TWI799207B - 鈣鈦礦光電元件 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供鈣鈦礦光電元件，此鈣鈦礦光電元件包含介面修飾層位於下載子傳輸層及鈣鈦礦活性層之間。介面修飾層係由介面修飾層材料所構成，介面修飾層材料係包含具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺，兩性離子基團係具有陽離子基團及陰離子基團；且，陽離子基團係為選自由二級銨陽離子基、三級銨陽離子基及四級銨陽離子基所組成組群中至少其中之一。當此介面修飾層積層在下載子傳輸層的上表面後，能使隨後形成於介面修飾層上表面的鈣鈦礦活性層的塗佈過程能夠獲得良好的塗佈均勻性，並因而使得鈣鈦礦光電元件有良好的光電特性及環境穩定性。
Description
本發明係有關於一種鈣鈦礦光電元件，尤其是指包含有介面修飾層位於下載子傳輸層及鈣鈦礦活性層之間的鈣鈦礦光電元件。
鈣鈦礦光電元件是具低成本且高功能性的光電元件，其可以製成包括太陽能電池、發光二極體及光感測器等，又因其可以濕式塗佈製程生產且具有良好的光電性質而發展迅速。一般而言，鈣鈦礦光電元件的結構由下而上依序包含基板、下電極、下載子傳輸層、鈣鈦礦活性層、上載子傳輸層、上電極。
被廣泛使用於下載子傳輸層的材料為空穴傳輸材料PTAA(poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine，聚[雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])，PTAA為弱極性因此其一般是溶解於非極性的苯類溶劑中例如甲苯，然而鈣鈦礦活性層的材料為HC(NH2)2I、CsI、PbI2、PbBr2，其為高極性因此一般是溶解於極性較大的DMF(Dimethylformamide，二甲基甲醯胺)中而形成高極性的鈣鈦礦活性層塗佈液。因此，當高極性的鈣鈦礦活性層塗
佈液在塗佈於弱極性PTAA所構成的下載子傳輸層的表面時，會遇到接觸角太大所導致的無法良好濕潤(wetting)問題，因而使得鈣鈦礦活性層塗佈液在下載子傳輸層的表面呈現塗佈不均勻，並且使得所構成的鈣鈦礦活性層的形貌發生各區域的厚度彼此不均勻或甚至出現裂痕，這導致鈣鈦礦光電元件的光電特性不佳例如PCE(power conversion efficiency，能量轉換效率)較低，以及環境穩定性不良例如PCE於使用一段時間後下降過快。
為了解決上述塗佈不均勻及/或裂痕問題，目前已知的方式是將下載子傳輸層經臭氧處理使其先形成高極性的表面之後再進行鈣鈦礦活性層塗佈液的塗佈。但是前述臭氧處理於實際上是會對下載子傳輸層造成傷害例如對下載子傳輸層表面造成不同深度的侵蝕，並且因而導致鈣鈦礦光電元件的光電特性不佳及環境穩定性不良。
因此，本發明的目的在於提供一種鈣鈦礦光電元件，使得下載子傳輸層不需經臭氧處理，且塗佈後的所形成的鈣鈦礦活性層能夠最佳地呈現均勻且無裂痕，因而本發明的鈣鈦礦光電元件具有良好的PCE及環境穩定性。
基於上述目的，本發明提供一種鈣鈦礦光電元件，至少包括：一下電極，積層於該下電極上方之一下載子傳輸層，積
層於該下載子傳輸層上方之一介面修飾層，積層於該介面修飾層上方之一鈣鈦礦活性層，積層於該鈣鈦礦活性層上方之一上載子傳輸層，積層於該上載子傳輸層上方之一上電極；其中，該介面修飾層係由一介面修飾層材料所構成，該介面修飾層材料係包含一具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺，前述之兩性離子基團係具有陽離子基團及陰離子基團；且，該陽離子基團係為選自由二級銨陽離子基、三級銨陽離子基及四級銨陽離子基所組成組群中至少其中之一。
本發明係首先將利用聚乙烯亞胺(線性聚乙烯亞胺linear PEI或分枝狀聚乙烯亞胺branched PEI)的主鏈及側鏈上的胺基的氮上的孤電子對與一改質劑進行反應，以形成前述具有兩性離子(zwitterionic)基團之聚乙烯亞胺的介面修飾層材料，使得前述具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺的的主鏈及側鏈上的胺基的氮上無孤電子對或只存在少量孤電子對，或者使得前述具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺的的主鏈及側鏈上的胺基的氮上的孤電子對的數量少於聚乙烯亞胺的主鏈及側鏈上的胺基的氮上的孤電子對的數量。換言之，本發明係先將聚乙烯亞胺上的胺基，藉由與該改質劑反應而轉變成銨基。接著，將此介面修飾層材料形成介面修飾層積層於下載子修飾層的上方時，其能夠有效降低鈣鈦礦活性層塗佈液塗佈在介面修飾層時的接觸角的角度，因而使得鈣鈦礦活性層塗佈液能夠在介面修飾層獲得更佳的塗佈，並使得後續所完成的鈣鈦礦光電元件的光電特性及環境穩定性獲得提升。
依據前述鈣鈦礦光電元件，其中，該介面修飾層材料更包含一添加聚合物，藉由添加重量平均分子量(Mw)為30000~50000的該添加聚合物以提高介面修飾層塗佈液的黏度，以更進一步改善塗佈性。須說明的是，前述符號”~”代表介於端值之間且包含端值。該添加聚合物係為選自由聚乙二醇(Polyethylene glycol，PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone，PVP)、聚乙烯咔唑(Polyvinylcarbazole，PVK)及聚(9,9-雙(3'-(N,N-二甲基)-N-乙基銨-丙基-2,7-芴)-alt-2,7-(9,9-二辛基芴))二溴化物(Poly(9,9-bis(3’-(N,N-dimethyl)-N-ethylammoinium-propyl-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene))dibromide，PFN-Br)所組成組群中至少其中之一或其任意組合。
依據前述鈣鈦礦光電元件，其中，前述具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺與該添加聚合物的重量比例為1：5~1：0.5，也就是說該添加聚合物的重量是介於前述具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺的重量的0.5倍至5倍之間且包含端值。
依據前述鈣鈦礦光電元件，其中，該介面修飾層的厚度為0.1~5奈米。
依據前述鈣鈦礦光電元件，其中，該下載子傳輸層為一電洞傳輸層，該上載子傳輸層為一電子傳輸層。
依據前述鈣鈦礦光電元件，其中，該介面修飾層材料更包含一添加聚合物，該添加聚合物係為聚乙烯吡咯烷酮，前述
具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺與該聚乙烯吡咯烷酮的重量比例為1：5~1：0.5，也就是說該聚乙烯吡咯烷酮的重量是介於前述具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺的重量的0.5倍至5倍之間且包含端值，該介面修飾層的厚度為0.1~5奈米，該下載子傳輸層為一電洞傳輸層，且該上載子傳輸層為一電子傳輸層。
1:鈣鈦礦光電元件
10:基板
20:下電極
30:下載子傳輸層
40:介面修飾層
50:鈣鈦礦活性層
60:上載子傳輸層
70:上電極
圖1為本發明之鈣鈦礦光電元件的結構示意圖。
圖2的(a)~(d)分別為比較例1及本發明實施例1~3的鈣鈦礦活性層形貌影像圖。
圖3為本發明實施例1~3及比較例1的鈣鈦礦光電元件的光穩定性測試圖。
以下藉由較佳實施例詳細說明本發明，以使本領域之通常知識者易於了解本發明之說明書所揭示之益處及功效。然而，實施例為示例，本發明並不限於此。
請參閱圖1，本發明係提供一種鈣鈦礦光電元件1，該鈣鈦礦光電元件1至少包括：一基板10，積層於該基板10上方之一下電極20，積層於該下電極20上方之一下載子傳輸層30，積層於該下載子傳輸層30上方之一介面修飾層40，積層於該介面修飾層40上方之一鈣鈦礦活性層50，積層於該鈣鈦礦活性層50上方之一上載子
傳輸層60，積層於該上載子傳輸層60上方之一上電極70；其中，該介面修飾層40係由一介面修飾層材料所構成，該介面修飾層材料係包含一具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺，前述之兩性離子基團係具有陽離子基團及陰離子基團；且，該陽離子基團係為選自由二級銨陽離子基、三級銨陽離子基及四級銨陽離子基所組成組群中至少其中之一。
該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺可以如下式(I)所示：
其中，R1、R2及R3分別為H或由聚乙烯亞胺所形成的官能基，且R1、R2及R3中至少一者為由聚乙烯亞胺所形成的官能基；及A-為經一陰離子取代的C1~C4烷基，該陰離子為氧陰離子(-O-)、羧酸根陰離子[-C(=O)O-]、磺酸根陰離子[-S(=O)(=O)-O-]或磷酸根陰離子(-PO4 3-)。
該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺係可由有三種方式製備：製備方式(A)，該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺係由聚乙烯亞胺與改質劑進行反應所形成，該改質劑係為環氧乙烷、酸酐、內酯、磺內酯或磷酸鹽；製備方式(B)，該具有兩性離子基團之聚
乙烯亞胺係由聚乙烯亞胺與至少二個交聯基團之化合物進行交聯反應所形成；製備方式(C)，該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺係依序由以下步驟所形成：聚乙烯亞胺與具有至少二個交聯基團之化合物進行交聯反應；接著，再與改質劑進行反應，該改質劑為內酯、磺內酯或磷酸鹽。
為方便說明及理解，以下是以製備方式(A)做為實施方式的舉例說明。
前述之該介面修飾層材料係根據以下之一種介面修飾層材料的製造方法來製備。前述之該介面修飾層材料的製造方法可以是以下方法一或方法二的其中之一。
方法一：(1)依據聚乙烯亞胺及改質劑所對應的重量，準備聚乙烯亞胺及改質劑，前述聚乙烯亞胺係可採用分支型聚乙烯亞胺(branched polyethylenimine，b-PEI)，分支型聚乙烯亞胺是由一、二、三級胺以33%：41%：26%的胺基比例組成，例如重量平均分子量約25000g/mol.Sigma-Aldrich，Product Number：408727，CAS Number：9002-98-6；(2)將已經準備好的聚乙烯亞胺及改質劑，置於反應瓶中，再加入20mL的2-丁醇攪拌溶解，於氮氣系統下以80℃持續加熱12~16小時。方法一適用於後述的製備例1、製備例2及製備例3。
方法二：(1)依據聚乙烯亞胺(同方法一)、第一改質劑及第二改質劑所對應的重量，準備聚乙烯亞胺、第一改質劑及第
二改質劑；(2)將已經準備好的聚乙烯亞胺及第一改質劑，置於反應瓶中，再加入20mL的2-丁醇攪拌溶解，於氮氣系統下以80℃持續加熱12~16小時之後降至室溫；(3)接著，再加入第二改質劑置於反應瓶中，於70℃持續加熱16小時。方法二適用於後述的製備例4。
以下說明製備例1~5，其分別對應為聚合物1~4及混合聚合物1。
製備例1，係根據前述方法一製備該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺之聚合物1，其中該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺(聚合物1)的陰離子基團為鏈上一個H被氧陰離子(-O-)基取代的具有2個碳的經取代烷基。於製備例1中，該改質劑為丙二醇二環氧丙酯(glycerol diglycidyl ether，別名為甘油二縮水甘油基醚)，聚乙烯亞胺的重量為1.0克，丙二醇二環氧丙酯的重量為0.5克。特別說明的是，聚合物1可以丙二醇二環氧丙酯為交聯劑(cross-linker)彼此交聯。因此，該兩性離子基團之該陰離子基團係為氧陰離子基，且該聚乙烯亞胺係以環氧乙烷(Ethylene Oxide)為交聯劑彼此交聯，所述環氧乙烷係為甘油二縮水甘油基醚(Glycerol diglycidyl ether)、丙二酚A二環氧甘油醚(bisphenol A diglycidyl ether)、1,4-丁二醇二縮水甘油醚(1,4-Butanediol diglycidyl ether)、聚丙二醇醚(poly(propylene glycol)diglycidyl ether)、聚(丙二醇)縮水甘油醚(polypropylene glycol
diglycidyl ether)或三羥甲基丙烷三縮水甘油醚(Trimethylolpropane triglycidyl ether)
製備例2，係根據前述方法一製備該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺之聚合物2，其中該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺(聚合物2)的陰離子基團為鏈上一個H被羧酸根陰離子(-C(=O)O-)基取代的具有3個碳的經取代烷基。於製備例2中，該改質劑為戊二酸酐(Glutaric anhydride)，聚乙烯亞胺的重量為1.0克，戊二酸酐的重量為0.5克。當然類似地，聚合物2可以酸酐為交聯劑彼此交聯，而該兩性離子基團之該陰離子基團係為羧酸根陰離子基，且該聚乙烯亞胺係以酸酐為交聯劑彼此交聯，所述酸酐係為乙酸酐(Acetic anhydride)或順丁烯二酸酐(Maleic anhydride)。
製備例3，係根據前述方法一製備該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺之聚合物3，其中該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺(聚合物3)的陰離子基團為鏈上一個H被磺酸根陰離子(-S(=O)(=O)-O-)基取代的具有4個碳的未取代烷基。於製備例3中，該改質劑為1,4-丁烷磺酸內酯(1,4-Butanesultone)，聚乙烯亞胺的重量為1.0克，1,4-丁烷磺酸內酯的重量為0.5克。當然類似地，聚合物3可以磺內酯為交聯劑彼此交聯，而該兩性離子基團之該陰離子基團係為磺酸根陰離子基，且該聚乙烯亞胺係以磺內酯為交聯劑彼此交聯，所述磺內酯係為1,3-丙烷磺內酯(1,3-Propanesultone)或1,4-丁烷磺內酯(1,4-Butanesultone)。
製備例4，係根據前述方法二製備該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺之聚合物4，其中該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺(聚合物4)的陰離子基團同時具有：鏈上一個H被氧陰離子(-O-)基取代的具有2個碳的經取代烷基，以及鏈上一個H被磺酸根陰離子(-S(=O)(=O)-O-)基取代的具有4個碳的未取代烷基。於製備例4中，該第一改質劑為丙二醇二環氧丙酯(glycerol diglycidyl ether)，該第二改質劑為1,4-丁烷磺酸內酯(1,4-Butanesultone)，聚乙烯亞胺的重量為1.0克，丙二醇二環氧丙酯的重量為0.25克，1,4-丁烷磺酸內酯的重量為0.25克。
製備例5，根據製備例1的方法所製備成的聚合物1，將聚合物1與濃度為0.03wt%之聚乙烯吡咯烷酮的2-丁醇溶液以體積比5：5的方式於25℃下均勻攪拌可得到重量比為聚合物1：聚乙烯吡咯烷酮=1：0.5的混合聚合物1。換言之，聚乙烯吡咯烷酮是一添加聚合物。
以下則是進一步說明本發明之鈣鈦礦光電元件的結構所使用的材料，也請再度參閱圖1。
該基板10較佳為使用具有機械強度、熱強度且具有透明性的玻璃基板或透明性樹脂膜。透明性樹脂膜可列舉：聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基丁醛、尼龍、聚醚醚酮、聚碸、聚醚碸、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚氟
乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚胺基甲酸酯、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯亞胺、聚丙烯等。最佳地，該基板10為玻璃基板。
該下電極20除了金、鉑、鉻、鎳等金屬以外，較佳為使用具有透明性的銦、錫等的金屬氧化物，複合金屬氧化物(銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)等)。最佳地，該下電極20使用銦錫氧化物。
該下載子傳輸層30可為一種有機高分子材料，如(poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine，聚[雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])。
該介面修飾層40係由該介面修飾層材料所構成，該介面修飾層材料係包含該具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺，例如為前述聚合物1~4及混合聚合物1。
該鈣鈦礦活性層50為鈣鈦礦主成份含有一種下列化合物CH3NH3I、CH3NH3Br、CH3NH3Cl、HC(NH2)2I、HC(NH2)2Br、HC(NH2)2Cl、CsI、CsBr、CsCl、RbI、RbBr、RbCl或其組合，以及至少含有一種下列化合物PbI2、PbBr2、PbCl2、SnI2、SnBr2、SnCl2或其組合；其中溶劑至少含有一種下列有機溶劑二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基亞碸(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、γ-丁內酯(GBL)或其組合
該上載子傳輸層60可為一種富勒烯材料如C60、PCBM(([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)，或可為一金屬氧氧化物如氧化鋅、氧化鋁、二氧化錫。
該上電極70可使用鹼金屬或鹼土類金屬，具體而言使用鋰、鎂、鈣。另外，錫或銀、鋁亦可較佳使用。最佳地，該上電極70為銀。
鈣鈦礦光電元件的製作：使用以下方式分別製備實施例1~3以及比較例1之鈣鈦礦光電元件，結果示於後述的表1。
基板及下電極：將氧化銦錫(ITO)玻璃基板(12Ω/□)依序使用清潔劑、去離子水、丙酮及異丙醇經超音波震盪清洗15分鐘後，再經由UV ozone清潔機進行基板表面清潔30分鐘。
下載子傳輸層：將空穴傳輸材料PTAA與溶劑甲苯混和，形成固含量為1.5wt%的溶液。將該溶液塗佈於ITO玻璃基板上，並於100-120℃烘烤10-30分鐘後，形成厚度約為20nm的下載子傳輸層。因此，下載子傳輸層為一電洞傳輸層。
介面修飾層：將聚合物1、聚合物4及混合聚合物1分別調製成0.5wt%的2-丁醇溶液以分別形成介面修飾層塗佈液，接著分別將介面修飾層塗佈液旋轉塗佈於下載子傳輸層上，並於100℃下烘烤5分鐘以對應形成後述表1所對應的實施例1~3的介面修飾層，介面修飾層的厚度為1~3nm(奈米)。特別說明的是，比較例1的不同之處則是沒有介面修飾層，且在塗佈後述鈣鈦
礦活性層塗佈液前需經UVO(紫外光臭氧)處理下載子傳輸層的表面。
鈣鈦礦活性層：將鈣鈦礦原料成份HC(NH2)2I、CsI、PbI2、PbBr2依照莫爾比例0.83：0.17：0.85：0.15並以溶劑DMF/DMSO(9：1 v/v體積比)，形成固含量約為49wt%的鈣鈦礦活性層塗佈液。將該鈣鈦礦活性層塗佈液塗佈於介面修飾層上，利用真空減壓法將溶劑去除，並於100-110℃烘烤30-60分鐘後，形成厚度約為400nm的鈣鈦礦活性層，請參見圖2中的(b)、(c)及(d)分別所顯示的實施例1~3於形成鈣鈦礦活性層後所觀察到的鈣鈦礦活性層形貌影像，其顯示鈣鈦礦活性層形貌各區域均勻且無裂痕。特別說明的是，比較例1的不同之處則是將該鈣鈦礦活性層塗佈液塗佈於下載子傳輸層上，請參見圖2中的(a)所顯示的比較例1於形成鈣鈦礦活性層後所觀察到的鈣鈦礦活性層形貌影像，其顯示鈣鈦礦活性層形貌出現裂痕，所述裂痕就展現在如圖2中的(a)的白色條狀痕跡。因此，顯然地，鈣鈦礦活性層塗佈液無法良好地塗佈於下載子傳輸層上即使下載子傳輸層的表面已經經過UVO處理，但鈣鈦礦活性層塗佈液可以良好地塗佈於介面修飾層上。
上載子傳輸層：將PCBM與溶劑氯苯混合，形成固含量2.5wt%的溶液。將該溶液塗佈於鈣鈦礦活性層上，並於80-100℃烘烤10分鐘後，形成厚度約為50nm的上載子傳輸層。因此，上載子傳輸層為一電子傳輸層。
上電極：接著，以真空腔體加熱沉積Ag金屬(厚度100nm)，以形成比較例、實施例1~3之上電極。
<鈣鈦礦光電元件的能量轉換效率(PCE)分析>
鈣鈦礦光電元件的量測區域經由金屬遮罩定義為0.04cm2。Keithley 2400作為電源供應器，以Lab-View程式控制，在照度100mW/cm2的AM1.5G模擬太陽光(SAN-EI XES-40S3)的照射下量測元件的電性，並以電腦程式記錄，得到電壓-電流密度圖。實施例1~3與比較例1之鈣鈦礦光電元件由前述電性分析結果所得之開路電壓(open voltage；Voc)、短路電流(short-circuit current；Jsc)、填充因子(fill factor，FF)與能量轉換效率(PCE)分別整理於下表1中。
由表1可以發現，相較於無介面修飾層的鈣鈦礦光電元件(比較例1，PCE為12.72%)，本發明以聚合物1、聚合物4及混合聚合物1之具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺作為介面修飾層的鈣鈦礦光電元件(實施例1~3，PCE為15.63%~15.89%)會
具有更高的能量轉換效率(PCE)。前述情況是因為本發明實施例1~3的鈣鈦礦光電元件中所設置的介面修飾層能夠使得積層於其上的鈣鈦礦活性層形貌各區域均勻且無裂痕，有效提高了鈣鈦礦光電元件的能量轉換效率(PCE)。
<鈣鈦礦光電元件的光穩定性測試>
將實施例1~3與比較例1的鈣鈦礦光電元件持續照光作模擬實際應用情況，測試結果見圖3。
由圖3可以發現，相較於無介面修飾層的鈣鈦礦光電元件(比較例1)，本發明以聚合物1、聚合物4及混合聚合物1之具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺作為介面修飾層的鈣鈦礦光電元件(實施例1~3)具有更穩定的能量轉換效率(PCE)。前述情況是因為本發明實施例1~3的鈣鈦礦光電元件中所設置的介面修飾層能夠使得積層於其上的鈣鈦礦活性層形貌各區域均勻且無裂痕，有效提高了鈣鈦礦光電元件的光穩定性(也稱為環境穩定性)。
雖然本發明已透過特定具體實施例揭露和說明，然本發明適用於各種其他具體實施例對本領域具有通常知識者係為顯而易見。因此，本發明之保護範圍當是本案所附之申請專利範圍所界定者為準。
1:鈣鈦礦光電元件
10:基板
20:下電極
30:下載子傳輸層
40:介面修飾層
50:鈣鈦礦活性層
60:上載子傳輸層
70:上電極
Claims (6)
- 一種鈣鈦礦光電元件，至少包括：一下電極，積層於該下電極上方之一下載子傳輸層，積層於該下載子傳輸層上方之一介面修飾層，積層於該介面修飾層上方之一鈣鈦礦活性層，積層於該鈣鈦礦活性層上方之一上載子傳輸層，積層於該上載子傳輸層上方之一上電極；其中，該介面修飾層係由一介面修飾層材料所構成，該介面修飾層材料係包含一具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺，前述之兩性離子基團係具有一陽離子基團及一陰離子基團；且，該陽離子基團係為選自由二級銨陽離子基、三級銨陽離子基及四級銨陽離子基所組成組群中至少其中之一。
- 如請求項1所述的鈣鈦礦光電元件，其中，該介面修飾層材料更包含一添加聚合物，該添加聚合物係為選自由聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯咔唑及聚(9,9-雙(3'-(N,N-二甲基)-N-乙基銨-丙基-2,7-芴)-alt-2,7-(9,9-二辛基芴))二溴化物所組成組群中至少其中之一或其任意組合。
- 如請求項2所述的鈣鈦礦光電元件，其中，前述具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺與該添加聚合物的重量比例為1：5~1：0.5。
- 如請求項1所述的鈣鈦礦光電元件，其中，該介面修飾層的厚度為0.1~5奈米。
- 如請求項1所述的鈣鈦礦光電元件，其中，該下載子傳輸層為一電洞傳輸層，該上載子傳輸層為一電子傳輸層。
- 如請求項1所述的鈣鈦礦光電元件，其中，該介面修飾層材料更包含一添加聚合物，該添加聚合物係為一聚乙烯吡咯烷酮，前述具有兩性離子基團之聚乙烯亞胺與該聚乙烯吡咯烷酮的重量比例為1：5~1：0.5，該介面修飾層的厚度為0.1~5奈米，該下載子傳輸層為一電洞傳輸層，且該上載子傳輸層為一電子傳輸層。
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| TW111111195A TWI799207B (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 鈣鈦礦光電元件 |
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