溶液法制備氧化鉬在聚合物太陽能電池及量子點發(fā)光二極管中的應(yīng)用.pdf

1、在目前的聚合物太陽能電池和量子點發(fā)光二極管中，ITO通常用來作為透明電極。而PEDOT:PSS通常用來修飾ITO表面被做為陽極緩沖層。但是由于PEDOT:PSS本身的酸性會導(dǎo)致聚合物太陽能電池和量子點發(fā)光二管的性能衰減。為了解決這個問題，有人開始研發(fā)新的陽極緩沖層去替代PEDOT:PSS。其中過渡金屬氧化物(WO3, MoO3, NiO, Cu2O, ReO3和 V2O5)在很多聚合物太陽能電池中被用作陽極緩沖層，并取得不錯的性能。尤其

2、是氧化鉬具有一個很深的電子能級態(tài)和有效的空穴注入。然而這些具有獨特電子特性的薄膜，其獲得大多都是通過昂貴的真空設(shè)備沉積所制備，這明顯表現(xiàn)出了設(shè)備高昂的缺點和與大規(guī)模的卷對卷制備不相符。本論文主要采用一種簡答的溶液法制備氧化鉬。
　　本論文主要圍繞溶液法制備氧化鉬在P3HT：PC60BM聚合物太陽能電池中的應(yīng)用，以及在量子點發(fā)光二管中的應(yīng)用展開研究。通過對氧化鉬薄膜的厚度優(yōu)化和通過不同的后處理優(yōu)化，來改變該層的電荷傳輸能力，進(jìn)而改善

3、和提升聚合物太陽能電池器件的效率。同樣在增加電荷的傳輸能力外，也平衡了電子和空穴在量子點發(fā)光二極管中的復(fù)合。本論文的創(chuàng)新工作可以總結(jié)為以下三部分：
　　(1)在基于溶液法制備的 MoOx空穴注入層的 P3HT:PCBM器件中，通過優(yōu)化氧化鉬的濃度和后處理方式等使得器件的光電轉(zhuǎn)換效率得到優(yōu)化，并取得了和基于PEDOT：PSS的標(biāo)準(zhǔn)器件相當(dāng)?shù)男噬踔脸^了標(biāo)準(zhǔn)器件的效率，這歸因于使用真空退火后氧化鉬產(chǎn)生了帶隙態(tài)更有利于空穴的傳輸以及其

4、具有較高的光透過率、優(yōu)良的成膜和較小的表面粗糙度。基于氧化鉬制備的聚合物太陽能電池獲得了比標(biāo)準(zhǔn)器件更優(yōu)異的穩(wěn)定性，其中器件性能的衰減主要是由于電流密度的衰減導(dǎo)致，取得這些性能的原因源于：無機(jī)氧化物具有穩(wěn)定的性能，而PEOT:PSS具有易吸水和酸性導(dǎo)致器件效率的衰退。
　　(2)首先對量子點發(fā)光二極管的標(biāo)準(zhǔn)器件進(jìn)行優(yōu)化，然后對基于氧化鉬空穴傳傳輸層的器件進(jìn)行了濃度和退火條件的探索和優(yōu)化。最終使得基于 s-MoOx空穴注入層的綠光和紅

5、光QLED器件的電流效率都要優(yōu)于基于PEDOT:PSS空穴注入層的QLED器件的效率和EQE。更是使得綠光的電流效率和EQE分別從11.9 cd/A和2.9％提高到了16.1cd/A和4.11%。亦使得紅光的電流效率在整個發(fā)光的過程中都高于標(biāo)準(zhǔn)器件效率。發(fā)現(xiàn)這一影響源于我們制備的 s-MoOx空穴注入層，具有更優(yōu)異的空穴和電子平衡復(fù)合的性能；s-MoOx薄膜比PEDOT:PSS薄膜更致密和均一，薄膜的表面缺陷態(tài)更少，進(jìn)而使得器件中的電荷