基于石墨烯透明電極的高效有機(jī)發(fā)光二極管的研究.pdf

1、石墨烯是一種碳原子呈蜂窩狀排布的單原子層二維結(jié)構(gòu)。特殊的結(jié)構(gòu)使得石墨烯在電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)及機(jī)械特性等方面表現(xiàn)出極具吸引力的應(yīng)用潛力,比如場(chǎng)效應(yīng)晶體管、發(fā)光二極管、觸摸屏幕、太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容和傳感器等各個(gè)領(lǐng)域。目前大面積、低成本、高晶體質(zhì)量的化學(xué)氣相沉積(CVD)石墨烯合成方法的不斷改進(jìn),為石墨烯替代傳統(tǒng)的透明電極氧化銦錫(ITO),制備大面積有機(jī)發(fā)光二極管奠定了基礎(chǔ)。但是,石墨烯應(yīng)用于透明電極存在以下幾個(gè)問(wèn)題:電阻偏大、功函數(shù)偏低、

2、表面起伏大。這三大問(wèn)題制約著基于石墨烯透明電極的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的研究進(jìn)程。針對(duì)以上問(wèn)題,我們主要通過(guò)表面修飾的方法提高石墨烯的導(dǎo)電性和功函數(shù),同時(shí)改進(jìn)石墨烯的轉(zhuǎn)移工藝,以獲得表面平整度更高的石墨烯電極。具體內(nèi)容如下：
　?、盘岢隽艘环N多次摻雜石墨烯的方法,提高了石墨烯的導(dǎo)電率和功函數(shù),并制備出了高效 OLED器件。作為透明電極,單層石墨烯的方塊電阻大約為600Ω/□,功函數(shù)為4.5 eV左右,直接用于制備OLED方塊電

3、阻偏大,功函數(shù)偏小。我們通過(guò)在石墨烯表面覆蓋氧化鈦(TiOx)和聚3,4-乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽(PEDOT:PSS)的方法,使得石墨烯的方塊電阻降至86Ω/□,同時(shí)功函數(shù)提高到了5.12 eV?；诖藦?fù)合結(jié)構(gòu)的石墨烯透明電極,進(jìn)一步制備了OLED器件,獲得了與ITO電極的OLED器件效率相當(dāng)?shù)氖╇姌O的OLED器件。
　　⑵發(fā)展了一種“三明治”石墨烯轉(zhuǎn)移法,解決了石墨烯表面粗糙度大的問(wèn)題,制備了柔性 OLED器件。受合成

4、方法和傳統(tǒng)轉(zhuǎn)移工藝的影響,石墨烯表面的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)難以完全去除,殘留在石墨烯的表面,導(dǎo)致石墨烯電極的OLED器件的穩(wěn)定性差甚至是直接短路。通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)移方法,我們?cè)谑┖蚉MMA之間,插入一層有機(jī)物SPPO-1,使得石墨烯表面的PMMA殘留物大大減少,改善了石墨烯電極的表面形貌,并且新轉(zhuǎn)移方法對(duì)石墨烯的晶格質(zhì)量,導(dǎo)電性,透過(guò)率及表面功函數(shù)等性質(zhì)均沒(méi)有影響。由于新的轉(zhuǎn)移方法有效地解決了PMMA殘留問(wèn)題,又避免了高溫處