ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА, ВКЛЮЧАЮЩИЕ БУФЕРНЫЕ СЛОИ ОКСИДА МЕТАЛЛА, ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ В РАСТВОРЕ

1. Оптоэлектронное устройство,
при этом указанное устройство содержит субстрат и множество слоев,
причем по меньшей мере один из указанных слоев является буферным слоем,
при этом указанный буферный слой включает 70-99,9% вес. наночастиц оксида металла,
причем наночастицы оксида металла включают физически адсорбированные соли металлов формулы (I) в количестве 1-10% вес.,
z
y
a+
b-
MR (I),
где
M означает катион металла, выбранный из группы, состоящей из Zn, Al, Y, Pb, Bi Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, V, Ti, La, Mg, Ca, Sr или Ba,
R означает соответствующий анион соли,
a равно 2, 3, 4 или 5,
b равно 1, 2 или 3,
z равно 1, или это действительное число меньше 1, но кроме 0,
y равно z*a/b; и
при этом молярная фракция катиона соли металла относительно количества атомов/ионов металла в наночастице составляет 0,02-6% мол.
2. Устройство по п. 1, выбранное из группы, состоящей из солнечных элементов типа перовскита, элементов OPV, OLED, QLED и органических фотодетекторов.
3. Устройство по п. 2, выбранное из группы, состоящей из OPV и солнечных элементов типа перовскита, при этом, указанное множество слоев расположено в порядке, соответствующем нормальной архитектуре или обратной архитектуре; или
выбранное из группы LED, где активный слой включает органические материалы (OLED), или где активный слой включает квантовые точки (QLED).
4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанный буферный слой выбран из группы, состоящей из слоев дырочного транспорта (HTL), инжекции дырок (HIL), экстракции дырок (HEL), электронного транспорта (ETL), инжекции электронов (EIL) и экстракции электронов (EEL).
5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанные наночастицы оксида металла выбраны из группы, состоящей из
z
y
z
y
z
y
z
y
z
y
z
y
z
y
z
y
чистых оксидов металлов, предпочтительно, NiO, ZnO, WO, MoO, TiO, YO, TaO, NbO, CuO, СrO, и VO;
3
3
смешанных оксидов металлов, предпочтительно, IGZO, IZO, ZnSnO и BaSnO;
легированных оксидов металлов, предпочтительно, AZO, ITO и ATO.
2
2
6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанные наночастицы оксида металла выбраны из группы, состоящей из NiO, ZnO, легированного алюминием ZnO (AZO), TiO и легированного TiO.
7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором R означает органический анион, предпочтительно, выбранный из группы, состоящей из ацетата, формиата, цитрата, оксалата; или неорганический анион, предпочтительно, выбранный из группы, состоящей из нитрата и галогенида.
8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором
z
a+
2+
3+
3+
Mозначает Zn, Al, или Y
z
y
a+
b-
MR означает ацетат цинка, ацетат алюминия, ацетат иттрия, нитрат цинка, нитрат алюминия или нитрат иттрия.
9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанный субстрат выбран из
(а) органического материала; или
(b) неорганического материала; или
(с) сочетания (а) и (b).
10. Промежуточный продукт, включающий листообразный субстрат, снабженный покрытием из множества слоев,
при этом по меньшей мере один слой является буферным слоем (HEL, EEL, HIL);
при этом указанные слои
(а) имеют последовательность субстрат/электрод/HTL/активный слой/ETL/электрод («нормальная архитектура»); или
(b) имеют последовательность субстрат/электрод/ЕTL/активный слой/НTL/электрод («обратная архитектура»); или
(с) включают последовательность электрод/ЕTL/активный слой/НTL; или
(d) включают последовательность электрод/НTL/активный слой/ЕTL; или
(e) включают последовательность электрод/НTL/ЕTL/электрод; или
(f) включают последовательность электрод/ЕTL/НTL/электрод,
отличающийся тем, что указанный(е) буферный(е) слой(и) включает наночастицы оксида металла, по любому из пп. 1, 5-8.
11. Промежуточный продукт по п. 10, в котором
-буферный слой не содержит рассеивающий частицы и характеризуется толщиной 3-1000 нм, или буферный слой содержит рассеивающие частицы и характеризуется толщиной 100-20000 нм; и/или
-буферный слой характеризуется средней неровностью поверхности менее 30 нм; и/или
-электрод выбран из группы, состоящей из ITO, серебра, меди, никеля или PEDOT:PSS; и/или
-по меньшей мере, один из электродов основан на серебряной нанопроволоке;
-дополнительного слоя нет.
12. Композиция в форме суспензии, содержащая
(а) 0,2-50% вес. наночастиц оксида металла, выбранных из группы, состоящей из
z
y
z
y
z
y
z
y
z
y
z
y
z
y
z
y
-чистых оксидов металлов, предпочтительно, NiO, ZnO, WO, MoO, TiO, YO, TaO, NbO, CuO, СrO, и VO;
3
3
-смешанных оксидов металлов, предпочтительно, IGZO, IZO, ZnSnO и BaSnO;
-легированных оксидов металлов, предпочтительно, AZO, ITO и ATO;
(b) 0,005-10% вес. солей металлов по п. 1;
(с) 20-99,795% вес. полярных растворителей, предпочтительно, выбранных из группы, состоящей из воды, DMSO, DMF, диметилацетамида, метанола, ацетонитрила, этиленгликоля, пропиленгликоля, ацетона, тетрафторпропанола.
13. Применение композиции в форме суспензии, содержащей
(а) наночастицы оксида металла по п. 5 или 6;
z
y
a+
b-
(b) соли металлов MR по любому из пп. 1, 7 или 8;
(с) полярный растворитель по п. 12;
для производства промежуточного продукта по п. 10 или 11; или
для производства электронного устройства по любому из пп. 1-9.
14. Способ производства промежуточного продукта по п. 10 или 11, в котором буферный слой изготовлен посредством следующих стадий:
(а) нанесение суспензии на субстрат или субстрат с покрытием, при этом, указанная суспензия содержит наночастицы оксида металла, в частности, по п. 1 и (ii) полярный растворитель, в частности, по п. 12,
(b) удаление растворителя из указанной композиции и
(с) по выбору, обработка сухого слоя при повышенной температуре.
15. Способ по п. 14, в котором
(а) суспензию стадии (а) наносят путем нанесения покрытия или печати; и/или
(b) растворитель стадии (b) удаляют на воздухе или в атмосфере защитного газа с низким влагосодержанием; и/или
(с) высушенную пленку наночастиц на стадии (с) подвергают отжигу при 50°С - 150°С на воздухе или в атмосфере защитного газа.
16. Способ по п. 14 или 15, в котором все слои произведены путем нанесения покрытия или печати.
17. Способ производства электронного устройства по любому из пп. 1-9, содержащий следующие стадии:
(а) обеспечение промежуточного продукта по п. 10 или 11,
(b) приведение слоев указанного продукта в контакт с электрической цепью,
(с) заключительная обработка полученного продукта.
18. Электронное устройство, полученное способом, содержащим следующие стадии:
(а) обеспечение промежуточного продукта по п. 10 или 11,
(b) приведение его слоев в контакт с электрической цепью,
(с) заключительная обработка полученного продукта.
19. Промежуточный продукт, полученный способом по любому из пп. 14-16.