专利名称：具有光伏效应和电致发光双重功能的器件的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种光电转换器件，尤其是涉及一种采用有机/无机复合材料体系具有体异质结结构，且具有光伏效应和电致发光双重功能的器件。
背景技术：
在定的电场作用下，被相应的电能所激发而产生的发光现象称之为电致发光。从发光材料角度可将电致发光分为无机电致发光和有机电致发光。无机电致发光器件已经广泛应用，但仍然有很多缺陷，如发光p 叩种少，特别是蓝光材料较稀少；效率低于普通白炽灯能量消耗高等缺点。有机电致发光的研究起步较晚，但存在巨大的吸引力，由于它具有以下的优点材料选择范围宽，可实现全色显示，驱动电压低，全固化和主动发光，视角宽，响应速度快，制备过程简单成本低，超薄膜，重量轻，可制作在柔性衬底上。它能克服液晶显示的视角小，响应速度慢，等离子显示的高电压以及无机电致发光品种少的缺点，成为取 代传统阴极射线显像管的平板显示技术的有力竞争 者。但是有机电致发光器件的效率和寿命还有待提高。 对于共轭聚合物电致发光器件由于其空穴注入效率高，而电子注入效率低，因此限制了其发光效率的提咼为了提高其电子注入效率和器件寿命，需要对聚合 注物 入电致 材料发 等光器件改进其材料和结构，例如增加电子通常情况下，对于光伏效应和电致发光的研究是分开进行的但对于有机/无机复合材料体系的太阳电池来说，其光伏性能的产生是由于光诱导电子转移实验结果表明当光从氧化铟锡(IT0)玻璃侧照、射会产生明显的光伏效应，当以IT0透明电极为阳极加正向偏压时，可以观察到明亮的电致发光这说明光伏器件和电致发光器件可以集成于同一个器件对于同时具有光伏效应和电致发光性能的氧化锌Zn0)/it轭麥厶 豕 口物复合材料体系的体异质结结构的器件的报道尚未出现发明内容本发明的目的在于，提供 一 种具有光伏效应和电 致发光双重功能的器件。本发明采用了有机/无机复合材料体系，把无机纳米材料Zn0引入到器件中，作为 光伏器件时，提高了电子迁移率和激子分离效率，因 而提高了能量转换效率；作为电致发光器件时，由于 ZnO降低了电子注入势垒，因此解决了聚合物电致发光 器件电子注入困难的缺点。本发明 一 种具有光伏效应和电致发光双重功能的 器件，其特征在于，其中包括一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上，可以降低衬 底表面的粗糙度，并使衬底和活性层形成良好的接触；一活性层，该活性层制作在缓冲层上，可以作为 光电转换层；一铝电极，该铝电极制作在活性层上作为光伏器 件使用时收集电子，作为电致发光器件时注入电子。其中衬底是IT0玻璃或FT0玻璃。其中缓冲层是磺化聚苯乙烯掺杂的聚3， 4-乙烯 基二氧噻吩。其中活性层是ZnO纳米晶和共轭聚合物2 -甲氧基 -5- (3， ，7， -二甲基辛氧基)对苯撑乙烯或聚3己基噻吩的混合薄膜。其中本器件作为电致发光器件时，ITO玻璃注入空穴；作为光伏器件时，ITO玻璃为收集空穴。其中本器件作为电致发光器件时，铝电极注入电 子；作为光伏器件时，铝电极收集电子。本发明的有益效果是这种器件可以在有光照的 时候作为光伏器件，在8 5 mW/cm2的光强下开路电压 为0 . 8 4 V，短路电流密度为3 . 4 6 mA/cm2，填充因 子为0 . 4 2 ，能量转换效率为1 . 4 7 % ;它还可以在没有光昭 乂 Li "、、时作为电致发光器件使用，在3 . 5 V-5正向偏压下电致发光峰位的波长为5 6 0 nm左右且随着电压的增加发光强度增加。
为进 一 步说明本发明的内容及特点，以下结合附图对本发明作一详细的描述，其中 图1是本发明器件的剖面图；图2表示作为光伏器件的电流密度-电压曲线； 图3表示该器件在正向偏压下的电致发光光谱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明 白，以下结合具体实施例，并参照附图。如图1所示，图1为本发明提供的具有光伏效应和电致发光双重功能的器件结构的示意图。该器件包含衬底10 ; —缓冲层2 Q ，该缓冲层2 0制作在衬底10上，可以降低衬底表面的粗糙度，并使衬底和活性层形成良好的接触； 一 活性层3 0 ，该活性层30制作在缓冲层2 0上，可以作为光电转换层；一铝电极40，该铝电极4 0制作在活性层3 0上收集电子或者注入电子。所述衬底1 0为透明导电膜，比如氧化铟锡(IT0)或者掺氟的氧化锡(FT0 )玻璃。作为光伏器件使用时，该衬底作为受光面，并且收集空穴；作为电致发光器件时该衬底作为光发射面，并且收集电子。衬底10上面是采用旋涂工艺制备的缓冲层20该缓冲层是磺化聚苯乙烯掺杂的聚3，4 -乙烯基一氧噻吩PED0T:PSS)，可以降低衬底表面的粗糙度，并使衬底和活性层形成良好的接触。调节旋涂时的转速可以调节PED0T: PSS的厚度，通常情况下所述的缓冲层厚度在3 0 - 1 0 0 nm之间。缓冲层2 0上面是采用旋涂工艺制备的活性层30该活性层是ZnO纳米晶和共轭聚合物2 -甲氧基-5一3，，7，- 二甲基辛氧基)对苯撑乙烯(MDMO-PPV)或聚3己基噻吩(P 3 HT)的混合薄膜。该活性层是光电转换层，ZnO禾P MDMO-PPV或者P 3HT要形成良好的接触界面，才能保证电荷的输运。调节旋涂时的转速可以调节活性层的厚度，通常情况下所述的活性厚度在6 0-2 0 Onm之间。活性层30上面是真空蒸发的铝电极40。本器件作为电致发光器件时，铝电极4 0注入电子;作为光伏器件时，铝电极4 O收集电子。实验例1 .合成电子传输材料ZnO纳米晶的工艺如下 把2.95 g乙酸锌溶解在60。C的125ml 甲醇 中，在随后的l O分钟内，在不断搅拌的条件下加入 KOH的甲醇溶液(1.5 7gKOH， 8 2%，甲醇6 5ml)。2小时1 5分中后去掉加热和搅拌，离心分离，用甲 醇溶液清洗纳米颗粒，最后把经过离心分离的ZnO纳 米颗粒溶解于氯苯溶剂中。2 .采用ITO玻璃作为衬底，以2 4 0 0转/分钟 的转速旋涂 一 层缓冲层2 0的溶液磺化聚苯乙烯掺杂 的聚3 ， 4 -乙烯基二氧噻吩(PEDOT:PSS)溶液，形 成缓冲层2 0 。然后在空气中干燥i 2小时，使水分充 分挥发。3 制备MDMO-PPV氯苯溶液，然后禾B ZnO的氯苯溶液混合并进行超声波分散，ZnO的体积百分含量为26 %。
4 . 将均匀的ZnO :M廳-PPV或者ZnO:P3HT溶液 旋涂在覆盖着缓冲层的衬底上，转速为l 5 0 0转/分 钟之间。
5.最后真空蒸发铝电极4 0。这种器件可以在有光照的时候作为光伏器件，如 图2所示，在8 5 mW/cm2的光强下开路电压为0.84 V，短路电流密度为3 . 4 6 mA/cm2，填充因子为0 .
4 2，能量转换效率为1.4 7%;如图3所示，在没有 光照时，在3.5 V- 5.5V正向偏压下电致发光峰位 的波长为5 6 Onm左右，并且随着电压的增加，发光 强度增加。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术 方案和有益效果进行了进 一 步详细说明，所应理解的 是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用 于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做 的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
权利要求
1. 一种具有光伏效应和电致发光双重功能的器件，其特征在于，其中包括一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上，可以降低衬底表面的粗糙度，并使衬底和活性层形成良好的接触；一活性层，该活性层制作在缓冲层上，可以作为光电转换层；一铝电极，该铝电极制作在活性层上作为光伏器件使用时收集电子，作为电致发光器件时注入电子。
2 、如权利要求1所述的具有光伏效应和电致发 光双重功能的器件，其特征在于，其中衬底是IT0玻 璃或FT0玻璃。
3 、如权利要求1所述的具有光伏效应和电致发 光双重功能的器件，其特征在于，其中缓冲层是磺化 聚苯乙烯掺杂的聚3， 4-乙烯基二氧噻吩。
4 、如权利要求1所述的具有光伏效应和电致发 光双重功能的器件，其特征在于，其中活性层是Zn0 纳米晶和共轭聚合物2 -甲氧基-5-(3， ，7， -二甲基辛氧基)对苯撑乙烯或聚3已基噻吩的混合薄膜。
5 、如权利要求2所述的具有光伏效应和电致发 光双重功能的器件，其特征在于，其中本器件作为电致发光器件时，ITO玻璃注入空穴；作为光伏器件时，IT0玻璃为收集空穴。
6 、如权利要求1所述的具有光伏效应和电致发 光双重功能的器件，其特征在于，其中本器件作为电 致发光器件时，铝电极注入电子；作为光伏器件时， 铝电极收集电子。
全文摘要
一种具有光伏效应和电致发光双重功能的器件，其特征在于，其中包括一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上，可以降低衬底表面的粗糙度，并使衬底和活性层形成良好的接触；一活性层，该活性层制作在缓冲层上，可以作为光电转换层；一铝电极，该铝电极制作在活性层上作为光伏器件使用时收集电子，作为电致发光器件时注入电子。
文档编号H01L51/44GK101241968SQ200710063708
公开日2008年8月13日 申请日期2007年2月7日 优先权日2007年2月7日
发明者刘俊朋, 曲胜春, 王占国 申请人:中国科学院半导体研究所