[发明专利]一种功函数可调节的V2O5掺杂空穴传输薄膜及其制备方法、用途

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，涉及一种空穴传输薄膜及其制备方法用途，特别是涉及一种功函数可调节的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜及其制备方法、用途。

背景技术

在半导体器件特别是有机半导体器件中，常常需要通过制备无机金属氧化物薄膜或者有机PEDOT:PSS作为空穴传输层来修饰透明电极，改善电极的表面粗糙度，克服透明电极表面的结构缺陷，从而实现高效率、大面积、长寿命器件的制作。传统的做法一般通过旋涂PEDOT:PSS或溶胶-凝胶法制备的过渡金属氧化物薄膜来实现这一目的。旋涂PEDOT:PSS之后由于PEDOT:PSS本身具有酸性，对透明电极有一定的腐蚀性，在很大程度上影响器件的使用寿命。而溶胶凝-胶法制备氧化物薄膜其工艺复杂，耗时较长，而且退火温度较高。其价格相对昂贵，不利于其产业化的实现。另外因为上述的制备条件的限制，往往薄膜材料的功函数就是某种固定材料的功函数，不能根据器件中所使用的材料的能级进行选择或调节。

发明内容

要解决的技术问题：为克服上述方面的诸多不足之处，本发明设计采用了水溶液溶解通过旋转涂布成膜并退火的方式，实现厚度可调控的金属氧化物的水溶性纳米颗粒与有机PEDOT:PSS互溶的薄膜制备。借用溶液旋涂的便利与优势，通过参杂不同金属氧化物纳米颗粒的比例，实现薄膜平均功函的调节。

技术方案：为了解决上述问题，本发明公开了一种功函数可调节的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜的制备方法，所述的制备方法采用金属氧化物V₂O₅纳米颗粒，通过溶于水溶剂进行溶解，然后与水溶性的PEDOT:PSS不同比例互溶，通过旋涂、浸泡或者提拉法取得薄膜，最后通过退火的方式处理得到目标产物薄膜。

所述的一种功函数可调节的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）将水溶性的V₂O₅纳米颗粒根据需要，采用不同的计量溶于水中，通过溶于热水或者在温度为40-80℃下加热搅拌的方法加速其溶解，待完全溶解之后与PEDOT:PSS按不同体积比互溶，搅拌混合均匀，保存备用；

（2）将待涂布的透明电极基片ITO或者FTO放置于紫外-臭氧机中臭氧处理10-20min，然后将步骤（1）的配制好的V₂O₅纳米颗粒杂化溶液通过旋转涂布的方法涂布在基片表面，形成一层均匀的空穴传输层薄膜；

（3）将载有V₂O₅纳米颗粒杂化空穴传输层薄膜的基片进行放置于加热板或者烘箱中退火，退火温度为130-150℃，退火时间为10-30min，传输层薄膜将固化成膜。

进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜的制备方法，所述的步骤（1）中在温度为60℃下加热搅拌，所述的V₂O₅与PEDOT:PSS的体积比为1:3-1:5。

进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜的制备方法，所述的步骤（2）中臭氧处理15min。

进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜的制备方法，所述的步骤（2）中涂布转速为1000-4000rpm。

进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜的制备方法，所述的步骤（2）空穴传输层薄膜厚度为5-100nm。

进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜的制备方法，所述的步骤（3）退火程序在加热板或烘箱中进行，退火温度为140℃，退火时间为20min。

所述的一种功函数可调节的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜的制备方法制备得到的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜。

所述的V₂O₅掺杂空穴传输薄膜在太阳能电池中的用途。