掺杂空穴传输薄膜及其制备方法、用图
【技术领域】
[0001] 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v 205掺杂空穴传输薄膜及其制备方法、用途。
【背景技术】
[0002] 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PED0T: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PED0T: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 PED0T: PSS之后由于PED0T: 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。
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【发明内容】
[0004]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PED0T: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。
[0005] 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V205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V 205纳米颗粒，通过溶于水溶剂进 行溶解，然后与水溶性的PED0T: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。
[0006] 所述的一种功函数可调节的V205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v205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°C下加热搅拌的方法加速其溶解，待完全溶解之后与PED0T: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IT0或者FT0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V20 5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V205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°C，退火时间为10_30min，传输层薄膜将固化成膜。
[0007] 进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V205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°C下加热搅拌，所述的V 205与PED0T:PSS的体积比为 1:3_1:5〇
[0008] 进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V20 5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。
[0009] 进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V20 5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。
[0010] 进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V205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。
[0011] 进一步优选的，所述的一种功函数可调节的V205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°C，退火时间为20min。
[0012] 所述的一种功函数可调节的V205掺杂空穴传输薄膜的制备方法制备得到的V 205掺 杂空穴传输薄膜。
[0013] 所述的V205掺杂空穴传输薄膜在太阳能电池中的用途。
[0014] 有益效果：本发明提供一种水溶性可控的V20 5纳米颗粒通过掺杂PED0T:PSS，进而 旋涂涂布成膜、退火的方式制备有机无机杂化空穴传输层薄膜的方法所得的薄膜厚度变化 范围可从5 nm到100 nm以上，成膜均勾，很大程度上减小了对电极的腐蚀性，稳定性良好； 本发明提出通过不同比例的水溶性V20 5纳米颗粒与PED0T:PSS互溶，实现薄膜功函数的可 调节性，实现针对不同材料的能级特性匹配，有利于载流子的注入和传输；本发明制备工艺 简便，成本低廉，几乎无设备要求，薄膜稳定性、重复性好； 本发明采用水溶液作为溶剂，避免了有机溶液对环境的污染性，保证了薄膜的纯度，符 合环境友好型材料制备的工艺； 本发明所用的V205纳米颗粒溶解性较好，掺杂比例可调控，均匀性和平整性好，纯度 高，能有效修饰基片表面缺陷，同时实现薄膜厚度的可调控； 本发明采用有机和无机半导体混合的理念，其薄膜性能兼顾有机和无机材料的优点， 很大程度上减小了对基底的腐蚀性，增加了器件的稳定性，同时也有利于电子空穴的传 输； 本发明可以实现不同比例的氧化物的均匀参杂成膜，形成混合有机无机杂化薄膜，实 现薄膜材料功函数在一定范围内可调节； 本发明不需要采用大型真空仪器，可在大气条件中进行制备操作，制作成本低廉，过程 简单，便于大规模的生产制造。
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【附图说明】
[0016] 图1为本发明的制备方法中不同共混比例的ED0T:PSS-V20 5薄膜的AFM图像； 图2为本发明的制备方法不同共混比例的ED0T:PSS-V205薄膜的UPS对比结果。
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【具体实施方式】
[0018] 实施例1 (1) 提供一个IT0透明导电基板，并进行标准化清洗； (2) 配置0. 3 g/mL的V205纳米颗粒溶液溶于水中，对溶液加热至60°C，待完全溶 解后静置1小时以上备用；与PEDOT :PSS溶液按照体积比不同比例混合，混合体积比 PED0T:PSS-V205为 3:1、4:1、5:1 ; (3) 将待涂布的IT0基片放置于紫外-臭氧机中臭氧处理15分钟，然后用配好的前 驱体溶液通过旋转涂布的方法均匀的涂布在基片表面，形成一层前