專利名稱：一種電子注入材料、其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電子注入材料其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
一般在太陽能電池中含有電子注入材料，以增加受體和陰極之間的電子傳遞效率。目前常用的一些電子注入材料(如LiF)材料，蒸鍍工藝比較困難，厚度難以控制(厚度一般控制在Inm以下)，而厚度往往對注入層的注入效率影響很大，厚度太大，導(dǎo)致器件的串聯(lián)電阻過大，不利于電子的注入，而厚度太小，則不能形成有效的歐姆接觸，同樣不利于電子的注入，同時這些電子注入材料的注入效率低，成為其商業(yè)應(yīng)用的重大問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種電子注入材料，解決現(xiàn)有技術(shù)電子注入材料電子注入效率低，制備困難的技術(shù)問題。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種電子注入材料，該電子注入材料包括相互混合的銫鹽和氧化鋅，該氧化鋅和銫鹽的質(zhì)量比為1-6 1。本發(fā)明實施例還提供一種電子注入材料制備方法，包括如下步驟制備含氧化鋅的第一溶液；將銫鹽溶于醚溶液或醇溶液中，攪拌，制備第二溶液；按照氧化鋅和銫鹽質(zhì)量比為1-6 1將第一溶液和第二溶液混合，攪拌，得到混合溶液；將該混合溶液旋涂于襯底上，在100-20(TC條件下保溫15-60分鐘，在襯底上形成電子注入材料。本發(fā)明實施例進一步提供上述電子注入材料在太陽能電池中的應(yīng)用。本發(fā)明實施例電子注入材料，通過將碳酸銫和氧化鋅混合摻雜，提高了電子注入層的LUMO能級，降低了電子注入材料和活性層的勢壘，使得電子注入太陽能電池陰極的效率大大增加。本發(fā)明實施例電子注入材料的制備方法，操作簡單，對設(shè)備要求低，適于工業(yè)化應(yīng)用。


圖1是含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的能級圖；圖2是含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的結(jié)構(gòu)圖；圖3是含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件和含氟化鋰作為注入層的太陽能電池器件的電子注入效果圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供一種電子注入材料，該電子注入材料包括相互摻雜的銫鹽和氧化鋅，該氧化鋅和銫鹽的質(zhì)量比為1-6 1。具體地，該銫鹽和氧化鋅相互混合、摻雜，優(yōu)選銫鹽和氧化鋅均勻混合，形成本發(fā)明實施例電子注入材料。本發(fā)明實施例電子注入材料，氧化鋅和銫鹽質(zhì)量比為1-6 1，優(yōu)選 1-2 1，例如，1 1,2 1,2. 5 1,3 1,4 1,5 1 及 6 1 等。具體的，該銫鹽包括碳酸銫、疊氮化銫、氯化銫、溴化銫、碘化銫中的至少一種。本發(fā)明實施例電子注入材料為層狀結(jié)構(gòu)，厚度為20-60納米，大大高于現(xiàn)有氟化鋰單獨作為注入層的厚度(1納米以下)，因此，使得制備方法對厚度的控制更加容易，降低制備電子注入材料的難度?，F(xiàn)有技術(shù)中，電子注入材料的厚度要求嚴(yán)格，厚度不能太高，否則電阻太大，厚度也不能太低，否則不能形成有效的電接觸，氟化鋰單獨作為注入層的厚度一般小于1納米，而本發(fā)明實施例電子注入材料，將銫鹽和氧化鋅摻雜，屬于η型摻雜，銫鹽能夠提供大量電子給氧化鋅，從而大大提高電子注入材料導(dǎo)電效率，因此可以將電子注入材料的厚度適當(dāng)增加，降低了制備難度。本發(fā)明實施例電子注入材料，由銫鹽和氧化鋅摻雜形成，該銫鹽的能級較高而氧化鋅的能級低，摻雜后的電子注入材料的LUMO能級能得到有效的提高，從而降低電子注入材料和PCBM(3-己基噻吩的聚合物，主要用于有機薄膜晶體管和有機太陽能電池)受體之間的勢壘，使得PCBM受體的電子可以更有效的注入到陰極而被陰極收集，提高電子注入效率，從而提高能量轉(zhuǎn)換效率。具體的，以碳酸銫為例，電子注入材料由碳酸銫和氧化鋅摻雜而形成，Cs2CO3的 LUMO能級較高，約為-2. 7ev,，可有效改進電子的注入，ZnO的LUMO能級約為_4. 3ev。請參閱圖1，圖1顯示含有該電子注入材料的太陽能電池器件的能級圖。氧化鋅經(jīng)過與Cs2CO3的摻雜后，氧化鋅能級可以提高約0. 3-0. 4ev,電子注入材料能級為-3. 9至_4ev，而PCBM受體的勢能約為-3. 8ev,因此，將碳酸銫和氧化鋅摻雜后，大大減少電子注入材料和PCBM受體的勢壘，使得PCBM受體的電子可以更有效的注入到陰極而被陰極收集，提高電子注入效率，從而提高能量轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明實施例選用的銫鹽性質(zhì)穩(wěn)定，不與氧氣發(fā)生反應(yīng)，從而大大增加電子注入材料的穩(wěn)定性能和使用壽命，同時，ZnO在400-1000nm范圍內(nèi)有很好的光透過能力，電子遷移率高，而且比較容易成膜，穩(wěn)定性高，導(dǎo)熱導(dǎo)電性優(yōu)良，也更容易配制旋涂溶液，大大降低制備中的難度。本發(fā)明實施例進一步提供一種電子注入材料制備方法，包括如下步驟SOl制備第一溶液制備含氧化鋅的第一溶液；S02制備第二溶液將銫鹽溶于醚溶液或醇溶液中，制備第二溶液；S03 混合按氧化鋅和銫鹽質(zhì)量比為1-6 1將第一溶液和第二溶液混合，得到混合溶液；
S04，旋涂、高溫處理將該混合溶液旋涂于襯底上，在100-200°C條件下保溫10-60分鐘，得到電子注入材料。具體地，在步驟SOl中，制備含氧化鋅的溶液，可以使用行業(yè)內(nèi)熟知的制備方法， 優(yōu)選為，將醋酸鋅溶于醇溶液中，攪拌1-12小時，制備含氧化鋅的溶液，以醇作為主溶劑， 對醇沒有具體限制，能夠作為溶劑即可，優(yōu)選C1-C6的醇，例如，甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇等，以二次蒸餾水作為輔溶劑。該醇和二次蒸餾水按體積比1-5 1混合，攪拌均勻，即得到步驟SOl中使用的溶劑。將醋酸鋅溶于醇溶劑后，醋酸鋅在醇中水解、醇解，生成氧化鋅。步驟SOl制備的第一溶液，氧化鋅的質(zhì)量百分含量控制在10 %以內(nèi)，優(yōu)選 0. 5-3%，通過控制氧化鋅的質(zhì)量百分含量，能夠更有利于在旋涂步驟中控制電子注入材料的厚度。步驟S02中，醚作為溶解銫鹽的溶劑，對醚沒有限制，只要能溶解銫鹽即可，例如， 甲醚、甲乙醚等；本步驟中使用的醇和步驟SOl中相同，在此不詳細(xì)闡述，將銫鹽溶于溶劑后，攪拌1-10小時，所述銫鹽可以包括碳酸銫、疊氮化銫、氯化銫、溴化銫、碘化銫。步驟S02制備的第二溶液，銫鹽的質(zhì)量百分含量控制在10%以內(nèi)，優(yōu)選0.5-3%， 通過控制銫鹽的質(zhì)量百分含量，能夠更有利于在旋涂中控制電子注入材料的厚度。步驟S 03中，將第一溶液和第二溶液混合后，攪拌15-60分鐘。步驟S04中，使用的襯底根據(jù)應(yīng)用電子注入材料的太陽能電池或有機電致發(fā)光器件來確定，一般，該襯底包括導(dǎo)電基底、該導(dǎo)電基底之上的空穴緩沖層和該空穴緩沖層上的有機層，或者導(dǎo)電基底，該導(dǎo)電基底之上的有機層。該導(dǎo)電基底選自銦錫氧化物玻璃、摻氟的氧化錫玻璃、摻鋁的氧化鋅玻璃或者摻銦的氧化鋅玻璃。本步驟中，對旋涂方法沒有限制，優(yōu)選在500-4000轉(zhuǎn)/分條件下進行。進一步，在步驟S04之前，還包括如下制備襯底的步驟取導(dǎo)電基底，清洗后進行時間為5-15min，功率為10-50W的氧等離子處理，再依次在導(dǎo)電基底上旋涂、形成活性層、 或者空穴緩沖層和活性層，得到襯底。該清洗是指依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min。通過清洗和氧等離子處理，能夠減小導(dǎo)電玻璃表面的粗糙度和接觸角， 以利于改善導(dǎo)電玻璃表面的濕潤性和吸附性，而且通過表面處理后能夠進一步去除導(dǎo)電玻璃表面的有機污染物，增強其與有機層的結(jié)合，使導(dǎo)電玻璃表面功函數(shù)增加。具體的，空穴緩沖層采用重量比為2 1-6 IWPEDOT PSS水溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，通過旋涂的方式涂覆在導(dǎo)電玻璃上，旋涂后在100-200°C下加熱15-60min，厚度控制在 40-80nm ；活性層采用 P3HT/PCBM、M0D0-PPV/PCBM 或者 MEH-PPV/PCBM 的體系，其中， 溶液的溶劑為甲苯，二甲苯，氯苯，氯仿的一種或兩種混合溶劑。每種體系的總濃度控制在 8-30mg/ml，而 P3HT/PCBM 的質(zhì)量比控制在 0. 8 1-1 1 的范圍。M0D0-PPV/PCBM 或者 MEH-PPV/PCBM的質(zhì)量比控制在1 1_1 4的范圍，然后在充滿惰性氣體的手套箱中進行旋涂，最后在50-20(TC下退火lO-lOOmin，或者在室溫下放置24_48h。活性層厚度控制在 80-200nm。進一步，在制備電子注入材料后，在該電子注入材料上用旋涂方法制備陰極，金屬陰極采用Al、Ca、Mg、Ag、Au、Mg Ag合金或Li Al合金。本發(fā)明實施例電子注入材料制備方法，通過將碳酸銫和氧化鋅摻雜，大大提高了電子注入材料的電子注入效率，同時，增加電子注入材料的電子遷移速率，提高電子注入材料的導(dǎo)電率，使得電子注入材料的厚度能夠增加，大大降低了制備電子注入材料的難度。本發(fā)明實施例制備方法，操作簡單，對設(shè)備要求低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明實施例還提供一種電子注入材料在太陽能電池中的應(yīng)用。以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明實施例制備方法做詳細(xì)闡述。實施例一含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比3 1將乙醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為I0h，得到第一溶液；將Cs2CO3與乙二醇乙醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的溶液，攪拌Ih待用，得到第二溶液；將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌60min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，然后進行氧等離子處理5min，功率為10W，然后以旋涂的方式，在ITO玻璃上制備空穴緩沖層，之后在空穴緩沖層上制備活性層；將上述混合溶液以2000rpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在100°C下加熱 15min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極 Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。請參閱圖2，圖2顯示本實施例制備的太陽能電池器件結(jié)構(gòu)圖，該太陽能電池包括陰極1、陽極3及該陰極1和陽極3之間的發(fā)光結(jié)構(gòu)2，該陰極1包括導(dǎo)電基底11，以及該導(dǎo)電基底11表面的電子注入層12 ；該發(fā)光結(jié)構(gòu)2包括發(fā)光層22，該發(fā)光層22與陽極3之間的空穴傳輸層23、空穴注入層24以及發(fā)光層22與陰極1之間的電子傳輸層21。請參閱圖3，圖3顯示含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池的電子注入效率和現(xiàn)有技術(shù)中含氟化鋰作為電子注入材料的太陽能電池電子注入效率的對比圖，從圖中可以看出，LiF作為電子注入材料時，器件的電流密度為7. 44mA/cm2，而ZnO = Cs2CO3作為電子注入材料時，器件的電流密度提高到lOmA/cm2，這說明，經(jīng)過本發(fā)明實施例電子注入材料，大大提高了電荷注入到電極的效率，而電流密度的提高，也使器件的能量轉(zhuǎn)換效率得到了增強，LiF注入層的能量轉(zhuǎn)換效率為1.68%，ZnO = Cs2CO3注入層的能量轉(zhuǎn)換效率為 2. 62%。實施例二本發(fā)明實施例的電子注入材料及含該電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比1 1將異丙醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5%的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為12h，得到第一溶液；將疊氮化銫與甲醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5%的溶液，攪拌2h待用，得到第二溶液；
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將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌15min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物，清洗干凈后對其進行氧等離子處理5min，功率為40W，然后以旋涂的方式進行空穴緩沖層和活性層的制備；將上述混合溶液以500rpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在150°C下加熱 20min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極 Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。本發(fā)明實施例制備的有機太陽能器件和實施例一相同；所制備的含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的電子注入效果，和實施例一相同，在此不詳細(xì)闡述。實施例三本發(fā)明實施例的電子注入材料及含該電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比5 1將甲醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5%的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為12h，得到第一溶液；將疊氮化銫與甲醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 5 %的溶液，攪拌6h待用，得到第二溶液；將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌30min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物，清洗干凈后對其進行氧等離子處理5min，功率為50W，然后以旋涂的方式進行空穴緩沖層和活性層的制備；將上述混合溶液以IOOOrpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在160°C下加熱 40min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極 Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。本發(fā)明實施例制備的有機太陽能器件和實施例一相同；所制備的含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的電子注入效果，和實施例一相同，在此不詳細(xì)闡述。實施例四本發(fā)明實施例的電子注入材料及含該電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比4 1將丁醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為4h，得到第一溶液；將氯化銫與乙醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的溶液，攪拌IOh待用，得到第二溶液；將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌40min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物，清洗干凈后對其進行氧等離子處理5min，功率為20W，然后以旋涂的方式進行空穴緩沖層和活性層的制備；將上述混合溶液以600rpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在170°C下加熱 20min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極 Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。本發(fā)明實施例制備的有機太陽能器件和實施例一相同；所制備的含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的電子注入效果，和實施例一相同，在此不詳細(xì)闡述。實施例五含本發(fā)明實施例的電子注入材料及含該電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比4 1將異丙醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 8%的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為9h，得到第一溶液；將氯化銫與甲醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 8 %的溶液，攪拌6h待用，得到第二溶液；將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌50min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物，清洗干凈后對其進行氧等離子處理5min，功率為40W，然后以旋涂的方式進行空穴緩沖層和活性層的制備；將上述混合溶液以500rpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在180°C下加熱 60min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極 Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。本發(fā)明實施例制備的有機太陽能器件和實施例一相同；所制備的含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的電子注入效果，和實施例一相同，在此不詳細(xì)闡述。實施例六本發(fā)明實施例的電子注入材料及含該電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比3 1將戊醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 5%的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為7h，得到第一溶液；將溴化銫與甲醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 5 %的溶液，攪拌5h待用，得到第二溶液；將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌35min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物，清洗干凈后對其進行氧等離子處理5min，功率為40W，然后以旋涂的方式進行空穴緩沖層和活性層的制備；將上述混合溶液以900rpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在190°C下加熱 45min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極
8Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。本發(fā)明實施例制備的有機太陽能器件和實施例一相同；所制備的含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的電子注入效果，和實施例一相同，在此不詳細(xì)闡述。實施例七含本發(fā)明實施例的電子注入材料及含該電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比4 1將異丁醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 5%的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為I0h，得到第一溶液；將溴化銫與甲醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 5 %的溶液，攪拌IOh待用，得到第二溶液；將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌40min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物，清洗干凈后對其進行氧等離子處理5min，功率為40W，然后以旋涂的方式進行空穴緩沖層和活性層的制備；將上述混合溶液以3500rpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在150°C下加熱 35min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極 Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。本發(fā)明實施例制備的有機太陽能器件和實施例一相同；所制備的含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的電子注入效果，和實施例一相同，在此不詳細(xì)闡述。實施例八含本發(fā)明實施例的電子注入材料及含該電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比3 1將乙醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為7h，得到第一溶液；將碘化銫與甲醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的溶液，攪拌7h待用，得到第二溶液；將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌45min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物，清洗干凈后對其進行氧等離子處理5min，功率為40W，然后以旋涂的方式進行空穴緩沖層和活性層的制備；將上述混合溶液以4000rpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在200°C下加熱 50min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極 Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。本發(fā)明實施例制備的有機太陽能器件和實施例一相同；所制備的含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的電子注入效果，和實施例一相同，在此不詳細(xì)闡述。實施例九
含本發(fā)明實施例的電子注入材料及含該電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比2. 5 1將異丙醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 5%的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為3h，得到第一溶液；將碘化銫與甲醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 5 %的溶液，攪拌3h待用，得到第二溶液；將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌55min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物，清洗干凈后對其進行氧等離子處理5min，功率為40W，然后以旋涂的方式進行空穴緩沖層和活性層的制備；將上述混合溶液以3500rpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在110°C下加熱 25min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極 Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。本發(fā)明實施例制備的有機太陽能器件和實施例一相同；所制備的含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的電子注入效果，和實施例一相同，在此不詳細(xì)闡述。實施例十含本發(fā)明實施例的電子注入材料及含該電子注入材料的太陽能電池制備方法如下按體積比3. 5 1將異丙醇與二次蒸餾水混合，制備溶劑；將醋酸鋅粉末與上述溶劑混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 5%的溶液，然后進行攪拌，攪拌時間為5h，得到第一溶液；將碘化銫與甲醚混合，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的溶液，攪拌5h待用，得到第二溶液；將第一溶液和第二溶液按體積比為1 1的比例混合，攪拌50min，得到混合溶液；將ITO玻璃進行光刻處理，剪裁成所需要的發(fā)光面積，然后依次用洗潔精，去離子水，丙酮，乙醇，異丙醇各超聲15min，去除玻璃表面的有機污染物，清洗干凈后對其進行氧等離子處理5min，功率為40W，然后以旋涂的方式進行空穴緩沖層和活性層的制備；將上述混合溶液以2500rpm的轉(zhuǎn)速旋涂制備在上述活性層上，再在130°C下加熱 60min，即獲得所需要的電子注入材料，然后放入真空鍍膜室內(nèi)在電子注入材料上形成陰極 Al，得到含有電子注入材料的太陽能電池器件。本發(fā)明實施例制備的有機太陽能器件和實施例一相同；所制備的含本發(fā)明實施例電子注入材料的太陽能電池器件的電子注入效果，和實施例一相同，在此不詳細(xì)闡述。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子注入材料，所述電子注入材料包括互相摻雜的銫鹽和氧化鋅，所述氧化鋅和銫鹽的質(zhì)量比為1-6 1。
2.如權(quán)利要求1所述的電子注入材料，其特征在于，所述氧化鋅和所述銫鹽的質(zhì)量比為 1-2 1。
3.如權(quán)利要求1所述的電子注入材料，其特征在于，所述電子注入材料為層狀結(jié)構(gòu)，厚度為20-60納米。
4.如權(quán)利要求1所述的電子注入材料，其特征在于，所述銫鹽為碳酸銫、疊氮化銫、氯化銫、溴化銫、碘化銫中的至少一種。
5.一種電子注入材料制備方法，包括如下步驟 制備含氧化鋅的第一溶液；將銫鹽溶于醚溶液或醇溶液中，攪拌，制備第二溶液；按照氧化鋅和銫鹽質(zhì)量比為1-6 1將第一溶液和第二溶液混合，攪拌，得到混合溶液；將該混合溶液旋涂于襯底上，在100-20(TC條件下保溫15-60分鐘，在襯底上形成電子注入材料。
6.如權(quán)利要求5所述的電子注入材料制備方法，其特征在于，在將所述襯底由如下方法制備取導(dǎo)電基底，清洗后進行氧等離子處理，時間為5-15min，功率為10-50W，再依次在導(dǎo)電基底上旋涂、形成活性層，或者空穴緩沖層和活性層，得到襯底。
7.如權(quán)利要求5所述的電子注入材料制備方法，其特征在于，所述第一溶液中氧化鋅質(zhì)量百分含量為0. 5-3%。
8.如權(quán)利要求5所述的電子注入材料制備方法，其特征在于，所述第二溶液銫鹽質(zhì)量百分含量為0. 5-3%。
9.如權(quán)利要求5所述的電子注入材料制備方法，其特征在于，所述第一溶液和第二溶液按照相同質(zhì)量百分含量混合。
10.如權(quán)利要求1-4任一項所述的電子注入材料在太陽能電池器件和有機電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明適用于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種電子注入材料、其制備方法和應(yīng)用。該電子注入材料包括相互摻雜的銫鹽和氧化鋅，該氧化鋅和銫鹽的質(zhì)量比為1-6∶1。本發(fā)明電子注入材料，通過將銫鹽和氧化鋅摻雜，使電子注入層的LUMO能級得到了提高，降低了電子注入材料和活性層的勢壘，使得電子注入效率大大增加。本發(fā)明制備方法，操作簡單，對設(shè)備要求低，適于工業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號H01L51/48GK102468440SQ201010549149
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者周明杰, 王平, 陳吉星, 黃輝 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司