有機(jī)光電器件的界面特性研究.pdf

1、近些年來(lái),有機(jī)光電器件由于其具有成本低,重量輕、材料容易設(shè)計(jì)合成、可做成大面積,顯示柔性易彎曲折疊、制備過(guò)程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)引起了越來(lái)越多的關(guān)注。各種功能的有機(jī)光電器件相繼被開(kāi)發(fā)出來(lái),例如有機(jī)發(fā)光二極管可以用在平板顯示和固態(tài)照明,有機(jī)光伏電池作可以作為清潔可再生的能源可有效緩解當(dāng)前社會(huì)的能源需求,有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體可用來(lái)作為顯示背板和智能卡片,還有有機(jī)存儲(chǔ),傳感器等等顯示了巨大的應(yīng)用前景。在有機(jī)光電器件中,界面對(duì)器件的性能和工作壽命有重要的影響。

2、雖然我們?cè)谟袡C(jī)光電器件領(lǐng)域已經(jīng)取得了重大的突破進(jìn)展,但由于在有機(jī)界面中存在界面偶極、電子極化、電荷轉(zhuǎn)移激子等現(xiàn)象,傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體理論不能完全適用于有機(jī)界面,對(duì)有機(jī)界面的物理機(jī)制缺乏清晰的認(rèn)識(shí),限制了有機(jī)光電器件的進(jìn)一步發(fā)展,因此有必要對(duì)有機(jī)界面進(jìn)行深入的研究進(jìn)一步理解其深層的物理機(jī)制。
　　本文主要通過(guò)光電子能譜技術(shù),對(duì)疊層有機(jī)光電器件中間連接層、正置和倒置結(jié)構(gòu)有機(jī)光伏電池的界面電子結(jié)構(gòu)和能級(jí)排列進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,此外還研究了電

3、學(xué)摻雜、基底修飾和不同電子傳輸層對(duì)界面勢(shì)壘的調(diào)控影響以及退火處理對(duì)有機(jī)異質(zhì)結(jié)薄膜表面和界面電子結(jié)構(gòu)的影響。具體內(nèi)容如下:
　　(1)疊層有機(jī)光電器件的中間連接層界面電子結(jié)構(gòu)和能級(jí)排列
　　對(duì)采用有機(jī)HATCN為中間連接層p型材料的中間連接層的界面電子結(jié)構(gòu):(a)MADN/NPB,(b)Li:Bphen/NPB,(c)HATCN/NPB,(d)Li:Bphen/HATCN/NPB的能級(jí)排列進(jìn)行了對(duì)比分析,討論了HATCN和Li

4、:Bphen在中間連接層的作用;在此基礎(chǔ)上了利用Bphen和TPBI替代MADN制備了高效穩(wěn)定的白光有機(jī)發(fā)光器件,分析了界面能級(jí)排列和電子注入對(duì)器件的影響,最后研究了疊層有機(jī)光伏電池的中間連接層(a)Bphen/SubPc,(b)HATCN/SubPc,(c)Li:Bphen/SubPc,(d)Li:Bphen/HATCN/SubPc的界面電子結(jié)構(gòu)和能級(jí)排列,分析了界面連接層對(duì)有機(jī)光伏電池的影響。
　　(2)界面調(diào)控對(duì)電子注入勢(shì)壘

5、的影響
　　首先研究了不同濃度CsF摻雜Alq3的電子結(jié)構(gòu),分析了n型摻雜電子傳輸層對(duì)電子注入勢(shì)壘的影響,接著分析了不同電子傳輸層材料的界面能級(jí)排列以及對(duì)電子注入勢(shì)壘的影響,最后研究了基底修飾的ITO界面的能級(jí)排列,分析了基底修飾對(duì)界面電子結(jié)構(gòu)的影響。
　　(3)正置和倒置結(jié)構(gòu)有機(jī)光伏電池的界面電子結(jié)構(gòu)和能級(jí)排列
　　通過(guò)UPS研究了SubNc/C60,MoO3/SubNc/C60,Cs2CO3/SubNc/C60,和

6、C60/SubNc,MoO3/C60/SubNc,Cs2CO3/C60/SubNc界面的電子結(jié)構(gòu)和能級(jí)排列,分析了MoO3和Cs2CO3對(duì)界面能級(jí)的作用以及正置和倒置結(jié)構(gòu)能級(jí)排列的不同,用SubPc代替SubNc,研究了SubPc/C60,MoO3/SubPc/C60,Cs2CO3/SubPc/C60和C60/SubPc,MoO3/C60/SubPc,Cs2CO3/C60/SubPc界面的電子結(jié)構(gòu)和能級(jí)排列,分析MoO3和Cs2CO3對(duì)

7、不同材料界面能級(jí)的作用以及正置和倒置結(jié)構(gòu)能級(jí)排列的不同,并進(jìn)一步制備了對(duì)應(yīng)的器件來(lái)驗(yàn)證理論分析結(jié)果。
　　(4)退火對(duì)有機(jī)體薄膜界面特性的影響
　　研究了CuPc/C60,TiOPc/C60,PTCDA/C60和CuPc:C60,TiOPc:C60,PTCDA:C60薄膜在不同退火溫度下的電子結(jié)構(gòu),分析了退火處理對(duì)不同結(jié)構(gòu)的材料有機(jī)薄膜表相分離的影響。在此基礎(chǔ)上,用PTCDA代替C60,研究了CuPc/PTCDA,CuPc: