CN106784357A - 发光器件、含其的显示装置及照明装置、和太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发光器件、含其的显示装置及照明装置、和太阳能电池，该发光器件包括：阳极层；第一空穴传输层，设置在阳极层的表面上，形成第一空穴传输层的材料包括纳米颗粒，纳米颗粒为有机聚合物空穴传输材料‑金属硫化物，有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物通过共价键连接，金属硫化物的最高占据分子轨道能级深于有机聚合物空穴传输材料的最高占据分子轨道能级；发光层，设置在第一空穴传输层的远离阳极层的表面上，形成发光层的材料包括发光材料；以及阴极层，设置在发光层的远离第一空穴传输层的表面上。该发光器件中的电子和空穴注入到发光层的速率基本一致，使得电子与空穴接近或达到注入平衡，提高了器件的发光效率和寿命。

Description

发光器件、含其的显示装置及照明装置、和太阳能电池
技术领域
本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种发光器件、含其的显示装置及照明装置、和太阳能电池。
背景技术
在当下典型的发光器件中，由于常用的有机聚合物空穴传输层的最高已占轨道(已占有电子的能级最高的轨道，简称HOMO)能级与发光层的发光材料之间价带能级差值比较大，造成空穴不易注入到发光层中去，这就导致了空穴电子注入的不平衡，影响发光器件的效率。
现有技术中一般在阳极层和发光层之间设置空穴传输层来降低空穴传输的势垒，但是现有的空穴传输层的作用不能够有效解决空穴电子注入不平衡的问题。
因此，上述的发光器件中因空穴和电子注入不平衡而导致的器件效率下降的问题亟需解决。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种发光器件、含其的显示装置及照明装置、和太阳能电池，以解决现有技术中空穴和电子注入不平衡的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发光器件，所述发光器件包括：阳极层；第一空穴传输层，设置在所述阳极层的表面上，形成所述第一空穴传输层的材料包括纳米颗粒，所述纳米颗粒为有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物，所述有机聚合物空穴传输材料和所述金属硫化物通过共价键连接，所述金属硫化物的最高占据分子轨道能级深于所述有机聚合物空穴传输材料的最高占据分子轨道能级；发光层，设置在所述第一空穴传输层的远离所述阳极层的表面上，形成所述发光层的材料包括发光材料；以及阴极层，设置在所述发光层的远离所述第一空穴传输层的表面上。
进一步地，所述有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物的最高占据分子轨道能级浅于所述发光材料的最高占据分子轨道能级。
进一步地，所述金属硫化物选自CdS、ZnS、MgS与CaS中的一种或多种，所述有机聚合物空穴传输材料选自聚乙烯咔唑、聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺与聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)中的一种或多种。
进一步地，所述发光器件还包括：空穴注入层，设置于所述阳极层和所述第一空穴传输层之间；和/或电子传输层，设置于所述发光层和所述阴极层之间。
进一步地，所述发光器件还包括：第二空穴传输层，设置于所述阳极层和所述第一空穴传输层之间，形成所述第二空穴传输层的材料选自聚乙烯咔唑、聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺中的一种或多种。
进一步地，所述阳极层、所述发光层以及所述阳极层和所述发光层之间的各层材料的最高占据分子轨道能级或价带能级沿所述阳极层向所述发光层的方向逐层递减。
进一步地，所述发光器件为QLED或OLED。
根据本发明的第二方面，提供了一种显示装置，包括发光器件，所述发光器件为上述的发光器件。
根据本发明的第三方面，提供了一种照明装置，包括发光器件，所述发光器件为上述的发光器件。
根据本发明的第四方面，提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括空穴传输层，形成所述空穴传输层的材料包括有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒，作为空穴传输材料用于太阳能电池中，其中，所述有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒是由有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物通过共价键连接而成，所述金属硫化物的最高占据分子轨道能级深于所述有机聚合物空穴传输材料的最高占据分子轨道能级。
应用本发明的技术方案，在发光器件中的发光层与阳极层之间增加包括纳米颗粒的第一空穴传输层，其中，该纳米颗粒是由有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物通过化学反应形成的，金属硫化物的最高占据分子轨道能级(HOMO能级)深于有机聚合物空穴传输材料的HOMO能级，反应后形成的纳米颗粒的HOMO能级较有机聚合物空穴材料的能级更深(HOMO能级更小)，更加接近发光层发光材料的能级，因此能级加深的空穴传输层可以与发光层和阳极层的能级更好地匹配，有利于空穴从阳极层注入到发光层中，提高了空穴的迁移率，使空穴和电子注入趋于或达到平衡，解决了现有技术中空穴和电子注入不平衡的技术问题，实现了提高器件的发光效率的技术效果。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请的一种典型的实施方式提供的发光器件的结构示意图；
图2示出了本申请的一种可选的实施例提供的发光器件的结构示意图；以及
图3示出了本申请的一种可选的实施例提供的发光器件的能级结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
01、基板；10、阳极层；20、空穴注入层；30、第二空穴传输层；40、第一空穴传输层；50、发光层；60、电子传输层；70、阴极层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中发光器件中的空穴和电子注入不平衡易产生发光器件效率下降的问题。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种发光器件、含其的显示装置及照明装置、和太阳能电池。
在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种发光器件，如图1所示，该发光器件包括：阳极层10、第一空穴传输层40、发光层50以及阴极层70，其中：
第一空穴传输层40设置在阳极层10的表面上，形成第一空穴传输层40的材料包括纳米颗粒，纳米颗粒为有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物，有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物通过化学键连接，金属硫化物的最高占据分子轨道能级深于有机聚合物空穴传输材料的最高占据分子轨道能级；发光层50设置在第一空穴传输层40的远离阳极层10的表面上，形成发光层的材料包括发光材料；以及阴极层70设置在发光层50的远离第一空穴传输层40的表面上。
上述的发光材料选自量子点发光材料、无机荧光粉、有机磷光发光材料与有机荧光发光材料中的一种或多种。上述的金属硫化物和有机聚合物空穴传输材料的最高占据分子轨道能级(HOMO能级)一般为负值，金属硫化物的HOMO能级深于有机聚合物空穴传输材料的HOMO能级，也即金属硫化物的HOMO能级的数值小于有机聚合物空穴传输材料的HOMO能级的数值，例如，符合上述条件的金属硫化物的HOMO能级可以为-6eV，有机聚合物空穴传输材料的HOMO能级可以为-5eV，-6eV<-5eV，也即在能级图中，-6eV所对应的能级线要深于-5eV所对应的能级线；反之，-5eV所对应的能级线要浅于-6eV所对应的能级线。在本申请中，将能级的数值较大，称之为能级较深；将能级的数值较小，称之为能级较浅。
应用本发明，在发光器件中的发光层50与阳极层10之间增加包括纳米颗粒的第一空穴传输层40，其中，该纳米颗粒是由有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物通过化学反应形成的，金属硫化物的最高占据分子轨道能级(HOMO能级)深于有机聚合物空穴传输材料的HOMO能级，反应后形成的纳米颗粒的HOMO能级较有机聚合物空穴材料的能级更深(HOMO能级更小)，更加接近发光层发光材料的能级，因此加深的能级可以与发光层和阳极层的能级更好的匹配，有利于空穴从阳极层注入到发光层中，提高了空穴的迁移率，使空穴和电子注入趋于或达到平衡，解决了现有技术中空穴和电子注入不平衡的技术问题，实现了提高器件的发光效率的技术效果。
此外，在上述实施例中的发光器件中，有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物是通过共价键连接的，而不是简单地在有机聚合物空穴传输材料中掺杂金属硫化物而制成空穴传输层，避免了简单掺杂而引起的混合不均匀的现象，从而提高了第一空穴传输层40的均匀性。
在上述的实施例中，纳米颗粒指的是纳米级的化合物，在该纳米颗粒中，有机聚合物空穴传输材料中的C原子和金属硫化物中的S原子通过共价键连接，由纳米颗粒形成的第一空穴传输层能够均匀地设置于阳极层和发光层之间。有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒可以使得纳米颗粒内部的有机聚合物空穴传输材料与金属硫化物之间的分子间作用力接近或相同，相对于有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物直接掺杂混合时，避免了分布不均匀、有机聚合物空穴传输材料分子和金属硫化物分子间作用力不平衡、有机聚合物空穴传输材料骨架共轭和共面的扭曲变形的现象，还减小了有机聚合物空穴传输材料中链的间距(直接掺杂时，由于受力不均匀，有机聚合物空穴传输材料中的CH链间距会被拉长)，有效地促进了链内部和不同纳米颗粒的链之间的电荷转移和能量转移过程，提高了发光器件的性能。另一方面，纳米颗粒由于是由能级较深的金属硫化物和有机聚合物空穴传输材料反应制成的，反应生成的纳米颗粒也获得较深的能级，而将二者(金属硫化物和有机聚合物空穴传输材料)直接掺杂的方案，无法改变掺杂后的材料总体的能级，掺杂之后的能级相当于未掺杂前的有机聚合物空穴传输材料的能级，因此采用上述实施例，由于纳米颗粒的能级低于有机聚合物空穴传输材料的能级，从而减小了阳极层和发光层之间的能级差，使得空穴高效快速地从阳极层注入至发光层，与从阴极层注入至发光层的电子发生复合，因为空穴和电子注入趋于平衡或达到平衡，从而提高了器件的发光效率。
上述的经典实施例中的发光器件可以是量子点电致发光器件QLED，也可以是有机电致发光器件OLED，电致和光致混合发光的发光器件。当发光器件是量子点电致发光器件时，该发光器件中的电子和空穴注入到发光层的数量基本一致，可以使得器件工作中的电子与空穴接近或达到注入平衡，进而使得量子点呈现电中性，避免量子点中由于电子过量带来的非辐射复合和量子点充电等现象，从而提高了发光器件的发光效率和寿命。
在一个优选的实施例中，有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物的最高占据分子轨道能级浅于上述的发光材料的最高占据分子轨道能级。也即第一空穴传输层40的材料的最高占据分子轨道能级介于发光层50的发光材料和阳极层10的材料的最高占据分子轨道能级之间，有助于空穴从阳极层10传至第一空穴传输层40，并最终传至发光层50，提高了空穴的注入效率。
在另一个优选的实施例中，上述的金属硫化物的最高占据分子轨道能级浅于发光层50的发光材料的最高占据分子轨道能级，这样可以根据有机聚合物空穴传输材料的最高占据分子轨道能级和发光层50的发光材料的最高占据分子轨道能级来选择合适的金属硫化物，并且由于发光层50的发光材料的最高占据分子轨道能级相对于有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物都要低，更好地减小了空穴传输的势垒，有助于空穴电子传输的平衡，更优选的，金属硫化物的最高占据分子轨道能级深于-6eV，通过采用能级足够深的金属硫化物与有机聚合物空穴传输材料反应，可以使得到的纳米颗粒的能级足够深，更加有利于空穴从阳极层向发光层的注入。
在一个可选的实施例中，金属硫化物可以选自CdS、ZnS、MgS与CaS中的一种或多种，优选的，金属硫化物是CdS；上述有机聚合物空穴传输材料可以选自聚乙烯咔唑(缩写为PVK)、聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)(缩写为Poly-TPD)、N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(缩写为NPB)与聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)(缩写为TFB)中的一种或多种，优选的，有机聚合物空穴传输材料为聚乙烯咔唑(缩写为PVK)。
通过上述实施例，在传统空穴传输层和发光层之间插入一层能级更深、和发光层材料的能级更匹配的第一空穴传输层，该第一空穴传输层使用的是有机聚合物空穴传输材料PVK(也可以是Poly-TPD、TFB、NPB中的一种或多种)和CdS(也可以是ZnS、MgS、CaS中的一种或多种)通过化学反应形成的纳米颗粒。两者的有机结合可以使纳米颗粒的能级介于PVK(或Poly-TPD、TFB、NPB中的一种)和CdS(或ZnS、MgS、CaS中的一种)之间，不仅可以加深空穴传输层的能级，有利于空穴注入到发光层中，而且还可以提高空穴迁移率，对提高器件性能是比较有利的。
需要注意的是，和常用的Poly-TPD、TFB、NPB等空穴传输材料相比，PVK是一种HOMO能级相对较深的常用空穴传输材料，但是它的空穴迁移率比较低，CdS是一种能级比较深的材料，而且空穴迁移率比较高，因此通过化学反应生成的PVK-CdS纳米颗粒(有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物的纳米颗粒)，比其他的组合来说，具有更好的能级加深和提高空穴迁移率的能力，对提高器件性能作用更加显著。
下面以PVK-CdS的纳米颗粒作为例子对上面的实施例的效果做进一步说明：
PVK-CdS的纳米颗粒中，S原子一边共价键连接PVK中苯环上的C原子，另一边共价键连接Cd原子。PVK-CdS的纳米颗粒相对于PVK和其他能级较深的空穴材料直接掺杂而言，能够加深能级，主要是因为直接掺杂的混合会导致混合后的空穴传输材料分布不均匀，分子间的作用力不平衡，对于PVK这个近二维平面分子来说，不平衡的分子间作用力会导致PVK分子受力不平衡而产生扭曲，而PVK-CdS的纳米颗粒是直接通过共价键来连接的，例如一个PVK分子配一个CdS分子的结构，这样就使得PVK-CdS的分子间作用力比较均匀，不会出现严重的受力不均的现象，另外，一个PVK分子也可以配多个CdS分子，本领域技术人员可以根据需要获得的能级来决定匹配的数量。
为了进一步增加电子和空穴的传输和注入效率，上述的发光器件还可以包括：空穴注入层20和/或电子传输层60，其中，空穴注入层20设置于阳极层10和第一空穴传输层40之间；电子传输层60设置于发光层50和阴极层70之间。
上述实施例中的空穴注入层20用于提高发光器件的空穴注入效率，形成该空穴注入层的材料可以选自氧化钼、氧化钨、氧化镍、氧化钒、硫化钼、硫化钨、硒化钼、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)与聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)中的一种或多种。本领域的技术人员可以根据实际情况选择合适的空穴注入层的材料。
上述实施例中的电子传输层60用于提高发光器件中的电子传输速率，形成该电子传输层60的材料可以选自无机氧化物、掺杂的无机氧化物或有机材料中的一种或多种，上述无机氧化物选自ZnO、TiO2、SnO2、ZrO2和Ta2O3中的一种或多种，上述掺杂无机氧化物中的掺杂物选自Li、Mg、Al、Cd、In、Cu、Cs、Ga、Gd和8-羟基喹啉铝中的一种或多种，且上述掺杂物占上述掺杂无机氧化物的重量的0.001～50wt％。
在本申请中阳极层10可以是本领域中的任何材料形成的阳极层10，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的阳极层10材料。其中，阳极层10的材料可以为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物、氧化锡、铝锌氧化物或镉锡氧化物。
阴极层70为Al极、Ca极、Ba极、Ca/Al极、Ag极、Ca/Ag极、BaF2/Ca/Al极、BaF2/Ca/Ag极与Mg极中的一种或多种的合金。但并不限于上述的阴极层70，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的阴极层70。
为了更好的进行空穴传输，除了上述的空穴注入层20和电子传输层60之外，发光器件还可以包括：第二空穴传输层30，设置于阳极层10和第一空穴传输层40之间。
形成第二空穴传输层30的材料可以包括聚乙烯咔唑、聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺中的一种或多种。
在一个具体的实施例中，如图2所示，该发光器件可以包括：阳极层10、空穴注入层20、第二空穴传输层30、第一空穴传输层40、发光层50、电子传输层60及阴极层70。其中，阳极层10设置在基板01上，空穴注入层20设置在阳极层10远离基板01的表面上，第二空穴传输层30设置在空穴注入层20的远离阳极层10的表面上，第一空穴传输层40设置在第二空穴传输层30的远离空穴注入层20的表面上，发光层50设置在第一空穴传输层40远离第二空穴传输层30的表面上，电子传输层60设置在发光层50远离第一空穴传输层40的表面上，阴极层70设置在电子传输层60远离发光层50的表面上。
优选的，上述实施例中的发光器件中的阳极层10、发光层50以及阳极层10和发光层50之间的各层材料的最高占据分子轨道能级或价带能级沿阳极层10向发光层50的方向逐层递减。若该发光器件包括如图2所示的各层结构，那么阳极层10和发光层50之间的各层即为空穴注入层20、第二空穴传输层30、第一空穴传输层40，上述的阳极层10、空穴注入层20、第二空穴传输层30、第一空穴传输层40、发光层50的HOMO能级或价带能级沿阳极层10向发光层50的方向逐层递减，从而更加有助于空穴的传输。
上述的发光器件可以为QLED(Quantum Dots Light-Emitting Diode，量子点发光二极管)或者OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)，其中，当发光器件为QLED时，发光层的发光材料包括量子点，当发光器件为OLED时，发光层的发光材料包括有机发光材料。
如图3所示，表示各个材料的能级关系，也即能级分布情况，在一个可选的QLED器件中，从左往右依次为阳极层能级分布、空穴注入层能级分布、第二空穴传输层能级分布、包括PVK-CdS纳米颗粒的第一空穴层能级分布、包括量子点的发光层能级分布、电子传输层能级分布、阴极层能级分布，其中，各个矩形上边是最低未占分子轨道(Lowest UnoccupiedMolecular Orbital，LUMO)能级，下边是HOMO能级，而无机材料的话，如量子点发光层对应的矩形上边的能级为导带能级，下边是价带能级。各个层对应一个矩形，该矩形从下至上代表能量由低到高，阳极层、空穴注入层、第二空穴传输层、发光层的HOMO能级或价带能级呈阶梯分布，并逐层递减(即，逐层加深)，有利于空穴从阳极层传输至发光层，而量子点层、电子传输层、电子注入层和阴极层对应的矩形的上边线相当于LUMO能级或导带能级，电子可以从阴极层传输至发光层，从而使得空穴和电子注入发光层的速率趋于一致，提高了在发光层中复合发光的发光效率。
采用上面的方法，消除了因第一空穴传输层材料的HOMO能级范围与发光层的发光材料价带能级范围之间存在较大差距，而形成的较大空穴注入势垒，使空穴传输材料的空穴传输能力得以提高，从而使空穴传输能力和电子传输能力趋于平衡，有利于器件中空穴的注入和传输，解决了器件中电子和空穴注入不平衡，注入过快而导致的电子浪费的问题，提高了器件的发光效率。
在本申请的另一种的实施方式中，提供了一种有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物的制备方法，该制备方法包括：
步骤S1，使十二烷酸、浓硫酸和有机聚合物空穴传输材料在环己烷与二甲基甲酰胺的溶剂中45～55℃下反应2h，得到初始反应溶液；步骤S2，使初始反应溶液与金属硫化物对应的金属氯化物在65～75℃下反应2h，得到有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物溶液。
在上述实施例中，主要采用化学的方法使用共价键把有机聚合物空穴传输材料和深能级材料连接起来，以PVK-CdS的纳米颗粒的合成为例，其主要是通过S原子一边连接PVK中苯环上的C原子，另一边连接Cd原子而形成的。其具体制备方法如下：
取0.375ml的十二烷酸(98％)、2.5ml的浓硫酸(95％)、2ml的环己烷和0.3476g的PVK加入到5ml的二甲基甲酰胺(DMF)中，其中，十二烷酸和浓硫酸生成中间产物CH3COOSO3H，该中间产物再与PVK反应，环己烷和二甲基甲酰胺是溶剂，CdCl2提供Cd原子。50℃下搅拌反应2h，然后取0.0367g的CdCl2加入反应液中70℃下搅拌反应2h，得到PVK-CdS纳米颗粒。
通过本申请上述实施例，可以有效的制备出有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物的溶液，从而得到有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒，且该制备方法的产率较高。
在本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种显示装置，该显示装置包括发光器件，该发光器件包括上述各个实施例中的发光器件。
上述的显示装置由于包括上述的发光器件，使得显示装置的发光效率较高。在本申请的第四种典型的实施方式中，提供了一种照明装置，该照明装置包括发光器件，该发光器件包括上述各个实施例中的发光器件。
上述的照明装置由于包括上述的发光器件，使得其发光效率较高。
在本申请的再一种典型的实施方式中，提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括空穴传输层，形成空穴传输层的材料包括有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒，其中，有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒是由有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物通过共价键连接而成，金属硫化物的最高占据分子轨道能级深于有机聚合物空穴传输材料的最高占据分子轨道能级。
上述的太阳能电池中，将有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒作为其中的空穴传输材料，使得太阳能电池的效率较高。
下面将结合实施例和对比例进一步说明本申请提供的发光器件、含其的显示装置及照明装置、和太阳能电池。
实施例1
发光器件的结构如下：基板01为玻璃基板，阳极层10的材料为ITO，厚度为150nm，在阳极层10远离基板01的表面上设置空穴注入层，材料为PEDOT：PSS，厚度为40nm，在空穴注入层远离阳极层10的表面上设置第二空穴传输层，材料为PVK，厚度为30nm，第一空穴传输层40的材料为PVK-CdS的纳米颗粒，厚度为5nm，发光层50的发光材料为CdSe/CdS红色核壳量子点，其吸收光谱的波长范围在300～610nm之间，发光层50的厚度为20nm；阴极层70的材料为Ag，厚度为100nm，电子传输层，设置在第二空穴传输层和发光层之间，其材料包括ZnO，厚度为40nm；其中，金属硫化物CdS的HOMO能级为-6.8eV；有机聚合物空穴传输材料PVK的HOMO能级为-5.8eV；第一空穴传输层的纳米颗粒的HOMO能级为-6.2eV，发光层发光材料的价带能级为-6.8eV。
其中，第一空穴传输层材料的制备方法为：取0.375ml的十二烷酸(98％)、2.5ml的浓硫酸(95％)、2ml的环己烷和0.3476g的PVK加入到5ml的二甲基甲酰胺(DMF)中，其中，十二烷酸和浓硫酸生成中间产物CH3COOSO2OH，该中间产物与PVK反应，环己烷和二甲基甲酰胺是溶剂，CdCl2提供Cd原子。50℃下搅拌反应2h，然后取0.0367g的CdCl2加入反应液中70℃下搅拌反应2h，旋转蒸发得到PVK-CdS纳米颗粒，用去离子水洗3次，然后在真空干燥箱烘干，备用。
实施例2
本实施例提供的发光器件与实施例1的区别在于：金属硫化物为ZnS，取质量为0.0273g的ZnCl2代替实施例1中的CdCl2，金属硫化物为ZnS的HOMO能级为-7eV，第一空穴传输层的纳米颗粒的HOMO能级为-6.3eV。
实施例3
本实施例提供的发光器件与实施例2的区别在于：发光层的材料为CdSe/ZnS，价带能级为-7eV。
对比例1
本对比例1提供的发光器件与实施例1的区别在于：
第一空穴传输层40的材料为PVK和CdS(6～7nm)的混合材料，其中，PVK与CdS的摩尔比为7.8:1。
对比例2
本对比例2提供的发光器件与实施例1的区别在于：没有第一空穴传输层40。
对上述各实施例与对比例的发光器件的性能进行测试，采用Keithley2400测定发光器件的电流密度-电压曲线，采用积分球(FOIS-1)结合海洋光学的光谱仪(QE-6500)测定发光器件的亮度，根据测定得到的电流密度与亮度计算发光器件的外量子效率，外量子效率表征在观测方向上发光器件发出的光子数与注入器件的电子数之间的比值，是表征发光器件发光效率的重要参数，外量子效率越高，说明器件的发光效率越高。具体的测试结果见表1。
表1
外量子效率(％)
实施例1 14.1
实施例2 14.3
实施例3 13.6
对比例1 11.8
对比例2 11.2
由表1的测试结果可知，与对比例1和对比例2的测试结果相比，由于包括纳米颗粒的第二空穴传输层的设置，实施例1至实施例3的外量子效率均较高。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本申请将有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物的纳米颗粒作为第一空穴传输层，用于发光器件中的阳极层和发光层之间，可以减小阳极层和发光层之间的能级差，使阳极层和发光层之间的能级更加匹配，提高了空穴注入和传输的效率，从而实现了空穴电子注入速率平衡的效果，有效解决了空穴与电子注入不平衡的问题。另外，由于纳米颗粒中包括连接有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物的共价键，提高了第一空穴传输层40的均匀性。
2)、本申请中的显示装置包括上述的发光器件，使得其发光高效率较高。
3)、本申请中的照明装置由于包括上述的发光器件，其发光效率较高。
4)、本申请中的太阳能电池，其中包括由有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒为原料做成的空穴传输层，使得太阳能电池的效率较高。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进。

Claims (10)

1.一种发光器件，其特征在于，所述发光器件包括：
阳极层(10)；
第一空穴传输层(40)，设置在所述阳极层(10)的表面上，形成所述第一空穴传输层(40)的材料包括纳米颗粒，所述纳米颗粒为有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物，所述有机聚合物空穴传输材料和所述金属硫化物通过共价键连接，所述金属硫化物的最高占据分子轨道能级深于所述有机聚合物空穴传输材料的最高占据分子轨道能级；
发光层(50)，设置在所述第一空穴传输层(40)的远离所述阳极层(10)的表面上，形成所述发光层的材料包括发光材料；以及
阴极层(70)，设置在所述发光层(50)的远离所述第一空穴传输层(40)的表面上。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物的最高占据分子轨道能级浅于所述发光材料的最高占据分子轨道能级。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述金属硫化物选自CdS、ZnS、MgS与CaS中的一种或多种，所述有机聚合物空穴传输材料选自聚乙烯咔唑、聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺与聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)中的一种或多种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件还包括：
空穴注入层(20)，设置于所述阳极层(10)和所述第一空穴传输层(40)之间；和/或
电子传输层(60)，设置于所述发光层(50)和所述阴极层(70)之间。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件还包括：
第二空穴传输层(30)，设置于所述阳极层(10)和所述第一空穴传输层(40)之间，形成所述第二空穴传输层(30)的材料选自聚乙烯咔唑、聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件中的各层材料的最高占据分子轨道能级或价带能级沿所述阳极层(10)向所述发光层(50)的方向逐层递减。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件为QLED或OLED。
8.一种显示装置，包括发光器件，其特征在于，所述发光器件为权利要求1至7中任一项所述的发光器件。
9.一种照明装置，包括发光器件，其特征在于，所述发光器件为权利要求1至7中任一项所述的发光器件。
10.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括空穴传输层，形成所述空穴传输层的材料包括有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒，其中，所述有机聚合物空穴传输材料-金属硫化物纳米颗粒是由有机聚合物空穴传输材料和金属硫化物通过共价键连接而成，所述金属硫化物的最高占据分子轨道能级深于所述有机聚合物空穴传输材料的最高占据分子轨道能级。
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