技术摘要：
本发明提供一种掺杂氧化物薄膜的溶液制备方法及其应用，包括以下步骤：第一步，将主体氧化物和掺杂氧化物分别加入到溶剂1中，分别得到这些氧化物的高浓度溶液；第二步，将第一步制备的主体氧化物溶液和掺杂氧化物溶液按一定的比例混合均匀，得到混合溶液，然后用溶剂2  全部
背景技术：
有机光伏(OPV)和有机发光二极管(OLED)是两种重要类型的有机光电器件，具有 低成本，大面积和易制造等优点。OPV和OLED主要工作机制是呈反向的，但是通常具有相似 的层结构，例如，两者都具有夹在阳极和阴极之间的有机功能层。OLED器件中电荷从电极注 入到有机功能层中工作发光而OPV器件中有机功能层吸收外界射入的光产生电荷并被收集 到相应的电极。电极和有机功能层之间的界面对于器件的高性能是非常重要的。为了改善 接触性能并在电极和有机功能层之间产生更匹配的能级，通常在其间插入缓冲层。在阳极 和有机功能层之间插入的为阳极缓冲层，这在有机器件中很常见且效果显著。对于阳极缓 冲层除了要求其有相应匹配的能级和好的空穴传输特性外，由于器件一般都是阳极区为出 光面(OLED器件)或受光面(OPV器件)，阳极缓冲层在光学上还要求透明，并且可以承受较高 的温度。 PEDOT:PSS是一种常用的阳极缓冲层材料，其具有在可见光-近红外区域的高光学 透明度，适当的功函数，良好的空穴传输以及可溶液加工等优点。但是，PEDOT:PSS的高吸湿 性和酸性(PH≈1)可能与活性层相互作用，导致化学不稳定性，因此不利于器件的长期稳定 性。研究发现金属氧化物，例如：氧化钒(V2O5)、三氧化钼(MoO3)和三氧化钨(WO3)等，导电性 良好，有较高的热稳定性和高功函数；替代PEDOT:PSS作为阳极缓冲层应用于OLED/OPV中， 既能够提高器件性能，又避免了PEDOT:PSS的高吸湿性和酸性对器件的不利影响，很有应用 潜力。氧化物薄膜的传统制备方法，都是基于干法的，如：热蒸发、电子束蒸发、溅射以及脉 冲激光沉积等。这些方法操作复杂、沉积温度较高，成本也高，并且限制了其大面积以及柔 性器件的应用。因此，近年来，人们致力于开发氧化物薄膜的溶液制备方法，尤其是在低温 下的溶液制备方法，备受青睐。另外单独使用这些氧化物也发现一些不利的因素，如在单独 使用氧化钨的时，OLED器件的驱动电压比没有阳极缓冲层的器件大幅度降低，但是由于氧 化钨膜对光的吸收比较大，不利于OLED的光输出等。单独使用氧化钼时OLED器件的电流效 率可以提升，但是器件的驱动电压相比没有阳极缓冲层的驱动电压升高。单一金属氧化物 性能调节范围的局限性，可以通过将另外一种氧化物掺入，进行改善，从而增加器件设计的 灵活性。 本发明公开了一种掺杂氧化物薄膜的溶液制备方及其对有机光电性能调节的方 法。基于OLED和OPV器件体系，将溶液制备的掺杂氧化物薄膜作为阳极缓冲层，可以大幅度 改善电极和有机层之间的界面，提高空穴的传输和收集效率。具体来讲，该掺杂氧化物薄膜 在OLED器件中的应用，降低了驱动电压，提高了效率；在OPV中的应用，可以降低能级势垒， 从而促进空穴的提取，增加器件的断路电压(VOC)，使器件的功率转换效率(PCE)得到提升。 3 CN 111554817 A 说　明　书 2/6 页
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种实验简单、操作容易 且成本较低的掺杂氧化物薄膜的溶液制备方法，并将其作为阳极缓冲层运用到有机光电器 件中，起到了调节有机光电器件性能的作用。 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 本发明提供一种掺杂氧化物薄膜的溶液制备方法，包括以下步骤： 第一步，将主体氧化物和掺杂氧化物分别加入到溶剂1中，分别得到这些氧化物的 高浓度溶液； 第二步，将第一步制备的主体氧化物溶液和掺杂氧化物溶液按一定的比例混合均 匀，得到混合溶液，然后用溶剂2稀释混合溶液得到前驱体溶液； 第三步，将第二步中的前驱体溶液通过旋涂或喷雾等方法形成一层膜； 第四步，将第三步中形成的薄膜在适当的温度下退火，得到需要的掺杂氧化物薄 膜。 进一步的，所述主体氧化物为具有宽禁带的两性氧化物，包括但不限于氧化钼、氧 化锌、氧化铝、氧化钒。 进一步的，所述掺杂氧化物为可被碱性溶剂溶解的碱性氧化物或两性氧化物，包 括但不限于W、Sn、Be、Ti、Fe、Co、Ge、Zr、Ag、Mn在内的元素的氧化物。 进一步的，所述主体氧化物为氧化钼MoO3，掺杂氧化物为氧化钨WO3。 进一步的，第一步中，所述溶剂1为氨水与水的混合液，其中水的体积比例小于 50％。 进一步的，第二步中，所述掺杂氧化物的质量掺杂浓度为小于4wt％。 进一步的，所述溶剂2为醇类或酮类。 进一步的，第四步中，退火的温度小于300℃。 本发明还提供了根据上述方法制备的掺杂氧化物薄膜，应用于有机电致发光器件 OLED和有机光伏器件OPV，其特征在于，其结构包括依序设置的衬底、阳极、阳极缓冲层、活 性层及阴极，所述阳极缓冲层为该掺杂氧化物薄膜。 进一步的，该掺杂氧化物薄膜透明且厚度为1nm-100nm。 有益效果：本发明提供的掺杂氧化物薄膜的溶液制备方法及其应用，与现有技术 相比，通过上述技术方案的实施，本发明的有益之处在于： (1)这种掺杂氧化物薄膜的溶液制备方法不仅简单易操作，而且不需要高温退火， 有利于大面积以及柔性器件的生产。 (2)在这种掺杂氧化物薄膜的溶液制备方法过程中，由于WO3材料的溶解性比较差 和WO3掺杂量比较低，所以在制备混合溶液时分别将两种材料先溶解，然后再按一定比例将 溶液混合，这样既有利于将WO3颗粒溶解彻底，又有利于减少混合溶液时产生的实验误差。 (3)在这种掺杂氧化物薄膜的溶液制备方法过程中，选择用低沸点的醇类或酮类 作为稀释溶剂，这样不仅可以减少碱溶液氨水的用量，而且可以在低温下将薄膜中的溶剂 去除彻底，其中选用乙醇制备的薄膜运用到OLED器件中，还可以有效提高器件的功率效率。 (4)这种WO3掺杂MoO3的薄膜具有大于3.0eV的宽的禁带宽度，在可见光区透明，引 入有机光电器件中，不会影响器件的光学行为。 4 CN 111554817 A 说　明　书 3/6 页 (5)在OLED器件中引入该阳极缓冲层，可以大幅度改善电极和有机层之间的界面， 提高空穴的传输和收集效率，使OLED器件驱动电压降低，效率提高。另外，在OPV中引入该阳 极缓冲层，可以降低能级势垒，从而促进空穴的提取，增加器件的断路电压(VOC)，使器件的 功率转换效率(PCE)得到提升。 附图说明 图1为制备WO3掺杂MoO3薄膜的流程示意图； 图2(a)为原始的ITO基底，(b)为ITO基底上旋涂的MoO3:0.5wt％WO3薄膜的SEM形貌 图； 图3为PEDOT：PSS、MoO3、MoO3:0.5wt％WO3和WO3薄膜的透射光谱图； 图4为MoO3、MoO3:0 .5wt％WO3和WO3薄膜的紫外可见吸收光谱(a)和Tauc曲线图 (b)； 图5是在不同溶剂2中(乙醇、丙酮和无溶剂2)的本发明OLED器件的功率效率图； 图6为本发明WO3掺杂MoO3后的OLED器件的功率效率图； 图7为本发明最优的WO3掺杂浓度的OLED器件与几种参考器件的亮度和功率效率 图。