本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及光電設(shè)備。本發(fā)明進(jìn)一步提供了適于制造此類設(shè)備的中間產(chǎn)品和材料，本發(fā)明還提供了特定制造方法以及特定用途。

已知在有機(jī)電子器件，諸如有機(jī)發(fā)光二極管(oled)、有機(jī)光伏電池(opv電池)或鈣鈦礦型太陽能電池中使用緩沖層以增加設(shè)備效率和壽命。此類緩沖層包括金屬氧化物，諸如鋅、鈦、鎢、鎳、鈮氧化物，或金屬摻雜氧化物，諸如鋁摻雜的氧化鋅(“azo”)或銅摻雜的nio。一般地，已知此類金屬氧化物是顆粒形式。通常，以上命名的氧化緩沖層通過在高真空下的熱蒸發(fā)或者通過濕化學(xué)(基于前體)方法來制造，這要求高溫退火步驟；這在低成本、大面積制造處理方面是不利的。

也已知有機(jī)太陽能電池(opv)為經(jīng)證明效率超過10％的低成本且靈活的光伏技術(shù)提供了有前景的辦法。在廣泛商業(yè)化之前，大面積生產(chǎn)和穩(wěn)定性問題必須得以解決。對(duì)于具有高產(chǎn)量和低分流的可靠的大面積生產(chǎn)而言，厚的、穩(wěn)定的、穩(wěn)健的且可印刷的緩沖層是必要條件。

一般地，已知此類金屬氧化物是顆粒形式。如以上所討論的，此類氧化層是通過高真空下的熱蒸汽來制造的；這在低成本、大面積制造處理方面是不利的。使用相當(dāng)高溫度的此類工藝(例如通過包括退火步驟)在緩沖層之前的層是溫度敏感的情形中也是不利的。本發(fā)明的發(fā)明人因此標(biāo)識(shí)了為緩沖層、尤其是金屬氧化物緩沖層提供與溫度敏感層/材料兼容的制造工藝的需求。

也已知，cs2co3顯著地影響緩沖層中的金屬氧化物的功函數(shù)。在某些應(yīng)用中，這被認(rèn)為是不利的，因?yàn)榻饘傺趸锏钠谕再|(zhì)干擾cs2co3的性質(zhì)。本發(fā)明的發(fā)明人因此標(biāo)識(shí)了提供具有低或者甚至零cs2co3含量的金屬氧化物緩沖層的需要。

luechinger等人(wo2014/161100)描述了有機(jī)電子設(shè)備，諸如oled和有機(jī)太陽能電池，其包括具有表面修改金屬氧化物納米粒子的緩沖層。此外，概述了溶液可處理的緩沖層的優(yōu)勢(shì)。盡管易于制造，但通過其全溶液制程，該文獻(xiàn)中揭示的設(shè)備顯示了相當(dāng)?shù)偷男阅堋?/p>

kim等人(adv.mater.,2014,doi:10.1002/adma.201404189)描述了包括nio和銅摻雜的nio緩沖層的鈣鈦礦類型的有機(jī)太陽能電池。由于其制造，緩沖層是密集的，即非顆粒的。這些設(shè)備顯示了超過15％pce的性能。然而，通過濕化學(xué)(基于前體)方法來應(yīng)用金屬氧化物層并且由此需要以非常高的溫度來熱固化金屬氧化物層被認(rèn)為是不利的。因此，這些設(shè)備非常難以制造，因?yàn)樘柲茈姵氐钠溆鄬硬荒艹惺艽祟惛邷?，并且因此需要在緩沖層的沉積之后被涂覆。

liu等人(chem.ofmater.,2014,doi:10.1021/cm501898y)描述了包括nio空穴傳輸層的oled。再次，由于其制造，本文檔中描述的緩沖層是密集的且非顆粒的。進(jìn)一步描述了這些基于前體的層需要以至少275℃并且甚至高到500℃的溫度來固化。再次，這對(duì)于成功生產(chǎn)基于有機(jī)材料的電子設(shè)備而言被認(rèn)為是有障礙的。

kim等人(nanoscaleresearchletters2014,9,323)討論了zno:cs2co3對(duì)有機(jī)光伏性能的影響。如該文檔中所聲稱的，由于cs2co3的修改，ito的功函數(shù)從4.7ev降至3.8ev。取決于應(yīng)用，功函數(shù)的此種修改可以是有益的或不利的。

yang等人(us2010/0012178)描述了針對(duì)電子和電光應(yīng)用的溶液可處理材料。為此，電光設(shè)備包括界面層，該界面層是金屬氧化物與至少一種其它材料的混合，與單獨(dú)的金屬氧化物相比，該至少一種其它材料提供功函數(shù)的降低或電導(dǎo)性的增加中的至少一者。此種其它材料存在的量是至少10％以及最高達(dá)120％，并且因此顯著影響金屬氧化物的性質(zhì)。

dong等人(rscadv2014,4,60131)揭示了將cs2co3用作混合鈣鈦礦太陽能電池的表面修改材料。

因此，本發(fā)明的目標(biāo)是減輕現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)中的至少一些缺點(diǎn)。特別地，本發(fā)明的目的是提供適合在多個(gè)基底上形成薄膜的成分。進(jìn)一步目的是提供避免汽相工藝的用于薄膜的制造方法以及提供改進(jìn)的電設(shè)備和中間產(chǎn)品。因此，又一目的是提供高性能的光電設(shè)備和組件。因此，又一目的是提供易于制造的光電設(shè)備及其組件。

這些目標(biāo)是通過如權(quán)利要求1中所定義的設(shè)備和如權(quán)利要求10中所定義的中間產(chǎn)品以及如權(quán)利要求13中所定義的用途來達(dá)成的。說明書和獨(dú)立權(quán)利要求中揭示了本發(fā)明的進(jìn)一步方面，說明書和從屬權(quán)利要求中揭示了優(yōu)選實(shí)施例。

以下將詳細(xì)描述本發(fā)明。應(yīng)理解，說明書中提供/揭示的各種實(shí)施例、偏好和范圍可任意組合。并且，取決于特定實(shí)施例，所選定義、實(shí)施例或范圍可能不適用。

除非另外聲明，以下定義應(yīng)該在說明書中適用：

本發(fā)明的上下文中適用的術(shù)語“一(a)”、“一(an)”、“該(the)”以及類似術(shù)語被解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，除非本文另外指示或者明顯與上下文矛盾。并且，術(shù)語“包括(including)”、“包含(containing)”和“包含(comprising)”在本文被用于其開放式、非限定意義。術(shù)語“包含(containing)”應(yīng)該包括“包括(comprising)”和“由…組成(consistingof)”兩者。

百分比被給定為重量％，除非本文另外指示或者明顯與上下文矛盾。

術(shù)語“電設(shè)備”在本領(lǐng)域中是已知的。在本發(fā)明的上下文中，涵蓋了包括功能薄膜的任何設(shè)備，包括無機(jī)led或無機(jī)太陽能電池；但是特別是如以下定義的有機(jī)電子設(shè)備。

術(shù)語“光電設(shè)備”在本領(lǐng)域中是已知的，并且表示發(fā)起、檢測(cè)或控制光的電子設(shè)備。因此，此類設(shè)備將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，或反過來。

術(shù)語“有機(jī)電子”、“有機(jī)電子設(shè)備”、“oled”、“opv”在本領(lǐng)域中是已知的，并且涉及包括“基底”和許多層的電子設(shè)備，其中至少一層是如下定義的“緩沖層”。在有機(jī)電子設(shè)備中，至少一層包括有機(jī)物質(zhì)，這對(duì)于所述設(shè)備的正確運(yùn)行是必需的。取決于其余的層、其結(jié)構(gòu)和連接，這些設(shè)備服務(wù)許多目的，諸如oled、opv電池、有機(jī)光電檢測(cè)器、或鈣鈦礦太陽能電池。

術(shù)語led包括有機(jī)led(oled)和量子點(diǎn)led(qled)兩者，在oled中，有源層包括有機(jī)電致發(fā)光材料(聚合物或小分子)，而在qled中，有源層包括電致發(fā)光量子點(diǎn)。

術(shù)語“緩沖層”表示電子設(shè)備中、通常在如本文所討論的設(shè)備中的界面層。緩沖層對(duì)于具有電荷選擇功能(諸如空穴傳輸(htl)、空穴注入(hil)、空穴提取(hel)、電子傳輸(etl)、電子注入(eil)或電子提取(eel))的層是一般術(shù)語。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語緩沖層一般表示不同的特定功能。緩沖層通常稱為電荷選擇層或電荷傳輸層(ctl)。因此，術(shù)語緩沖層包括電子選擇層和空穴選擇層兩者。

術(shù)語“基底”表示在其上應(yīng)用功能層的層。該基底可以是透明或不透明的。適合的材料包括有機(jī)材料(諸如聚合物)，以及無機(jī)材料(諸如玻璃)。

術(shù)語“物理吸附”在本領(lǐng)域是已知的，并且被定義為其中所涉及的力是分子間作用力(范德瓦爾斯或靜電力)并且不涉及所涉及的物種的電子軌道模式的顯著變化的吸收(參見：“internationalunionofpureandappliedchemistry(純應(yīng)用化學(xué)國(guó)際聯(lián)盟)”(http://goldbook.iupac.org/p04667.html)。在本發(fā)明的上下文中，它表示表面上通過靜電或范德瓦爾斯吸引的分子或離子吸收。與化學(xué)吸附相反，物理吸附的分子在被吸附之際不更改其化學(xué)性質(zhì)。因此，通過物理吸附，既不形成或破壞共價(jià)鍵，也沒有原子被電離或去離子。

術(shù)語“散射粒子”是已知的，并且描述高效散射光的材料。通常，散射粒子呈現(xiàn)出高折射率(諸如>2.0，較佳地>2.3)并且粒子大小在可見光的波長(zhǎng)范圍中(諸如100-1000nm，較佳地為200-500nm)。

術(shù)語“霧度”是已知的；薄膜的霧度物理上被定義為漫射傳輸?shù)膹?qiáng)度除以通過薄膜的總傳輸。可用積分球來測(cè)量霧度。

術(shù)語“有源層”表示光敏的并且將光轉(zhuǎn)換為電能量(光吸收；例如，太陽能電池)或?qū)㈦娔芰哭D(zhuǎn)換為光(光發(fā)射；例如led)的層。在本發(fā)明的上下文中，有源層包含一種或多種活性材料。

在特定實(shí)施例中，太陽能電池的有源層包括基于富勒烯的化合物，諸如pcbm(受體)和第二活性材料(供體)。

在又一特定實(shí)施例中，led的有源層包括有機(jī)材料，諸如聚合物或小分子，諸如geffroy等人(polymint.55:572–582(2006))中所討論的。

在又一特定實(shí)施例中，led的有源層包括電致發(fā)光量子點(diǎn)，諸如鈣鈦礦類型的晶體，如例如kovalenko等人(nanoletters2014，doi:10.1021/nl5048779)中所討論的。

術(shù)語“活性材料”表示光敏的且具有電子受體或電子供體性質(zhì)的材料。如本文所使用的，這包括光敏聚合物、光敏小分子、光敏量子點(diǎn)、光敏金屬有機(jī)鈣鈦礦。

術(shù)語“鈣鈦礦”和“鈣鈦礦類型的材料”在本領(lǐng)域是已知的，并且是呈現(xiàn)與catio3相同的晶體結(jié)構(gòu)的材料。它們一般涉及遵從結(jié)構(gòu)abx3的晶體材料，由此a和b是大小非常不同的兩個(gè)陽離子；通常a關(guān)于x具有為12的配位數(shù)，而b關(guān)于x具有為6的配位數(shù)。在本發(fā)明的上下文中，例如，鈣鈦礦類型的材料包括金屬有機(jī)鹵化物材料，諸如甲基氨基碘化鉛(ch3nh3pbi3)或甲基氨基碘化錫(ch3nh3sni3)。

術(shù)語“納米粒子”是已知的，并且尤其涉及至少一個(gè)尺寸在1-100nm范圍中的非晶固體或晶體粒子。較佳地，納米粒子是大致等長(zhǎng)的(諸如球體或立方體納米粒子)。在所有3個(gè)正交尺寸是1-2的長(zhǎng)寬比(最長(zhǎng)：最短方向)的情形中，粒子被認(rèn)為是大致等長(zhǎng)的。在有利的實(shí)施例中，納米粒子具有2-60nm，較佳地為5-30nm的平均主粒子大小(通過n2吸附方法(bet)測(cè)量并且通過以下公式d＝6/(ρ*abet)來計(jì)算，其中d等于粒子大小，ρ等于材料密度，而abet等于所測(cè)得的比表面積)。

術(shù)語“納米粒子層”表示由納米粒子構(gòu)成的薄膜。納米粒子層的厚度可在較寬范圍上變化，但是通常為3-1000nm，較佳地為10-300nm。如果不存在散射粒子，則范圍通常為3-1000nm，諸如對(duì)于自組裝單層為3-30nm。如果存在散射粒子，則范圍通常為100-20000nm，較佳地為1000-10000nm。納米粒子層可由納米粒子單層構(gòu)成，由此具有等于所使用的納米粒子大小的厚度并且由此限定厚度的下限。納米粒子層可由具有單個(gè)大小或具有雙?；蚨嗄４笮》植嫉募{米粒子組成。雙?；蚨嗄４笮》植急徽J(rèn)為導(dǎo)致納米粒子層的較高堆積密度。此外，納米粒子層的體積空隙率通常小于95％，較佳地小于70％。

術(shù)語“金屬氧化物納米粒子”包括(i)純氧化物的納米粒子，(ii)摻雜氧化物的納米粒子，(iii)混合金屬氧化物以及(iv)核殼納米粒子，由此核和殼由不同氧化物組成。

術(shù)語“azo”在本領(lǐng)域是已知的，并且包括鋁摻雜的鋅氧化物，意指鋁被原子分散在鋅氧化物晶格(固溶體)中。

術(shù)語“溶劑”在本領(lǐng)域是已知的，并且在本發(fā)明的上下文中特別包括水和極性有機(jī)溶劑，諸如醇類、乙二醇醚、腈類、酮類、酯類、醚類、醛類、硫氧化物(諸如二甲基亞砜(dmso))、甲酰胺(諸如二乙基甲酰胺(dmf))和乙酰胺類(諸如二甲基乙酰胺(dma))。以上有機(jī)溶劑可被取代或不被取代并且可包括線性、分岔和環(huán)狀衍生物。還可理解，分子中存在不飽和鍵。以上有機(jī)溶劑通常具有1-12個(gè)碳原子，較佳地，1-7個(gè)碳原子。

術(shù)語“分散劑”和“擴(kuò)散劑”在本領(lǐng)域是已知的，并且具有實(shí)質(zhì)上相同的含義。在本發(fā)明的上下文中，這些術(shù)語表示除了溶劑以外的物質(zhì)，該物質(zhì)在膠體懸浮液中用于改善粒子的分離并且防止結(jié)塊或沉淀。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“分散劑”或“擴(kuò)散劑”被用于金屬鹽，從而使本文揭示的納米粒子懸浮液穩(wěn)定。

術(shù)語“懸浮液”是已知的并且涉及內(nèi)相(i.p.)為固體而外相(e.p.)為液體的非均質(zhì)流體。在本發(fā)明的上下文中，懸浮液通常具有至少1天的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性(根據(jù)完整的粒子沉降測(cè)得)。在有利的實(shí)施例中，本發(fā)明提供了保質(zhì)期超過7天，尤其超過2個(gè)月(流體動(dòng)力學(xué)大小d90小于100nm)的成分。外相通常包括一種或多種溶劑，諸如水、醇類和酮類等。

術(shù)語“溶液處理”在本領(lǐng)域是已知的，并且表示通過使用基于溶液的(＝液體)原料來將涂層或薄膜應(yīng)用于基底。在本發(fā)明的上下文中，溶液處理涉及通過使用一種或多種液體懸浮液來制備包括薄納米粒子薄膜的有機(jī)電子設(shè)備和中間產(chǎn)品；通常在環(huán)境壓力下應(yīng)用(諸)懸浮液。

通過參照附圖將更好地理解本發(fā)明。

圖1概覽了本發(fā)明的各個(gè)方面?？傊景l(fā)明描述了由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組中的電子設(shè)備：具有特定(諸)緩沖層的有機(jī)電子設(shè)備(dev；iv.i-iv.iii；本發(fā)明的第一方面)；適于制造以上有機(jī)電子設(shè)備的中間產(chǎn)品(int；iii，第二方面)；適于通過濕相處理來制造以上中間產(chǎn)品的懸浮液形式的成分(susp；ii，第三方面)。這些成分可通過組合已知原料來獲得，諸如mox納米粒子(n.p.:i.i)、金屬鹽(陰離子i.ii和陽離子i.iii)以及溶劑(solv；i.iv)。

圖2示出了用于制造有機(jī)電子設(shè)備的不同類型的中間產(chǎn)品(int；iii)的示意圖結(jié)構(gòu)。根據(jù)附圖，示出了iii.a-iii.d不同序列，其中

(10)表示基底〔可以是透明的或不透明的，以及有機(jī)的(例如聚合物)或無機(jī)的(例如玻璃)〕，

(20)表示電極〔可以是透明的或不透明的〕，

(30)表示第一緩沖層，

(40)表示有源層〔包括例如聚合物、小分子或鈣鈦礦活性材料〕，

(50)表示第二緩沖層〔與第一緩沖層相比具有相反的極化〕，

(60)表示第二電極〔可獨(dú)立于第一電極，透明或不透明〕。

第二緩沖層(50)可具有根據(jù)本發(fā)明的成分，或可具有不同成分(諸如現(xiàn)有技術(shù)材料)。發(fā)明的中間產(chǎn)物可包括更多層或包含如該附圖中所示的層。

圖3示意性地比較取決于其制造的電極(20)上的緩沖層(30或50)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖3a示出了通過納米粒子沉積工藝獲得的結(jié)構(gòu)，由此示出了根據(jù)本發(fā)明的顆粒金屬氧化物相(2)以及孔隙(3)形式的空氣。圖3b示出了通過基于前體或真空沉積工藝獲得的結(jié)構(gòu)，由此示出了連續(xù)/密集的金屬氧化物相(2)以及不同數(shù)量的缺陷(諸如，裂縫或孔(3))形式的空氣。取決于實(shí)際沉積工藝，圖3b中的缺陷數(shù)量可顯著不同。

圖4示出了如圖3中所示的單個(gè)金屬氧化物粒子(i.i)的示意性解說，其中金屬鹽(陽離子i.iii和陰離子i.ii)在其表面上被吸收。不受理論約束，認(rèn)為正電荷金屬陽離子(i.iii)將物理吸附到負(fù)電荷粒子表面(i.i)上并且負(fù)電荷陰離子(i.ii)現(xiàn)在綁定至陽離子(如圖所示)。在金屬氧化物粒子分散在液體相，例如本發(fā)明的懸浮液的情形中，陰離子也可在空間上分開(未示出)。

圖5示出了根據(jù)示例5獲得的薄膜的原子力顯微圖(10×10微米)，左邊是本發(fā)明，右邊是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)。

在第一方面，本發(fā)明涉及電子設(shè)備，尤其選自由光電設(shè)備構(gòu)成的組，其中所述設(shè)備包括基底和許多層，其中所述層中的至少一層是緩沖層，其中所述緩沖層包括金屬氧化物納米粒子，其中如本文所述，在所述納米粒子金屬鹽的表面上被物理吸附。

更一般而言，本發(fā)明涉及電子設(shè)備中的緩沖層，如所描述的，所述緩沖層具有包含金屬氧化物納米粒子的特定和有益成分。已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的緩沖層向電子設(shè)備提供了有益的性質(zhì)，因?yàn)椋?i)不需要后處理(例如，等離子體清洗或退火溫度>150℃)，從而允許所有溶液制造處理；(ii)僅需要非常小量的分散劑，由此導(dǎo)致電子設(shè)備的高性能。

以下將進(jìn)一步詳細(xì)解釋本發(fā)明的該方面。

以上定義了術(shù)語電子設(shè)備和光電設(shè)備。

在一個(gè)實(shí)施例中，該設(shè)備選自由以下構(gòu)成的組：有機(jī)太陽能電池(opv，包括鈣鈦礦類型的太陽能電池)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)、有機(jī)光電檢測(cè)器和量子點(diǎn)led(qled)；尤其是opv和oled，非常特別的是opv。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及具有串聯(lián)架構(gòu)的opv設(shè)備。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及具有串聯(lián)架構(gòu)的opv設(shè)備，由此本發(fā)明的創(chuàng)新層是重組層的一部分。

在一個(gè)實(shí)施例中，緩沖層選自由由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組：空穴傳輸(htl)、空穴注入(hil)、空穴提取(hel)、電子傳輸(etl)、電子注入(eil)或電子提取(eel)層，較佳地為htl、hil、hel。

在一個(gè)實(shí)施例中，緩沖層位于疏水性或親水性有機(jī)材料的頂部，較佳地為pedot:pss、光敏聚合物(吸附器或發(fā)射器)或光敏小分子(吸附器或發(fā)射器)。

在又一實(shí)施例中，緩沖器位于親水性無機(jī)材料的頂部，較佳地為ito或銀(包括真空沉積的密集ag層或經(jīng)溶液處理的多孔ag納米線層)。

在一個(gè)實(shí)施例中，該設(shè)備的頂部和/或底部電極是銀、銅或鎳電極，尤其是ag-、cu-或ni-納米線電極。此類電極的納米線可被嵌入到如以上定義的親水性或疏水性有機(jī)材料中，特別是pedot:pss中。

在一個(gè)實(shí)施例中，頂部和底部電極兩者都由金屬納米線制成。該實(shí)施例提供了透明或半透明電子設(shè)備。此類電極的納米線可被嵌入到如以上定義的親水性或疏水性有機(jī)材料中，特別是pedot:pss中。

在一個(gè)實(shí)施例中，頂部和/或底部電極是純pedot:pss。

在又一實(shí)施例中，頂部和/或底部電極是pedot:pss與常規(guī)金屬集電柵(諸如ag-、cu-或ni-集電柵)的組合。

金屬氧化物納米粒子：以上定義了術(shù)語金屬氧化物納米粒子。

在一個(gè)實(shí)施例中，納米粒子選自由純金屬氧化物構(gòu)成的組，較佳地為nizoy(包括nio)、znzoy(包括zno)、tizoy、wzoy、vzoy、mozoy、yzoy、tazoy、cuzoy、zrzoy、snzoy、inzoy和nbzoy。特別優(yōu)選的純金屬氧化物是nio。又一特別優(yōu)選的純金屬氧化物是zno。又一特別優(yōu)選的純金屬氧化物是crzoy。

在一個(gè)實(shí)施例中，納米粒子選自由混合金屬氧化物構(gòu)成的組，較佳地為包含混合金屬氧化物的鋅，最為較佳地為銦鎵鋅氧化物(igzo)、銦鋅氧化物(izo)、鋅錫氧化物(znsno3)。又一優(yōu)選的混合金屬氧化物是basno3。

在一個(gè)實(shí)施例中，納米粒子選自由摻雜金屬氧化物構(gòu)成的組，特別是摻雜的nizoy、znzoy、tizoy、wzoy、vzoy、mozoy、yzoy、tazoy、cuzoy、zrzoy、snzoy、inzoy和nbzoy，最為優(yōu)選的是nizoy、znxoy、tizoy、inzoy和snzoy。適合的摻雜劑和摻雜劑的量是本領(lǐng)域已知的。術(shù)語摻雜金屬氧化物涉及mox的成分，其中金屬(m)由一種或多種金屬(＝“摻雜劑”)代替。摻雜劑原子結(jié)合到myox晶格中，從而置換或填隙地形成均勻單相(“固溶體”)。特定的示例包括ito(氧化銦錫；通常90％in2o3:10％sno2)、ato(銻摻雜錫氧化物；通常90％sno2:10％sb2o3)以及azo(鋁摻雜鋅氧化物；通常97％zno:3％al2o3)。在本發(fā)明的上下文中，分開的多相系統(tǒng)(例如，mox+fe2o3)不被認(rèn)為是摻雜氧化物。氧化物的摻雜能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的薄膜性質(zhì)(諸如導(dǎo)電性、功函數(shù)和/或光吸收)的精細(xì)調(diào)諧。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述金屬氧化物用一種或多種金屬的0.001-30wt％，較佳地，0.01-15wt％，最佳地，0.1-10wt％(相對(duì)于金屬)來?yè)诫s。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述摻雜劑原子選自由過渡金屬、堿性金屬和堿土金屬構(gòu)成的組。

金屬鹽：根據(jù)本發(fā)明，金屬鹽在納米粒子的表面上被物理吸附。以上定義了術(shù)語物理吸附。顯然，物理吸附僅發(fā)生在納米粒子表面上。不受理論約束，認(rèn)為金屬鹽充當(dāng)分散劑。在本發(fā)明的上下文中，金屬鹽因此被稱為分散劑。物理吸附在表面上的金屬鹽的量可在較寬范圍上變化。適合的金屬鹽的量在納米粒子中金屬鹽陽離子與金屬原子/離子的摩爾分?jǐn)?shù)0.02-6mol％，較佳地在0.1-4mol％，最佳地在0.2-2mol％的范圍中。這些量取決于納米粒子展現(xiàn)的特定表面，并且可由本領(lǐng)域技術(shù)人員來確定。

在一個(gè)實(shí)施例中，金屬鹽的公式(i)為

mz^a+ry^b-(i)

其中

m表示金屬陽離子，

r表示相應(yīng)的鹽陰離子，

a是2、3、4或5，較佳地為2或3

b是1、2或3，較佳地為1或2

z是1或小于1但排除0的實(shí)數(shù)，

y是z*a/b

金屬陽離子(m)較佳地為zn、al、y、pb、bi、cu、ni、co、fe、mn、cr、v、ti、la、mg、ca、sr或ba并且最佳地為zn、al或y。

鹽離子(r)較佳地是醋酸鹽、甲酸鹽、檸檬酸鹽、草酸鹽、硝酸鹽或鹵化物并且最佳地是醋酸鹽或硝酸鹽。

在優(yōu)選實(shí)施例中，分散劑鹽的金屬原子/離子不同于納米粒子中的主要濃度中存在的金屬原子/離子。

在優(yōu)選實(shí)施例中，分散劑鹽的金屬原子/離子不同于納米粒子中存在的存在于大于0.1wt％(相對(duì)于納米粒子成分)的濃度中的任何金屬原子/離子。

本文描述的金屬鹽是商業(yè)項(xiàng)目。此類金屬鹽可由本領(lǐng)域已知的任何方法來制作。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了具有如本文描述的成分的緩沖層，其中所述層由如本文所述的金屬氧化物納米粒子和分散劑構(gòu)成。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬氧化物納米粒子涂覆有如本文所定義的一種類型的分散劑。

在一個(gè)替換實(shí)施例中，所述金屬氧化物納米粒子涂覆有如本文所定義的兩種或更多種類型的分散劑。在該實(shí)施例中，個(gè)體納米粒子涂覆有所述兩種或更多種分散劑，或第一組納米粒子涂覆有第一分散劑，第二組納米粒子涂覆有第二分散劑，等等。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了具有以下成分的緩沖層：70-99.9wt％，較佳地80-99.5wt％，最佳地90-99wt％的金屬氧化物納米粒子以及0.1-30wt％的金屬鹽，較佳地0.5-20wt％的金屬鹽，最佳地1-10wt％的金屬鹽。這些比率較佳地是通過次級(jí)離子質(zhì)譜法(sims)技術(shù)(例如，tof-sims)來測(cè)量的。

在有利的實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所描述的緩沖層，其包含70-99.9wt％，較佳地80-99.5wt％，最佳地90-99wt％的nio納米粒子以及0.1-30wt％，較佳地0.5-20wt％，最佳地1-10wt％的分散劑。

在有利的實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的緩沖層，其包含70-99.9wt％，較佳地80-99.5wt％，最佳地90-99wt％的zno納米粒子以及0.1-30wt％，較佳地0.5-20wt％，最佳地1-10wt％的分散劑。

在有利的實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的緩沖層，其包含70-99.9wt％，較佳地80-99.5wt％，最佳地90-99wt％的azo納米粒子以及0.1-30wt％，較佳地0.5-20wt％，最佳地1-10wt％的分散劑。

在有利的實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的緩沖層，其包括：

nio納米粒子和公式(i)的y(no3)3鹽；或者

zno納米粒子和公式(i)的y(no3)3鹽；或者

azo納米粒子和公式(i)的y(no3)3鹽。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的電子設(shè)備，其中所述緩沖層的薄膜厚度為3-1000nm，較佳地為10-500nm。在一個(gè)實(shí)施例中，也可構(gòu)想單層，通常為3-30nm厚。厚度可由輪廓儀、原子力顯微術(shù)或電子顯微術(shù)來確定。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的光電設(shè)備，其中所述氧化物納米粒子的主粒子直徑為1-100nm，較佳地為3-50nm(通過氮?dú)馕?、x射線衍射或透射電子顯微術(shù)測(cè)得)。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的電子設(shè)備，其中所述氧化物納米粒子呈現(xiàn)雙模或多模大小分布。認(rèn)為雙模或多模大小分布導(dǎo)致較高的粒子堆積密度，由此導(dǎo)致較低的層孔隙度。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的電子設(shè)備，其中所述緩沖層具有小于100nm，尤其小于30nm(由電子顯微術(shù)、原子力顯微術(shù)或輪廓儀測(cè)得)的平均表面粗糙度。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的電子設(shè)備，其中所述緩沖層除了如本文所述的納米粒子以外還包括散射粒子。因此，本發(fā)明的緩沖層可附加地包括散射粒子，其通常具有>2.3的折射率，并且相當(dāng)大，通常粒子大小為100-500nm。此類散射粒子的存在向電子功能的緩沖層提供了受控制的霧度。使用具有光散射性質(zhì)(霧度)的此類緩沖層是用于在oled設(shè)備中進(jìn)行光提取(光耦合輸出)或者用于在太陽能電池中進(jìn)行光耦合輸入的，這增強(qiáng)了任一設(shè)備的效率(更多的光進(jìn)入太陽能電池或從oled中提取更多的光)。散射粒子的典型成分是batio3、srtio3、tio2。散射粒子在干緩沖層中的典型濃度范圍是5-50wt％。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的電子設(shè)備，其中所述緩沖層的導(dǎo)電率為10^-8–10³s/cm，較佳地為10^-6–10²，最佳地為10^-3–10(由4點(diǎn)導(dǎo)電率測(cè)量測(cè)得)。

在更特定的實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所述的電子設(shè)備，其中所述緩沖層包括散射粒子并且具有10^-1–10³s/cm的導(dǎo)電率。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及oled，其中etl或eil(i)由如本文所述的方法獲得，或者(ii)由涂覆有如本文所述的分散劑的金屬氧化物納米粒子構(gòu)成。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及oled，其中htl或hil(i)由如本文所述的方法獲得，或者(ii)由涂覆有如本文所述的分散劑的金屬氧化物納米粒子構(gòu)成。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及oled，其中該設(shè)備堆疊包括序列：電極/hil/htl/有源層/etl/eil/電極。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及oled，其中etl層由涂覆有如本文所述的分散劑的單層納米粒子構(gòu)成。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及有機(jī)太陽能電池(opv)，其中etl(i)由如本文所述的方法獲得，或者(ii)由涂覆有如本文所述的分散劑的金屬氧化物納米粒子構(gòu)成。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及鈣鈦礦太陽能電池(opv)，其中htl(i)由如本文所述的方法獲得，或者(ii)由涂覆有如本文所述的分散劑的金屬氧化物納米粒子構(gòu)成。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及有機(jī)光電檢測(cè)器，其中etl(i)由如本文所述的方法獲得，或者(ii)由涂覆有如本文所述的分散劑的金屬氧化物納米粒子構(gòu)成。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及電子設(shè)備，其中etl(i)由如本文所述的方法獲得，或者(ii)由涂覆有如本文所述的至少一種類型的分散劑的金屬氧化物納米粒子構(gòu)成。

用途：在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及將涂覆有如本文所述的金屬鹽的金屬氧化物納米粒子用于制造如本文所述的電子設(shè)備，特別是選自由oled、opv、鈣鈦礦類型的太陽能電池、光電檢測(cè)器和qled構(gòu)成的組的電子設(shè)備。

在第二方面，本發(fā)明涉及包括涂覆有許多層的片狀基底的中間產(chǎn)品(“組件”)，其中所述層中的至少一層、較佳地為緩沖層包括具有如本發(fā)明的第一方面中所定義的物理吸附金屬鹽的納米粒子。

以下將進(jìn)一步詳細(xì)解釋本發(fā)明的該方面。

中間產(chǎn)品(“組件”)：如以上所概述的，存在對(duì)于通過基于溶液的處理來制造有機(jī)電子產(chǎn)品的需要。因此，通過適合的基于溶液的處理(諸如涂覆或印刷)來制造組件；由此獲得的材料隨后被完成以獲得最終設(shè)備(有機(jī)電子設(shè)備)。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中所述層具有序列：基底/電極/htl/有源層/etl/電極。(“普通架構(gòu)”)

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中所述層具有序列：基底/電極/etl/有源層/htl/電極。(“反轉(zhuǎn)架構(gòu)”)

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中所述層包括序列：電極/etl/有源層/htl。該中間物還可以是串疊電池的基礎(chǔ)。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中所述層包括序列：電極/htl/有源層/etl。該中間物還可以是串疊電池的基礎(chǔ)。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中所述層包括序列：電極/htl/etl/電極。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中所述層包括序列：電極/etl/htl/電極。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中所述層具有以下序列：(a)透明電極/htl/有源層/etl(b)不透明電極/htl/有源層/etl(c)

透明電極/etl/有源層/htl(d)不透明電極/etl/有源層/htl，由此透明電極選自由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組：pedot:pss、金屬納米線(包括銀納米線、銅納米線、鎳納米線)、金屬網(wǎng)格、石墨烯、碳納米管和ito；以及由此不透明電極選自由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組：密集銀、密集鋁、密集銅、密集金、厚(不透明)碳納米管層和厚(不透明)基于石墨烯的層。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中不存在附加層。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中緩沖層具有在3-1000nm之間，較佳地在10-500nm之間的厚度。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中緩沖層具有30nm以下的平均表面粗糙度。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，其中緩沖層具有0.1-30wt％，較佳地0.5-20wt％，最佳地1-10wt％范圍中的金屬鹽含量。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了如本文所定義的組件，基底如以上所定義。

用途：在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了將包括如本文所述的物理吸附金屬鹽的金屬氧化物納米粒子用于制造如本文所定義的中間產(chǎn)品(“組件”)。

在第三方面，本發(fā)明涉及懸浮液形式的成分，所述成分包含金屬氧化物納米粒子、(諸)溶劑以及選自如本文所述的金屬鹽的組的分散劑。使用此類懸浮液來制造薄膜(諸如緩沖層)是新穎的并且是本發(fā)明的主題。此外，某些懸浮液是新穎的，并且由此也是本發(fā)明的主題。以下將進(jìn)一步詳細(xì)解釋本發(fā)明的該方面。

新用途：本發(fā)明提供了使用包括涂覆有如本文所述的分散劑的金屬氧化物納米粒子和極性溶劑的懸浮液(i)來制造如本文所定義的中間產(chǎn)品(“組件”)或者(ii)制造如本文所述的電子設(shè)備；所述設(shè)備尤其選自由oled、opv、鈣鈦礦類型的太陽能電池、光電檢測(cè)器和qled構(gòu)成的組。

對(duì)于這些用途，適合的懸浮液(ii)包括0.2-50wt％，較佳地1-20wt％的如本文所述的納米粒子(1)；0.005-10wt％，較佳地0.01-5wt％的如本文所述的金屬鹽(2)；20-99.795wt％，較佳地30-98.99wt％的如本文所定義的溶劑(4)，較佳地為水、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲醇、氰化甲烷、乙二醇、丙烯碳酸鹽、丙酮、2,2,3,3-四氟-1-丙醇，最佳地為甲醇、氰化甲烷、2,2,3,3-四氟-1-丙醇和水。

新懸浮液：此外，以上定義的懸浮液中的某些懸浮液是新穎的，并且由此是本發(fā)明的主題。以上定義了術(shù)語懸浮液。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了懸浮液形式的成分，包括(i)選自有金屬氧化物納米粒子構(gòu)成的組的納米粒子和(ii)一種或多種溶劑以及(iii)來自由如本文所述的金屬鹽構(gòu)成的組的一種或多種分散劑。

納米粒子：本發(fā)明的成分中的納米粒子的量可取決于期望的用途而在較寬范圍上變化，但是通常在成分的0.5-50wt％(較佳地1-20wt％)范圍中變化。

有利地，懸浮液中的納米粒子具有小于100nm的流體動(dòng)力學(xué)大小d90(通過動(dòng)態(tài)光散射或離心沉降技術(shù)測(cè)得)。

有利地，納米粒子是通過氣相熱分解工藝、較佳地火焰噴涂合成來合成的。

分散劑：以上討論了適合的分散劑并且尤其包括公式(i)的金屬鹽。不受理論約束，認(rèn)為本發(fā)明的懸浮液中的分散劑在納米粒子表面上被部分物理吸附并且在溶劑中被部分溶解。

溶劑：適合的溶劑包括如以上所討論的極性溶劑，并且較佳地選自由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組：水、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲醇、氰化甲烷、乙二醇、丙烯碳酸鹽、丙酮、和2,2,3,3-四氟-1-丙醇。特別優(yōu)選的是選自由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組的極性溶劑：甲醇、氰化甲烷、2,2,3,3-四氟-1-丙醇和水。應(yīng)理解，術(shù)語溶劑還包括以上所述溶劑的組合。

在第四方面，本發(fā)明涉及制造如本文所揭示的本發(fā)明的成分、中間產(chǎn)品和設(shè)備以及根據(jù)這些方法獲得的本發(fā)明的成分、中間產(chǎn)品和設(shè)備。以下將進(jìn)一步詳細(xì)解釋本發(fā)明的該方面。

制造懸浮液：懸浮液的制造是已知規(guī)程。納米粒子的涂覆也是已知規(guī)程。這些規(guī)程可應(yīng)用于本發(fā)明的懸浮液的原料。

在一個(gè)實(shí)施例中，例如，通過混合、超聲波處理或球磨來組合溶劑和納米粒子。對(duì)于所獲得的初始懸浮液，添加分散劑(即，金屬鹽)。涂覆發(fā)生在室溫或者在加熱和混合之際。

在一個(gè)替換實(shí)施例中，例如，通過混合來組合溶劑和分散劑(即，金屬鹽)。對(duì)于所獲得的初始溶液，添加納米粒子。涂覆發(fā)生在室溫或者在加熱和混合之際。

制造中間產(chǎn)品：根據(jù)本發(fā)明的中間產(chǎn)品可通過溶液處理來獲得。認(rèn)為這具有顯著優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗沟媚軌蛲ㄟ^適用于大面積和連續(xù)處理的簡(jiǎn)單技術(shù)來制造所有層。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了用于制造如本文所定義的中間產(chǎn)品的方法，其中制造緩沖層包括以下步驟：(a)在基底或經(jīng)涂覆基底上應(yīng)用懸浮液，所述懸浮液包括涂覆有分散劑的金屬氧化物納米粒子和溶劑，并且從所述成分中移除溶劑，以及(b)從所獲得的薄膜中移除溶劑以及(c)可任選地在升高的溫度下處理干層。

步驟(a)應(yīng)用懸浮液：許多工藝是已知的以將液體成分應(yīng)用于基底以產(chǎn)生濕薄膜；本領(lǐng)域技術(shù)人員處于恰適選擇的位置。適合的是例如涂覆，尤其是卷對(duì)卷涂覆、槽模涂覆、噴涂、超聲波噴涂、浸漬涂覆、卷軸對(duì)卷軸涂覆、刮涂；或通過印刷，尤其是噴墨印刷、移印、膠版印刷、凹印、絲網(wǎng)印刷、凹雕印刷、片對(duì)片印刷。與基于真空的工藝相比，此類工藝一般被認(rèn)為對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)是有益的。取決于步驟(a)中使用的成分，該步驟可重復(fù)(即，可被執(zhí)行多次)。該實(shí)施例被認(rèn)為是有利的以精細(xì)調(diào)諧最終薄膜厚度。

步驟(b)干燥和薄膜形成：許多工藝是已知的以將液體從經(jīng)涂覆的基底的濕薄膜中移除；本領(lǐng)域技術(shù)人員處于恰適選擇的位置。適合的是例如在室溫或在升高的溫度處的干燥。干燥可在空氣、在保護(hù)氣體，諸如氮?dú)饣驓鍤庵邪l(fā)生。尤其適合的是具有低濕度含量的氣體(例如，氮?dú)?、干燥空氣、氬?。

步驟(c)：溫度清洗步驟：以溫度退火形式的清洗步驟可以可任選地在150℃以下的溫度處進(jìn)行。在有利的實(shí)施例中，步驟(c)中干燥的納米粒子薄膜在空氣中或在保護(hù)氣體中在80℃-150℃處退火。

在有利的實(shí)施例中，通過涂覆或印刷來制造中間產(chǎn)品的所有層。

制造設(shè)備：始于以上描述的中間產(chǎn)品的設(shè)備的制造本身是已知的，但是尚未應(yīng)用于本發(fā)明的特定中間產(chǎn)品。

因此，本發(fā)明提供了一種用于制造如本文所定義的電子設(shè)備的方法，包括以下步驟：(a)提供如本文所定義的中間產(chǎn)品，(b)將所述產(chǎn)品的各層與電路接觸，(d)完成所獲得的產(chǎn)品。

加工產(chǎn)品：由于根據(jù)本發(fā)明的方法所獲得的新穎緩沖層，電子設(shè)備和中間產(chǎn)品也是新穎的。由于根據(jù)本發(fā)明的方法所獲得的突出穩(wěn)定性和性能，懸浮液也是新穎的。

本發(fā)明由此提供了通過包括以下步驟的方法獲得的懸浮液：組合金屬氧化物納米粒子、(諸)分散劑和諸(溶劑)。

本發(fā)明由此提供了通過包括以下步驟的方法獲得的中間產(chǎn)品：在基底或經(jīng)涂覆基底上應(yīng)用懸浮液，所述懸浮液包括(i)涂覆有分散劑的金屬氧化物納米粒子和(ii)溶劑，以及從所述成分中移除溶劑并且可任選地在升高的溫度下處理干層。

本發(fā)明因此提供了通過包括以下步驟的方法獲得的電子設(shè)備：提供如本文所定義的中間產(chǎn)品，將各層與電路接觸，完成所獲得的產(chǎn)品。

為了進(jìn)一步解說本發(fā)明，提供了以下示例。提供這些示例并未旨在限定本發(fā)明的范圍。

示例1：通過火焰噴涂合成來合成氧化鎳(nio)納米粒子。為了制備前體，269.2g醋酸鎳四水合物(sigmaaldrich)添加至1080g2乙基己酸(aldrich)并通過在150℃處加熱混合物達(dá)1小時(shí)來溶解。對(duì)于所獲得的溶液，添加540g四氫呋喃(sigmaaldrich)并將其良好地混合。該前體隨后被饋送((7ml/分鐘，hnp微系統(tǒng)，微型環(huán)形齒輪泵mzr-2900)至噴涂噴嘴，由氧氣分散(15l/分鐘，pangastech)，并且由預(yù)先混合的甲烷-氧氣火焰點(diǎn)燃(ch4:1.2l/分鐘，o2:2.2l/分鐘)。廢氣通過真空泵(busch,secosv1040cv)以約20m³h/小時(shí)過濾通過玻璃纖維過濾器(schleicher&schuell)。從玻璃纖維過濾器收集所獲得的氧化物納米粉末。

通過使用謝樂公式用rigakuminiflex600、sc-70檢測(cè)器從10℃到70℃以0.01°的步進(jìn)大小測(cè)量平均晶體大小。srtio3粒子的平均晶體大小為10nm。

為了制備懸浮液，通過球磨達(dá)1小時(shí)來分散5wt％的nio納米粉末(如以上所述)、0.1wt％的六水合硝酸釔(iii)(aldrich)和94.9wt％的甲醇(merck)。最終制備的懸浮液是黑色的，并且可以穩(wěn)定達(dá)1周以上(1周以后沒有懸浮劑可見)。

對(duì)于設(shè)備制造，經(jīng)圖案化的ito基底隨后每次用丙酮和異丙醇超聲波清洗10分鐘。在經(jīng)清洗的ito基底上，通過旋涂?jī)x以4000的速度沉積上述nio懸浮液的密集和平滑層并且接著在空氣中以140℃退火達(dá)15分鐘，從而導(dǎo)致約30nm的干燥的薄膜厚度。在氮?dú)馐痔紫渲羞M(jìn)行以下步驟：以1:1的摩爾比混合的具有約40％濃度的pbi2和ch3nh3i在二甲基甲酰胺和二甲基亞砜(2:1v/v)的混合物中以60℃攪拌達(dá)12小時(shí)。使用0.45μmptfe注射過濾器來過濾如所制備的鈣鈦礦前體并以4000r.p.m的速度涂覆在ito/nio基底上達(dá)35秒。在整個(gè)旋涂工藝的最后5秒期間，用氯苯(cb)滴鑄來處理基底(約2.5cm×2.5cm)?；自跓岜P上以100℃干燥10分鐘。cb中的2wt％的pcbm溶液以1200r.p.m被旋涂在ito/nio/mapbi3基底上達(dá)30秒。最后，藉由熱蒸發(fā)通過蔭罩沉積100nm厚的ag對(duì)電極。

設(shè)備特性化：使用來自bo測(cè)試的源測(cè)量單元來測(cè)量所有設(shè)備的j-v特性。由具有am1.5g頻譜和100mwcm-2的光強(qiáng)度的newportsol1a太陽能模擬器提供照明，該光強(qiáng)度由經(jīng)校準(zhǔn)的晶硅電池來確定。在設(shè)備特性化期間，使用具有10.4mm²開口的蔭罩。由enli技術(shù)(臺(tái)灣)eqe測(cè)量系統(tǒng)(qe-r)來記錄eqe頻譜，并且用標(biāo)準(zhǔn)單晶硅光伏電池來校準(zhǔn)每個(gè)波長(zhǎng)的光強(qiáng)度。如上所述制備的電池以19.22ma/cm²的短路電流、1.1v的開路電壓和66.2％的填充因子達(dá)成了13.98％的光電轉(zhuǎn)換效率(pce)。

示例2：來自實(shí)驗(yàn)1的5wt％的nio納米粉末、0.5wt％的二乙基磷-乙基-三乙氧基硅烷(abcr)以及94.5％的異丙醇(basf)通過球磨1小時(shí)來分散。最終制備的懸浮液是黑色的，并且可以穩(wěn)定達(dá)1周以上(1周以后沒有懸浮劑可見)。

實(shí)驗(yàn)1中如上所述產(chǎn)生的設(shè)備以3.30ma/cm²的短路電流、1.08v的開路電壓和44.9％的填充因子達(dá)成了1.6％的光電轉(zhuǎn)換效率(pce)。

示例3：不同類型的納米粉末、金屬鹽和溶劑的各種組合被用于制備懸浮液。通過球磨15分鐘來分散5wt％的納米粉末、0.25wt％的金屬鹽和94.75wt％的溶劑。納米粉末類似于實(shí)驗(yàn)1來制備或是市售的。金屬鹽以及溶劑都是市售的。由此制備的懸浮液在3日后被評(píng)估。如果存在相分離，以使得在關(guān)于總懸浮液填充高度的30％高度或更大處有上清液，則懸浮液被認(rèn)為是不穩(wěn)定的，以及如果高度小于30％則被認(rèn)為是穩(wěn)定的。這些結(jié)果被示出在下列表格中：

示例4：來自實(shí)驗(yàn)1的5wt％的nio納米粉末、各種量的六水合硝酸釔(iii)(aldrich)和甲醇(merck)通過球磨15分鐘來分散。類似于示例3評(píng)估穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)下列結(jié)果：發(fā)現(xiàn)包含0.005wt％和0.025wt％(分別對(duì)應(yīng)于0.1和0.5wt％)的六水合硝酸釔(iii)的懸浮液是不穩(wěn)定的，而發(fā)現(xiàn)包含0.05wt％(對(duì)應(yīng)于1wt％)或更多六水合硝酸釔(iii)的懸浮液是穩(wěn)定的。

示例5：本發(fā)明與kim等人(納米級(jí)研究快報(bào)2014，9，323)之間的比較性示例。

試驗(yàn)性的：

在存在5wt％分散劑(金屬鹽：cs2co3(根據(jù)kim)或yno3x6h2o(本發(fā)明)、總分散劑濃度：0.25％)的情況下，5wt％的納米粒子(zno；通過火焰噴涂熱解來合成)分散在溶劑(乙醇或甲醇)中。類似于示例4來制備懸浮液。用旋涂?jī)x@500rpm來實(shí)施薄膜涂覆。通過用lumisizer在甲醇中溶解至0.5wt％的zno來確定粒子大小。以下并在圖5中提供了結(jié)果。

結(jié)果：

表1：溶劑乙醇

表2：溶劑甲醇

*分散中的平均流體粒子大小(d50；nm)

結(jié)語：

該示例中提供的數(shù)據(jù)令人信服地示出了用cs2co3涂覆的納米粒子(對(duì)應(yīng)于金屬鹽公式(i)其中a＝1)不適于制備穩(wěn)定的懸浮液并且還導(dǎo)致具有高粗糙度的薄膜。

該示例中提供的數(shù)據(jù)進(jìn)一步示出了用y(no3)3涂覆的相同納米粒子(對(duì)應(yīng)于金屬鹽公式(i)其中a＝3)適于制備具有極性溶劑的穩(wěn)定懸浮液并且還導(dǎo)致具有低粗糙度的薄膜。

當(dāng)與包括已知納米粒子的設(shè)備相比較時(shí)，包括本發(fā)明的納米粒子的光電設(shè)備是更好的。