一种可拉伸电极的制备方法及其应用

本发明属于半导体器件领域，主要涉及一种可拉伸电极的制备方法及其应用。

背景技术：

1、半导体器件通常由半导体层、电极层以及介电层等构成。电极是半导体器件不可或缺的要素，对于器件性能有重要影响，是器件制备中的关键环节。现有技术中，半导体器件的电极材料多为金属。制备金属电极通常需要高温、高真空的环境，制备环境要求严格，对仪器设备的要求较高，不利于实现低成本的器件制备。且金属电极电学性质单一，很难满足多样半导体器件的需求。一般来说金属的透光性较差，在光电器件的应用方面也会受到限制。此外，金属电极的力学性能较差，不适合用于制备可拉伸电子器件。而现有的可拉伸电极种类和数量较少，并且在电导率和功函数这两个关于电极最重要的性能参数上可调控性或可选择性较差。因此，开发一种能够低成本、大面积制备，具有优异机械性能和光学性能的电极，并且具有丰富种类的电极，对于新型半导体器件的研究与发展十分重要。

技术实现思路

1、本发明为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种可拉伸电极的制备方法，该方法获得的电极，可以通过调整电极成分或掺杂比例实现对电导率、功函数和薄膜质量的有效调控，且低成本、可大面积制备，具有优异机械性能和光学性能。

2、本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

3、一种可拉伸电极的制备方法，其特征在于：

4、(1)制备有机半导体和掺杂剂混合液：将有机半导体和掺杂剂分别溶于溶剂中，按照一定摩尔比例混合形成混合液；

5、(2)制备图案化转移介质；

6、(3)制备导电薄膜：将所述步骤(1)中的混合液旋涂到图案化转移介质上获得导电薄膜；

7、(4)制备电极：将所述导电薄膜转移至器件的电极区域形成电极。

8、进一步，通过调整所述摩尔比例从而调控所述电极的电导率、功函数。

9、进一步，通过选择所述有机半导体和掺杂剂的种类，从而调整所述电极的电导率、功函数。

10、进一步，所述有机半导体为n型有机半导体，掺杂剂为n型掺杂剂；或者所述有机半导体为p型有机半导体，掺杂剂为p型掺杂剂。

11、进一步，所述p型有机半导体为pbbt-2t，其中pbbt-2t表达式为：

12、

13、掺杂剂为trtpfb，其中trtpfb表达式为：

14、

15、掺杂剂与半导体的基本单体摩尔比例为5-120％；

16、或所述p型有机半导体为p3ht，其中p3ht表达式为：

17、

18、掺杂剂为trtpfb，掺杂剂与半导体的基本单体摩尔比例为5-30％。

19、进一步，所述n型半导体为pdct，其中pdct表达式为：

20、

21、所述n型掺杂剂为n-dmbi，其中n-dmbi表达式为：

22、

23、掺杂剂与半导体的基本单体摩尔比例为50-100％。

24、进一步，所述图案化转移介质为pdms。

25、本发明还公开了一种可拉伸电极在电子器件中的应用：所述电子器件为：场效应晶体管、光探测器、发光二极管、太阳能电池或存储器。

26、总而言之，本发明所提供的以上技术方案与现有技术方案相比，能够获得以下有益效果：

27、(1)本发明提供的电极制备方法，可以通过溶液法大面积制备电极，对环境和设备要求较低。

28、(2)本发明所提供的方法制备电极时，可以通过不同的有机半导体和掺杂剂组合，调控掺杂剂混入有机半导体的比例，来得到所需的不同电导率和功函数的电极材料。

29、(3)电极具有优异的力学性能即可拉伸性，并且在吸光和透光方面具有独特的性质。

30、(4)使用本发明所提供的电极，构筑完整电子器件，其器件性能优于金属电极的电子器件性能，在器件制备和器件性能上具有显著的优势。

技术特征：

1.一种可拉伸电极的制备方法，其特征在于：

2.如权利要求1所述一种可拉伸电极的制备方法，其特征在于，通过调整所述摩尔比例，从而调整所述电极的电导率、功函数。

3.如权利要求1所述一种可拉伸电极的制备方法，其特征在于，通过选择所述有机半导体和掺杂剂，从而调整所述电极的电导率、功函数。

4.如权利要求1所述一种可拉伸电极的制备方法，其特征在于，所述有机半导体为n型有机半导体，掺杂剂为n型掺杂剂；或者所述有机半导体为p型有机半导体，掺杂剂为p型掺杂剂。

5.如权利要求4所述一种可拉伸电极的制备方法，其特征在于，所述p型有机半导体为pbbt-2t，其中pbbt-2t表达式为：

6.如权利要求4所述一种可拉伸电极的制备方法，其特征在于，所述p型有机半导体为p3ht，其中p3ht表达式为：

7.如权利要求4所述一种可拉伸电极的制备方法，其特征在于，所述n型半导体为pdct，其中pdct表达式为：

8.如权利要求4所述一种可拉伸电极的制备方法，其特征在于，，所述图案化转移介质为pdms。

9.一种将权利要求1-8任一所述可拉伸电极在电子器件中的应用，所述电子器件为：场效应晶体管、光探测器、发光二极管、太阳能电池或存储器。

技术总结
一种可拉伸电极的制备方法，(1)制备有机半导体和掺杂剂混合液：将有机半导体和掺杂剂分别溶于溶剂中，按照一定摩尔比例混合形成混合液；(2)制备图案化转移介质；(3)制备导电薄膜：将所述步骤(1)中的混合液旋涂到图案化转移介质上获得导电薄膜；(4)制备电极：将所述导电薄膜转移至器件的电极区域形成电极。该方法获得的电极，可以通过调整电极成分或掺杂比例实现对电导率、功函数和薄膜质量的有效调控，且低成本、可大面积制备，具有优异机械性能和光学性能。

技术研发人员：胡袁源,陈平安
受保护的技术使用者：湖南大学深圳研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12