[发明专利]一种有机铵盐p型掺杂剂

说明书

本发明公开了一种有机铵盐作为p型掺杂剂及其在有机半导体光电器件中的应用。这种p型掺杂剂可以通过与受体材料共混或者将受体材料暴露在p型掺杂剂的蒸汽中对受体材料进行p掺杂。这种掺杂剂加入p型半导体中可以提升有机半导体的电导率及空穴迁移率等性质，从而可以应用在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池等领域。

技术领域

本发明属于有机半导体器件领域，更具体地，涉及一种有机铵盐p型掺杂剂及其在有机半导体光电器件领域的应用。

背景技术

有机半导体由于其可溶液加工、柔性和质轻等优点，近年来被广泛研究并应用于有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池等有机光电器件领域。然而，与无机半导体相比，有机半导体的载流子迁移率和电导率相对较低，这极大的限制了有机半导体光电器件的性能。

对有机半导体进行掺杂可以大幅提升其载流子迁移率和电导率，从而显著地改善有机光电器件的性能。目前，有机半导体中p型半导体居多，而能够对其实现p型掺杂的掺杂剂相对p型有机半导体的数量甚少。这些掺杂剂中既具有良好的溶解性能满足可溶液加工条件，又能实现高效掺杂，同时成本低廉的p型掺杂剂寥寥无几。因此，开发新型的p掺杂剂对实现高性能有机半导体光电器件，降低其制备成本具有重要意义。

发明内容

为了实现对p型有机半导体的高效掺杂，大幅提升有机光电器件性能，本发明提供了一种有机铵盐p型掺杂剂及其在有机半导体光电器件领域的应用，以解决开发成本高，难以溶液加工和掺杂效果差的技术问题。

为实现以上目的，按照本发明的一个方面，提供了一种有机铵盐p型掺杂剂，所述p型掺杂剂为有机铵盐，所述有机铵盐具有如式(a)或(b)所示的结构：

其中，R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆，R₇各自独立为H、羟基、羧基、取代的或未取代的烷基、环烷基、杂环烷基、杂环亚烷基、酮烷基、烷氧基、烯基、酮烯基、炔基、芳基、亚芳基、杂芳基、杂亚芳基、酮芳基、酮基杂芳基、卤代烷基、卤代酮烷基、卤代烯基、卤代酮烯基、卤代炔基、卤代芳基、卤代杂芳基，其中一个或者多个不相邻的CH₂可以独立的被–O–，OH–，–S–，–NH–，–CO–，–COO–，–COOH–，–OCO–，–OCO–O–，–SO2–，–S–CO–，–CO–S–，–CH＝CH–，–C≡C–，芳基或者杂芳基所取代；Y独立为F，Cl，Br或I。

进一步，所述P型掺杂剂为一种或多种有机铵盐的混合物，或者一种或多种有机铵盐作为有效成分的混合物。

按照本发明的另一个方面，提供了一种有机铵盐p型掺杂剂在有机半导体光电器件中的应用，其特征在于，所述p型掺杂剂与受体材料直接混合或者将受体材料暴露在p型掺杂剂的蒸汽中，从而对受体材料实现p掺杂，并将其应用于有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池等领域。

进一步的，受体材料为所有p型或双极型有机半导体。

进一步的，钙钛矿太阳能电池的器件结构为：ITO导电玻璃作为电池负极，SnO₂作为电池电子传输层，MAPbI₃为钙钛矿吸光层，p型掺杂剂对受体材料进行p掺杂后作为电池空穴传输层，金属Ag作为电池正极。