摻雜空穴傳輸薄膜及其制備方法、用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，涉及一種空穴傳輸薄膜及其制備方法用途，特別是 涉及一種功函數(shù)可調(diào)節(jié)的v 205摻雜空穴傳輸薄膜及其制備方法、用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體器件特別是有機(jī)半導(dǎo)體器件中，常常需要通過(guò)制備無(wú)機(jī)金屬氧化物薄 膜或者有機(jī)PED0T:PSS作為空穴傳輸層來(lái)修飾透明電極，改善電極的表面粗糙度，克服透 明電極表面的結(jié)構(gòu)缺陷，從而實(shí)現(xiàn)高效率、大面積、長(zhǎng)壽命器件的制作。傳統(tǒng)的做法一般 通過(guò)旋涂PED0T:PSS或溶膠-凝膠法制備的過(guò)渡金屬氧化物薄膜來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。旋涂 PED0T: PSS之后由于PED0T: PSS本身具有酸性，對(duì)透明電極有一定的腐蝕性，在很大程度上 影響器件的使用壽命。而溶膠凝-膠法制備氧化物薄膜其工藝復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)，而且退火溫 度較高。其價(jià)格相對(duì)昂貴，不利于其產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。另外因?yàn)樯鲜龅闹苽錀l件的限制，往往 薄膜材料的功函數(shù)就是某種固定材料的功函數(shù)，不能根據(jù)器件中所使用的材料的能級(jí)進(jìn)行 選擇或調(diào)節(jié)。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問(wèn)題：為克服上述方面的諸多不足之處，本發(fā)明設(shè)計(jì)采用了水溶液 溶解通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂布成膜并退火的方式，實(shí)現(xiàn)厚度可調(diào)控的金屬氧化物的水溶性納米顆粒與 有機(jī)PED0T:PSS互溶的薄膜制備。借用溶液旋涂的便利與優(yōu)勢(shì)，通過(guò)參雜不同金屬氧化物 納米顆粒的比例，實(shí)現(xiàn)薄膜平均功函的調(diào)節(jié)。
[0005] 技術(shù)方案：為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種功函數(shù)可調(diào)節(jié)的V205摻雜空穴 傳輸薄膜的制備方法，所述的制備方法采用金屬氧化物V 205納米顆粒，通過(guò)溶于水溶劑進(jìn) 行溶解，然后與水溶性的PED0T:PSS不同比例互溶，通過(guò)旋涂、浸泡或者提拉法取得薄膜， 最后通過(guò)退火的方式處理得到目標(biāo)產(chǎn)物薄膜。
[0006] 所述的一種功函數(shù)可調(diào)節(jié)的V205摻雜空穴傳輸薄膜的制備方法，包括以下具體步 驟： (1) 將水溶性的v205納米顆粒根據(jù)需要，采用不同的計(jì)量溶于水中，通過(guò)溶于熱水或者 在溫度為40-80°C下加熱攪拌的方法加速其溶解，待完全溶解之后與PED0T:PSS按不同體 積比互溶，攪拌混合均勻，保存?zhèn)溆茫?(2) 將待涂布的透明電極基片IT0或者FT0放置于紫外-臭氧機(jī)中臭氧處理10-20min， 然后將步驟（1)的配制好的V20 5納米顆粒雜化溶液通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂布的方法涂布在基片表面， 形成一層均勻的空穴傳輸層薄膜； (3) 將載有V205納米顆粒雜化空穴傳輸層薄膜的基片進(jìn)行放置于加熱板或者烘箱中退 火，退火溫度為130-150°C，退火時(shí)間為10_30min，傳輸層薄膜將固化成膜。
[0007] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種功函數(shù)可調(diào)節(jié)的V205摻雜空穴傳輸薄膜的制備方 法，所述的步驟（1)中在溫度為60°C下加熱攪拌，所述的V 205與PED0T:PSS的體積比為 1:3_1:5〇
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種功函數(shù)可調(diào)節(jié)的V20 5摻雜空穴傳輸薄膜的制備方法， 所述的步驟（2)中臭氧處理15min。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種功函數(shù)可調(diào)節(jié)的V20 5摻雜空穴傳輸薄膜的制備方法， 所述的步驟（2)中涂布轉(zhuǎn)速為1000-4000rpm。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種功函數(shù)可調(diào)節(jié)的V205摻雜空穴傳輸薄膜的制備方法， 所述的步驟（2)空穴傳輸層薄膜厚度為5-100nm。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種功函數(shù)可調(diào)節(jié)的V205摻雜空穴傳輸薄膜的制備方法， 所述的步驟（3)退火程序在加熱板或烘箱中進(jìn)行，退火溫度為140°C，退火時(shí)間為20min。
[0012] 所述的一種功函數(shù)可調(diào)節(jié)的V205摻雜空穴傳輸薄膜的制備方法制備得到的V 205摻 雜空穴傳輸薄膜。
[0013] 所述的V205摻雜空穴傳輸薄膜在太陽(yáng)能電池中的用途。
[0014] 有益效果：本發(fā)明提供一種水溶性可控的V20 5納米顆粒通過(guò)摻雜PED0T:PSS，進(jìn)而 旋涂涂布成膜、退火的方式制備有機(jī)無(wú)機(jī)雜化空穴傳輸層薄膜的方法所得的薄膜厚度變化 范圍可從5 nm到100 nm以上，成膜均勾，很大程度上減小了對(duì)電極的腐蝕性，穩(wěn)定性良好； 本發(fā)明提出通過(guò)不同比例的水溶性V20 5納米顆粒與PED0T:PSS互溶，實(shí)現(xiàn)薄膜功函數(shù)的可 調(diào)節(jié)性，實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同材料的能級(jí)特性匹配，有利于載流子的注入和傳輸；本發(fā)明制備工藝 簡(jiǎn)便，成本低廉，幾乎無(wú)設(shè)備要求，薄膜穩(wěn)定性、重復(fù)性好； 本發(fā)明采用水溶液作為溶劑，避免了有機(jī)溶液對(duì)環(huán)境的污染性，保證了薄膜的純度，符 合環(huán)境友好型材料制備的工藝； 本發(fā)明所用的V205納米顆粒溶解性較好，摻雜比例可調(diào)控，均勻性和平整性好，純度 高，能有效修飾基片表面缺陷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)薄膜厚度的可調(diào)控； 本發(fā)明采用有機(jī)和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體混合的理念，其薄膜性能兼顧有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)， 很大程度上減小了對(duì)基底的腐蝕性，增加了器件的穩(wěn)定性，同時(shí)也有利于電子空穴的傳 輸； 本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)不同比例的氧化物的均勻參雜成膜，形成混合有機(jī)無(wú)機(jī)雜化薄膜，實(shí) 現(xiàn)薄膜材料功函數(shù)在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)； 本發(fā)明不需要采用大型真空儀器，可在大氣條件中進(jìn)行制備操作，制作成本低廉，過(guò)程 簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模的生產(chǎn)制造。
[0015]
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的制備方法中不同共混比例的ED0T:PSS-V20 5薄膜的AFM圖像； 圖2為本發(fā)明的制備方法不同共混比例的ED0T:PSS-V205薄膜的UPS對(duì)比結(jié)果。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018] 實(shí)施例1 (1) 提供一個(gè)IT0透明導(dǎo)電基板，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化清洗； (2) 配置0. 3 g/mL的V205納米顆粒溶液溶于水中，對(duì)溶液加熱至60°C，待完全溶 解后靜置1小時(shí)以上備用；與PEDOT :PSS溶液按照體積比不同比例混合，混合體積比 PED0T:PSS-V205為 3:1、4:1、5:1 ; (3) 將待涂布的IT0基片放置于紫外-臭氧機(jī)中臭氧處理15分鐘，然后用配好的前 驅(qū)體溶液通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂布的方法均勻的涂布在基片表面，形成一層前