[实用新型]一种有机电致发光和光伏双功能器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种有机电致发光和光伏双功能器件，属于半导体光电子器件技术领域。

背景技术

有机光电子器件具备质地轻薄、低成本、柔性以及易于制成大面积器件等优点。包括有机电致发光器件、有机太阳能电池和有机场效应薄膜晶体管等器件经过都电的发展，都取得了长足的进步。部分有机光电子产品已经面试。诸如有机发光二极管(OLED) 因其全固态、自发光、效率高等优点，正在逐步的取代液晶市场，前景十分光明。同时，有机太阳能电池的能量转换效率已经突破了10%，已经看到了市场化的曙光。相信在不久的将来就能看到有机太阳能电池的产品。

有机光电子器件也存在着一些不足。主要表现在传统的器件功能单一。比如有机发光二极管只能用作发光器件，需要外部提供电源才能工作，而有机太阳能电池只能作为光伏器件，在白天光照充足的时候可以用来进行发电，在夜晚黑暗的时候就无法继续工作了。所以，开发出有机电致发光和光伏的双功能器件意义重大。发光和光伏双功能器件一方面提高了器件的集成度，降低了器件的制作成本。另一方面可以实现在发光和光伏双功能之间的自由转换。白天阳光充足的时候，作为光伏器件吸收光能。在夜晚黑暗的时候，利用白天存储的光能实现照明。。

发明内容

为解决背景技术中的问题，本实用新型提供了一种有机电致发光和光伏双功能器件，器件由下到上依次包括透明导电衬底、第一修饰层、第二修饰层、活性层、第三修饰层和反射电极组成，其特征在于，所述的第二修饰层为TAPC，厚度为2 nm；所述的活性层为PIN型结构，其中P型层为红荧烯rubrene，P型层厚度5-15 nm ；N型层为C₇₀层，N型层厚度20-40 nm；I型层为rubrene与C₇₀的混合层，混合比例为质量比1：10，厚度10-30 nm。

进一步的，所述的透明导电衬底为生长有ITO的玻璃衬底，方块电阻10-20Ω，透过率80-90%。

进一步的，所述的第一修饰层为MoO₃，厚度2-20 nm。

进一步的，所述的第三修饰层为5-10 nm 的BPhen和0.5 nm的LiF组成的复合修饰层。

进一步的，所述的反射电极为Al电极，反射电极厚度50-200 nm。

本发明中使用第一修饰层所有材料为MoO₃，MoO₃可见光透明度好，功函数高，空穴传输能力强，作为第一修饰层，可以很好的促进空穴注入和收集。第二修饰层为2 nm的TAPC, 2 nm的TAPC可以有效避免激子在MoO₃第一修饰层的猝灭，提高电池的能量转换效率和发光器件的发光效率，同时薄的TAPC不会引入较大的电阻。本发明的活性层采用PIN型结构，有利于激子的界面离，从而提高电池的效率。电池的给体和发光器件的发光材料为红荧烯rubrene，发光效率高且价格便宜。同时其在400到500 nm的太阳光谱处具备较强的吸收，用作有机光伏电池的给体层，可以获得较高的开路电压和短路电流。电池的受体材料和发光器件的电子传输材料为C₇₀。C₇₀的电子迁移率高，同时具备优良的可见光吸收能力，可以用作电致发光器件的电子传输层和光伏器件的受体层。BPhen/LiF作为第三修饰层，可以与反射电极形成欧姆接触，降低电子注入和收集的势垒，提高器件的电致发光和光伏效率。本发明的一种有机电致发光和光伏双功能器件，当器件用作电致发光器件时，器件的最大亮度大于2000 cd/m²；当器件用作光伏器件时，在AM1.5模拟太阳光照射下，器件的开路电压大于0.9 V，能量转换效率大于2.5%。

本实用新型公布的有机电致发光和光伏双功能器件，实现了一个器件双重功能，既可以作为电致发光器件，用作照明或者显示，也可作为光伏器件在光照条件下供电。器件的电致发光和光伏性能均较优异，并且器件在进行简单封装之后，表现出较好的工作稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的有机电致发光和光伏双功能器件结构示意图。

具体实施方式