机光电器件。

技术领域

本发明属于光电材料和应用技术领域，具体涉及一种本征可拉伸n型界面材料及其制备方法与应用。

背景技术

可拉伸电子作为新兴的前沿技术，在智能家居、生物医药、信息能源和可穿戴设备等领域有广泛的应用前景。可拉伸电子技术的发展将带动电子电路、半导体材料、器件封装等产业的整体升级，提升产业的附加值，给人们的生产生活带来革命性的变化。可拉伸光电器件作为可拉伸电子的重要载体，受到广泛关注。可拉伸光电器件一般包括电极层、光电功能层和界面层，各功能层的拉伸性的协同发展是制备拉伸性及光电性能优异的光电器件的前提条件。目前对于可拉伸光电器件的研究主要集中在电极层和光电活性层，而对界面层的研究却鲜有关注。然而，界面层作为可拉伸光电器件的重要组成部分，其拉伸性和电子传输性能往往影响着可拉伸光电器件的整体性能。因此，设计开发性能优异的界面材料具有重要意义。

常见的传统弹性体材料如嵌段共聚界面材料(如SEBS、SBS、SPS等)、热塑性界面材料以及具有氢键或强氢键的水凝胶等，虽然具有优异的拉伸性能，能在可拉伸材料中发挥重要作用，但并不具备电学性能，限制了其在有机光电器件中的应用。此外，将电子功能材料如导电聚合物、银纳米线、界面材料等与传统界面材料通过物理共混的方式可以实现电致发光性能和弱拉伸性，但不具有本征可拉伸性，并在拉伸-释放的过程中容易发生相分离以及薄膜形貌变化，使器件的稳定性和寿命降低，并不是制备可拉伸光电器件的一种理想方法。然而，至今关于交联网络型本征可拉伸的n型界面材料尚未报道。本专利发明了一种本征可拉伸n型界面材料，作为有机n型界面材料应用于有机光电器件中。目前制备拉伸n型界面材料都是通过物理共混方式，容易造成相分离，且拉伸效果差。本征可拉伸n型界面材料为纯化学结构材料，不经过掺杂，可以有效提高拉伸性和光电性能。从分子工程-材料结构-薄膜形貌-器件制备多角度对材料性能进行分析测试表征，实现n型界面材料的本征可拉伸性和光电性能的最佳平衡。另外，与支链型n型界面材料相比，交联网络型界面材料通过化学交联构成网络结构，可以实现更高的拉伸性、电子传输性和稳定性。

发明内容

技术问题：

本发明公开一种本征可拉伸n型有机界面材料及其制备方法与应用，可以使用溶液加工如旋涂、丝网印刷或喷墨打印的方法制备正置器件结构以及倒置器件结构的有机太阳能电池器件和有机电致发光器件，也可以用于采用串联的方式制备大面积叠层有机太阳能电池器件和有机电致发光器件。通过优化器件结构和实施条件实现优异的光电特性，可以克服传统n型界面材料的本征不可拉伸性问题。

技术方案：

本发明提供的一种本征可拉伸n型界面材料，其特征在于，该材料具有如下式Ⅰ所示的结构通式：

其中，Ar为酰亚胺类受体单元。

其中酰亚胺类受体单元可以选择如下Ⅱ-Ⅸ结构中的任意一种或几种的组合：

当Ar为Ⅱ-Ⅶ结构中的受体单元时，其结构依次为：