WO2015091783A1 - Method for producing a nanowire top electrode for optoelectronic components and use thereof - Google Patents

Method for producing a nanowire top electrode for optoelectronic components and use thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2015091783A1
WO2015091783A1 PCT/EP2014/078443 EP2014078443W WO2015091783A1 WO 2015091783 A1 WO2015091783 A1 WO 2015091783A1 EP 2014078443 W EP2014078443 W EP 2014078443W WO 2015091783 A1 WO2015091783 A1 WO 2015091783A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nanowires
nanowire
organic
layer
fluorinated
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/078443
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lars MÜLLER-MESKAMP
Franz SELZER
Jan Ludwig BORMANN
Nelli WEISS
Christoph SACHSE
Nikolai Gaponik
Alexander EYCHMÜLLER
David KNEPPE
Original Assignee
Technische Universität Dresden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universität Dresden filed Critical Technische Universität Dresden
Publication of WO2015091783A1 publication Critical patent/WO2015091783A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054Nanosized particles
    • B22F1/0547Nanofibres or nanotubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054Nanosized particles
    • B22F1/0545Dispersions or suspensions of nanosized particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102Metallic powder coated with organic material
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80Constructional details
    • H10K30/81Electrodes
    • H10K30/82Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • H10K50/81Anodes
    • H10K50/816Multilayers, e.g. transparent multilayers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a transparent, electrically conductive layer, an inert nanowire dispersion in fluorous phase for depositing a percolatable nanowire network in such a method, a nanowire cover electrode for optoelectronic devices, in particular for devices made of solvent-sensitive small molecules and polymers, and a An optoelectronic component comprising a nanofire cover electrode deposited from a fluorous phase.
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • OSCs organic solar cells
  • PLED - polymer light emitting diode organic polymers
  • SMOLED - small molecule organic light emitting diode molecules which can be deposited in vacuo by thermal evaporation or molecules of similar molecular weight for solvent processing are referred to as small molecules.
  • small molecules molecules which can be deposited in vacuo by thermal evaporation or molecules of similar molecular weight for solvent processing are referred to as small molecules.
  • so-called small molecules have a molecular weight of less than 1000 g / mol, e.g. Fullerenes or pthalocyanines.
  • semiconductor layers of organic polymers can be produced in simple screen-printing and wet-deposition methods, semiconductor layers of small molecules generally require deposition from the gas phase.
  • the semiconducting organic layers are produced solvent-free and are very sensitive to molecules deposited from solution due to lack of protective groups.
  • a solvent-resistant configuration of the small molecules and polymers would reduce the effectiveness of the semiconductor layers produced.
  • the substrate-near electrode is referred to as a ground contact.
  • Another possibility for realizing flexible, transparent thin-film electrodes with high electrical conductivity are percolative networks of metallic nanowires. Such networks can also be applied in stamp transfer processes or by depositing the nanowires from solution onto optoelectronic components.
  • nanowires deposited on a glass substrate are laminated on the layer sequence of an organic solar cell in a solution-based manner (Lee et al., Nano Lett. 2010, 10 (4), 1276-1279; Hardin et al., Organic Electronics 201 1, 12, 875-879).
  • mechanical stresses occur which cause damage to the vacuum-processed organic layers.
  • Scaling to industrial scales is also problematic.
  • contacting problems may occur at the interface between the nanowire top contact and the corresponding component.
  • nanowires suspended in aqueous, polar or organic solvents have hitherto been used (Hu et al., ACS nano 2010, 4 (5), 2955-2963, WO 20061 13207 A2 "Nano - Wire dispersion compositions and uses thereof, "US 2008 / 0283799A1" Nanowire-based transparent conductors ").
  • the nanowire network after drying the solvent i.d.R.
  • the aim of the invention is the realization of a metallic nanowire top contact for optoelectronic devices made of solvent-sensitive small molecules or polymers.
  • a method for producing a transparent, electrically conductive layer by deposition from a nanowire suspension is proposed, in which a Damage to sensitive organic layers is avoided.
  • a liquid-based nanowire electrode with high transparency and electrical conductivity as well as an optoelectronic component with such a nanowire electrode should be proposed.
  • the object according to the invention is achieved by a method for producing an electrically conductive layer, comprising the following method steps:
  • nanowires consist of electrically conductive or semiconducting material, b) percolation of the nanowires on the organic layer by evaporation of the solvent.
  • a homogeneous nanowire suspension made from a fluorinated orthogonal solvent and surface-modified nanowires with a fluorinated organic stabilizer is used as starting material.
  • the nanowires have an elongated shape and consist of electrically conductive or semiconducting materials, such as, for example, metal, metal alloys, semiconductors or carbon.
  • An organic layer is understood as meaning a layer comprising at least one organic semiconductive material.
  • the organic layer may be formed, for example, as a mixed layer of organic materials, wherein the organic materials form, for example, a donor-acceptor system.
  • the organic layer may also be formed as a charge carrier transport layer.
  • the organic layer may also be doped, partially doped or undoped.
  • organic semiconductive materials for example, organic polymers or small molecules can be used.
  • Orthogonal refers to the property of the fluorinated solvent not to mix with polar protic, polar aprotic or apolar organic or hydroxylic compounds, but only with highly fluorinated or perfluorinated organic compounds or act as a solvent for these.
  • Hochfluoriert is an organic compound (ie, substances which primarily consist of carbon and hydrogen) in the context of this application when at least 40%, preferably at least 60%, more preferably at least 80% of the hydrogen atoms contained in the organic compound substituted by fluorine atoms and / or at least 40%, preferably at least 60%, more preferably at least 80% of the halogen atoms contained are fluorine.
  • fluoride atoms and other hydrogen atoms both conditions must be met.
  • the fluorine content can be determined in a conventional manner by elemental analysis, preferably by atomic spectroscopy, particularly preferably by atomic absorption spectrometry, atomic emission spectrometry, atomic fluorescence spectroscopy, mass spectrometry or nuclear magnetic resonance spectroscopy.
  • the fluorinated stabilizer has at least one functional group bonding to the surface of the nanowires and a fluorinated alkyl or aryl group.
  • the bonding functional group effects the spontaneous, preferably coordinative, binding of the stabilizer to the nanowires and the fluorination of the alkyl or aryl group the solubility of the surface-modified nanowires in the fluorinated solvent.
  • the surface of the nanowire is understood to be the topmost layer of the nanowire which interacts with the stabilizer and is modified.
  • the surface may be formed, for example, metallically or by a polymer layer, such as PVP or another stabilizer layer.
  • modification of the surface according to the invention in particular in the case of monomeric stabilizers, involves ligand exchange, the polymer molecules being replaced by the stabilizer, which with its functional group adheres to the metal surface of the nanowire.
  • the coordinate binding of the polymeric stabilizers advantageously also takes place on the stabilizer layer (eg PVP) by non-covalent interactions (eg, Keesom interaction) or spatial entanglement (eg London dispersion interaction ) or other Van der Waals interactions.
  • the stabilizer has at least one functional group which binds to the surface of the nanowires and is at least partially or perfluorinated.
  • the stabilizer is formed as a fluorinated aliphatic or aromatic polymer.
  • the polymer preferably has coordinating functional groups which bind to the nanowire surface.
  • Polymeric stabilizers bind to the wires or their stabilizer layer via coordinative bonds, such as hydrogen bonds, van der Waals forces, and spatial entanglement.
  • coordinative bonds such as hydrogen bonds, van der Waals forces, and spatial entanglement.
  • polymer stabilizers cause steric stabilization of the nanowires by preventing their agglomeration by steric repulsion.
  • the surface of the nanowires is not directly modified, but the organic shell of the nanowires is modified as previously discussed.
  • the organic shell consists of the usual stabilizer molecules, which allow a stable dispersion of the nanowires in conventional polar protic, polar aprotic or apolar organic or hydroxylic solvents.
  • This shell is altered by incorporation of the fluorinated stabilizer, which mixes with or binds to the shell, thereby enabling solubility of the surface-modified nanowires in the fluorinated solvent.
  • the nanowires are preferably made of metal, in particular of gold, silver, nickel, copper, palladium, iridium, cobalt, chromium, aluminum, iron, titanium, ruthenium, platinum, tin, zinc, tungsten, molybdenum or metal alloys, conductive polymers, carbon and / or combinations thereof. More preferably, silver nanowires are used.
  • the nanowires are produced, for example, by template-based synthesis, for example in channels of nanotubes or nano- to microporous materials, by attachment to DNA chains or on the surfaces of solid substrates, or by reduction of metallic salts in solution.
  • Nanowires are preferably synthesized by reduction of silver nitrate in the presence of polyvinylpyrrolidone (PVP) in ethylene glycol, the latter simultaneously acting as solvent and reducing agent in the polyol process (Lee et al., Nano Lett. 2008, 8 (2), 689-692).
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • the PVP macromolecules adsorb to the surface of the resulting silver nanoparticles.
  • they are responsible for their directed growth in an elongated form, via Ostwald ripening and adsorption and desorption to various interfaces (Sun et al, Nano Lett. 2002, 2 (2), 165-168).
  • nanowires synthesized in the polyol process have a PVP layer a few nanometers thick (about 1 -2 nm) on their surface.
  • a ligand exchange takes place, the PVP molecules being replaced by the functional group of the stabilizer.
  • the modification of the wires with polymeric stabilizers does not necessarily require a ligand exchange, the coordinate binding of the polymeric stabilizers is advantageously also on the PVP layer by non-covalent interactions (eg, Keesom interaction) or spatial entanglement (eg London dispersion interaction).
  • the stabilizer is preferably added to a standard solution of unmodified nanowires and mixed intensively with this. Shakers, magnetic stirrers or ultrasonic mixers are preferably used for this purpose. Subsequently, the separation of the nanowires, eg. By centrifugation, and optionally a washing step with fluorinated solvent.
  • the successful modification of the nanowires is verifiable via fluorogen detection, for example by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy, FIB-SIMS (Focused Ion Beam Secondary Ion Mass Spectrometry), SNMS (Secondary Neutral Particle Mass Spectrometry), RBS or LEIS (low energy ion scattering spectroscopy, low energy ion scattering spectroscopy).
  • Nanowires are then suspended in fluorinated solvent to produce a nanowire suspension in a fluorous phase.
  • Shakers, magnetic stirrers or ultrasonic mixers are preferably used for their homogenization. This treatment is preferably repeated just prior to use of the nanowire suspension to avoid sedimentation of the nanowires. Due to the orthogonality of the fluorinated solvent used, the organic layers, in particular the organic layers of vacuum-processed small molecules and polymers, are inert to the nanowire suspension (Zhadikov et al., Organic Electronics 2012, 13 (3), 356-360).
  • the wetting of the organic layer of the optoelectronic component with the suspension takes place in a thin-film deposition method.
  • a correspondingly diluted suspension is applied once or several times to the substrate surface applied, wherein between the individual wetting the fluorinated solvent is evaporated.
  • the nanowires are stochastically placed on the surface of the organic layer. Due to the elongated shape of the wires, even at low surface coverage, their percolation and the formation of a nanowire network as a preferably transparent and electrically conductive layer occur.
  • the electrical conductivity of the nanowire network depends on the conductivity of the individual nanowires, the number of nanowires deposited overall, as well as the number of nanowire intersections and the resistance at the points of contact.
  • the surface coverage of the organic layer, from which at least one continuous conduction path is formed, is also referred to as the "percolation threshold.”
  • the electrical resistance of the layer decreases Transmission, so that the optical and electrical characteristics of the nanowire network can be adjusted by the type and number of wetting steps.
  • the organic layer is preferably a solvent-sensitive layer, more preferably a layer of vacuum-processed small molecules or a multilayer structure of organic layers. These are not attacked by the fluorinated solvent of the nanowire suspension, so the deposition of the nanowire network is not associated with damage to the underlying layer or adverse surface effects.
  • the layers deposited in the method according to the invention have instantaneously sufficient conductivity. Thermal annealing of the nano-wire networks is unnecessary, which protects underlying layers.
  • the fluorine chemistry used for the first time for the preparation of nanowire suspensions leads to advantageous properties of the layers produced in the process according to the invention. Due to the entanglement of the alkyl or aryl groups of the stabilizers used or the crosslinking of the polymeric stabilizers used, the deposited layers advantageously have an increased abrasion resistance and an increased resistance to delamination. For comparable effects, a subsequent coating of the nanowire electrodes with a 20 nm thick Teflon film was hitherto necessary (Hu et al., ACS nano 2010, 4 (5), 2955-2963).
  • the surface modification with fluorinated group causes advantageousously, a reduction of the surface energy of the electrically conductive layer, whereby this hydrocarbon oils, silicones and aqueous solutions rejects (Barriet et al., Current Opinion in Colloid and Interface Science 2003, 8, 236-242) and thus an anticorrosive equipment on the constituting constituent nanowires.
  • the remaining on the nanowires fluorinated stabilizers can be advantageously detected by a fluorine analysis, for example.
  • FIB-SIMS FIB-SIMS, SNMS, RBS or LEIS.
  • chlorofluorocarbons C x Cl y F 2
  • chlorofluorocarbons HCFCs
  • HFCs C x C y F z H w
  • hydrofluorocarbons HFCs
  • perfluorinated fluorocarbons FCs
  • hydrofluoroethers HFEs
  • perfluoroethers C x F y OC 2 F w
  • perfluoroamines (C x F y ) 3 N, trifluoromethyl (CF 3 ) -substituted aromatic solvents, etc. used as orthogonal fluorinated solvent.
  • the indices assume only positive integer and stoichiometrically permissible values.
  • At least 40%, preferably 60% and particularly preferably 80% of the hydrogen atoms contained in the compound are substituted by fluorine atoms and / or at least 40% are preferred in all of these fluoroorganic solvents, which are originally composed primarily of carbon, hydrogen and optionally oxygen at least 60%, more preferably at least 80% of the halogen atoms contained fluorine.
  • HFE hydrofluoroethers
  • the ratio of indices n: i is at least 2: 3, more preferably 3: 2 or 4: 1.
  • fluorinated alkyl ethers are methyl nonafluorobutyl ethers, methyl nonafluoroisobutyl ethers, isomeric mixtures of methyl nonafluorobutyl ether and methyl nonafluoroisobutyl ether, ethyl nonafluorobutyl ether, ethyl nonafluoroisobutyl ether, isomeric See mixtures of ethyl nonafluorobutyl ether and ethyl nonafluoroisobutyl ether, 3-ethoxy-l, 1, 1, 2,3,4,4,5, 5, 6,6,6-dodecafluoro-2-trifluoromethyl-hexane, 1, 1, 1, 1, 2 , 2,3,4,5,5,5-decafluoro-3-methoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-4- (1,1,2,3, 3,3, hexa
  • the functional group advantageously binds to the metal surface of the nanowire, wherein the functional group of partially or perhalogenated fluorohydrocarbon acts as an agent for the fluorinated solvent.
  • the functional groups have a strong binding affinity for nanoparticles with polar metal surfaces, in particular for Au, Ag and Cu surfaces.
  • the highly fluorinated or perfluorinated alkyl or aryl radical has 8 to 10 carbon atoms.
  • the non-polymeric stabilizer additionally has a spacer group located between the top and end groups.
  • the stabilizer is highly fluorinated or perfluorinated.
  • Stabilizers form highly organized dense layers on the wire surface. These advantageously enable a particularly agglomeration-free suspension of the nanowires and protect them from disintegration effects occurring in solvents (Lee et al., Small 2013, 1-8). Adverse effects of the stabilizer layer on the conductivity of the nano-wire network can be reduced by annealing.
  • the fluorinated solvent preferably has a low vapor pressure and a boiling point in the range of 60 to 160 ° C. From the suitable combination of stabilizer and solvent, advantageously lower heating temperatures can be achieved compared to previously used methods. ger 160 ° C, preferably less 60 ° C, more preferably less than 30 ° C can be achieved.
  • the non-polymeric stabilizer has up to 25 C atoms, preferably up to 20 C atoms in the carbon skeleton and a molar mass between 20 -4000 g / mol.
  • the polymeric stabilizer is a partially or perfluorinated organic polymer selected from the group comprising polymethacrylate, polymethyl methacrylate, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polystyrene sulfonate or their heteropolymers, and amorphous fluoropolymers based on tetrafluoroethylene (US Pat.
  • TFE which are soluble in orthogonal solvents such as CYTOP (http://www.agcce.com/Cytop.asp), Hyflon (http://www.solvayplastics.com/sites/solvayplastics/EN/specialty_polymers/FullyFluorinatedP olymers / Pages / Hyflon_AD.aspx), Dyneon TM Perfluoroelastomer, DuPont Kalrez TM or DuPont Teflon TM AF. Further examples can be found in US7323514 and US6734227.
  • the polymeric stabilizer has a molar mass between 5000 and 100,000 g / mol.
  • polymethacrylates and polymethyl methacrylates are used as stabilizers prepared from the following fluorinated monomers: 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyl methacrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl- acrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl- acrylate, 1 ⁇ , ⁇ H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl methacrylate, 1H, 1H-heptafluorobutyl acrylate, 1H, 1H, 3H-hexa
  • the fluorinated polymethacrylates bind predominantly coordinatively, so that the stabilization takes place by spatial entanglement of the wires. This interaction binds the electrons involved weaker compared to the covalent bond, for example. For fluorinated thiols and therefore causes lower electrical resistance at wire crossings.
  • fluorinated polymers in particular of EGC2702
  • highly conductive transparent electrodes can thus be realized immediately after deposition.
  • the polymeric stabilizers additionally have head groups which covalently bind to the wire surface, the number of binding sites is small in comparison with the polymer size or the occupied wire surface.
  • the wetting of the substrate with the nanowire suspension takes place by a thin-layer application method selected from spray coating (Lee et al., Small 2013, 1-8), dip coating, spin coating, Mayer rod coating (Hu et al. , ACS nano 2010, 4 (5), 2955-2963) or Slot Die Coating or via a printing process such as inkjet, offset, gravure printing.
  • a thin-layer application method selected from spray coating (Lee et al., Small 2013, 1-8), dip coating, spin coating, Mayer rod coating (Hu et al. , ACS nano 2010, 4 (5), 2955-2963) or Slot Die Coating or via a printing process such as inkjet, offset, gravure printing.
  • the wetting is preferably carried out by spray coating a nanowire suspension onto a substrate which has preferably been cleaned in an oxygen plasma. The wetting is repeated until the desired transmission is achieved.
  • spray wetting also has the advantage that the nanowires are thrown onto the substrate with high kinetic energy. As a result, the wires are bent at intersections and partially fused together, thus reducing crossover resistances (Lee et al., Small 2013, 1-8).
  • nanowire suspensions are used with a nanowire concentration of 0.01 to 3 m%, and preferably from 0.15 to 0.3 m%.
  • the strong dilution improves the sprayability of the suspension.
  • the nanowires For wetting with spray coating, the nanowires have, for example, a diameter between 30 and 100 nm and a length between 10 and 30 ⁇ m.
  • the suspension contains additional metallic nanoparticles as optical scattering centers.
  • the wetting of the organic layer takes place at temperatures below 160 ° C., preferably below 60 ° C., more preferably below 30 ° C. at ambient pressure and under air or inert gas atmosphere.
  • the method is advantageously scalable on an industrial scale. Due to the comparatively low temperatures, sensitive substrates, in particular organic layers, are spared.
  • the wetting takes place under an inert gas atmosphere, for example under a nitrogen atmosphere, in order to protect the organic layers which are sensitive to oxygen and water exposure.
  • the formed network is repeatedly washed with a fluorinated solvent.
  • a fluorinated solvent By removing the surface coating from fluorinated organic Stabilizer, the sheet resistance of the nanowire network is advantageously reduced (Lee et al., Small 2013, 1-8), wherein damage to the underlying organic layers due to the orthogonality of the fluorinated solvent is avoided.
  • the washing thus represents an alternative to thermal annealing in known processes.
  • the washing effects a reduction in the advantageous properties of the nanoproducts coated with fluorine, in particular their abrasion and delamination strength and the hydrophobicity of the network.
  • the washing of the nanowires takes place after the separation and before the deposition on the organic layer.
  • An optimization of the conductivity of the nanowire network takes place alternatively or additionally by mechanical pressing of the nanowires onto the organic layer.
  • a glass plate with a defined pressure preferably of up to 100 GPa, is pressed onto the percolative nanowire network.
  • a defined pressure preferably of up to 100 GPa
  • an improvement of the surface morphology, in particular a reduction of the roughness is thereby achieved (Hu et al., ACS nano 2010, 4 (5), 2955-2963). It is also conceivable to ensure mechanical pressing by means of rollers. This is particularly advantageous in the context of a roll-to-roll processing.
  • the organic layer is formed as one or more thin layers of vacuum-processed small molecules or organic polymers.
  • vacuum-processed small molecule and polymer based optoeletronic devices are known in the art (Walzer et al., Chemical Review 2007, 107 (4), 1233-1271, Peumans et al., J. Appl. Phys , 93 (7), 3693-3722).
  • a cover contact mask is introduced over the organic layer, which covers a part of the surface.
  • the nano-wire electrode can be deposited in a structured manner. In this case, the electrode is deposited only in the desired areas, namely the unmasked areas. This is particularly advantageous if a structured nanowire electrode is to be deposited.
  • structuring of the nanowire cover electrode deposited on the organic layer takes place by means of laser structuring.
  • the structuring of the nanowire cover electrode is effected by photolithography.
  • structuring takes place by deposition of a structured passivation layer between the organic layer and the nanowire cover electrode.
  • the passivation layer is characterized in that it is not electrically conductive. The electrode can then be deposited over the entire area or in a structured manner, but only contacts the component in the areas which have been cleared by the passivation layer.
  • a directed deposition of the nanowires on the organic layer takes place.
  • the directional deposition causes an orientation of the nanowires on the surface.
  • the nanowires can be aligned in parallel.
  • the directional deposition of the (magnetic) nanowires takes place by the action of an external magnetic field. The magnetic field aligns the nanowires with their polarization.
  • the directional deposition of the nanowires takes place by immersing in and pulling out the component from the nanowire suspension.
  • the directed deposition takes place by a microfluidic system.
  • Microfluidic systems have small channel widths which allow a laminar flow. With the appropriate design of the microfluidic system, targeted areas of the organic layer to be coated can be controlled and coated.
  • a nanowire suspension in fluorous phase for depositing a percolative nanowire network on an organic layer of an optoelectronic component comprising:
  • the nanowires consist of electrically conductive or semiconducting material.
  • nanowire suspension according to the invention advantageously makes it possible to prevent the deposition of a percolative nanowire network on organic layers of an optoelectronic component without damaging it.
  • nanowire networks can be deposited on organic layers without adversely affecting their functionality, for example, in light absorption or emission.
  • the fluorinated organic stabilizer improves the properties of the deposited nanowire network, in particular by increasing its abrasion and delamination resistance and hydrophobicity.
  • the orthogonally fluorinated solvent is chlorofluorocarbons (CFCs): CxClyF 2 , chlorofluorocarbons (HCFCs): C x ClyF z H w , hydrofluorocarbons (HFCs): C x F y H z , perfluorinated fluorohydrocarbons ( FCs): C x F y , hydrofluoroethers (HFEs): CxH y OC z F w , perfluoroethers: C x F y OC 2 F w , perfluoroamines: (C x F y ) 3 N, trifluoromethyl (CF 3 ) -substituted aromatic Solvents and / or mixtures thereof.
  • the indices assume only positive integer and stoichiometrically permissible values.
  • the ratio of indices n: i is at least 2: 3, more preferably 3: 2 or 4: 1.
  • the fluorinated alkyl ethers are preferably methylnonafluorobutyl ether, methyl nonafluoroisobutyl ether, isomeric mixtures of methyl nonafluorobutyl ether and methyl nonafluoroisobutyl ether, ethyl nonafluorobutyl ether, ethyl nonafluoroisobutyl ether, isomeric mixtures of ethyl nonafluorobutyl ether and ethyl nonafluoroisobutyl ether, 3-ethoxy-1, 1, 2,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-2-trifluoromethyl-hexane, 1,1,1,2,3,4,5,5,5-decafluoro- 3-methoxy-4-trifluoromethyl-pentanes, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-4- (1,1,3,3,3,3-hexafluoropropoxy)
  • At least 40%, preferably 60% and particularly preferably 80% of the hydrogen atoms contained in the compound are substituted by fluorine atoms in all these fluoroorganic solvents and / or at least 40%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 80 % of the halogen atoms contained fluorine.
  • the stabilizer has at least one group bound to the surface of the nanowires and a fluorinated alkyl or aryl group.
  • the bonding functional group effects the spontaneous, preferably coordinative, binding of the stabilizer to the nanowires and the fluorination of the alkyl or aryl group the solubility of the surface-modified nanowires in the fluorinated solvent.
  • the stabilizer is formed as a fluorinated aliphatic or aromatic polymer.
  • the polymer preferably has coordinating functional groups which bind to the nano wire surface.
  • Polymeric stabilizers bind to the wires via coordinative bonds, such as hydrogen bonds, van der Waals forces, and spatial entanglement.
  • polymer stabilizers cause steric stabilization of the nanowires by preventing their agglomeration by steric repulsion.
  • the highly fluorinated or perfluorinated alkyl or aryl radical has from 8 to 10 carbon atoms.
  • the partially halogenated fluorohydrocarbons are preferably 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecanethiol, 2-trifluoromethylbenzyl mercaptan, 1H, 1H, 2H, 2H-
  • Perfluorooxethanethiol 3,3,4,4,4-pentafluoro-1-butanethiol, 2,2,3,3,3-pentafluoropropionic acid, perfluorobutanesulfonic acid, perfluorooctanoic acid, perfluorooctane sulfonate or mixtures thereof.
  • the non-polymeric stabilizer additionally has a spacer group located between the top and end groups.
  • the stabilizer is highly fluorinated or perfluorinated.
  • the ratio of carbon atoms to fluorine atoms is between 1: 4 and 4: 1, preferably 1: 2, 1: 3 or 1: 4.
  • the polymeric stabilizer is preferably formed as fluorinated polymethacrylate and / or as its heteropolymers.
  • the nanowire suspension preferably contains nanowires with a concentration of 0.01 to 3 m%, preferably of 1 to 1, 5 m%. At these concentrations, a spontaneous No aggregation of the suspended nanowires is avoided, as a result of which the suspension is long-term stable and storable.
  • a dilution of the suspension with an orthogonal solvent depending on the coating method in a ratio of storable nanowire suspension to solvent between 1: 2 and 1:20, and a re-suspension sedimented nanowires using shakers, magnetic stirrers or ultrasonic mixers.
  • the nanowires have a diameter of between 30 and 120 nm and a length of more than 30 ⁇ m.
  • the suspension according to the invention preferably contains additional metallic nanoparticles as optical scattering centers.
  • the nanowire suspension according to the invention preferably enables the production of a conductive layer in the process according to the invention.
  • the invention likewise relates to the use of this nanowire suspension in the method according to the invention for depositing a nanowire electrode on an organic layer of an optoelectronic component.
  • nanowire electrode having an electrically conductive layer for an optoelectronic component, produced by a method according to the invention.
  • the nanowire electrode is preferably arranged as a nanowire cover electrode on sensitive organic layers.
  • An optoelectronic component is understood here to mean an organic light-emitting diode (OLED), an organic solar cell (OSC), an organic field-effect transistor (OFET) or an organic thin-film transistor (OTFT).
  • OLED organic light-emitting diode
  • OSC organic solar cell
  • OFET organic field-effect transistor
  • OFT organic thin-film transistor
  • OFT organic thin-film transistor
  • the nanowire electrode has a high electrical conductivity with high optical transmission.
  • the nanowire electrode is constituted by surface-modified nanowires and thus has a high abrasion and delamination resistance.
  • the surface modification of the nanowires by fluorinated organic stabilizers also advantageously brings about a reduction in the surface energy of the nanowire electrode, thereby rejecting hydrocarbon oils, silicones and aqueous solutions.
  • the nanowire electrode according to the invention thus advantageously has an intrinsic anti-corrosive finish.
  • an optoelectronic component comprising a) an electrode and a counterelectrode, wherein the electrode is arranged close to the substrate and wherein b) at least one organic layer is arranged between the electrode and the counterelectrode, the organic layer comprising at least one organic material,
  • the counter electrode is formed as the uppermost layer of nanowires with a fluorine-containing surface functionalization.
  • the optoelectronic component according to the invention is preferably a generic solar cell or light-emitting diode.
  • a device usually has a layer structure, wherein the respective lowermost and uppermost layer are formed as an electrode and counter electrode for electrical contacting.
  • the optoelectronic component is arranged on a substrate, such as glass, plastic (PET, etc.) or a metal strip.
  • At least one organic layer comprising at least one organic material is arranged between the substrate-near electrode and the counterelectrode.
  • organic material hereby small organic molecules or polymers can be used.
  • the organic layer is a photoactive layer, wherein the photoactive layer is formed, for example, as a mixed layer of a donor and an acceptor material.
  • Adjacent to the at least one photoactive layer can be arranged charge carrier transport layers. Depending on their design, these can preferably transport electrons or holes from or to the respective electrodes.
  • the optoelectronic component is designed as a tandem or multiple component. In this case, at least two optoelectronic components are deposited as a layer system one above the other. On the formed as a contact base and cover layers may be followed by additional layers for coating or encapsulation of the device or other components.
  • the optoelectronic component has a bottom layer formed as a base contact and a nanowire cover electrode, the latter being constituted by surface-modified nanowires.
  • the optoelectronic component has a high abrasion and delamination resistance on the part of the cover electrode.
  • the surface modification of the nanowires by fluorinated organic stabilizers also advantageously brings about a reduction in the surface energy of the nanowire electrode, thereby rejecting hydrocarbon oils, silicones and aqueous solutions.
  • the nanowire electrode according to the invention thus advantageously has an intrinsic anti-corrosive finish. This advantageously allows a long service life of the optoelectronic component.
  • the remaining on the nanowires of the top electrode of the device fluorinated stabilizers can be advantageously detected by a fluorine analysis, for example.
  • FIB-SIMS, SNMS, RBS or LEIS fluorine analysis
  • the optoelectronic component according to the invention is preferably organic light-emitting diodes (OLEDs) and organic solar cells (OSCs) with a photoactive layer of vacuum-processed, solvent-sensitive small molecules or polymers.
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • OSCs organic solar cells
  • a cover contact layer On this vacuum-processed thin-film component, a solvent-based, preferably transparent electrode is applied as a cover contact layer.
  • the component can advantageously be dispensed with high temperature steps above 160 ° C, preferably the deposition is carried out at below 60 ° C, more preferably below 30 ° C.
  • the conductivity of the cover contact layer can be improved by post-processing of the component, for example by repeated washing or by pressing the nanowire layer.
  • the nanowire network applied as a cover contact layer consists of nanowires which have a diameter of preferably 30 to 120 nm, and thus has a high roughness, i.d.R. of a few hundred nanometers. Deposited thin films of small molecules or polymers often only have a thickness between 30 and 60 nm. When using nanowire electrodes as a ground contact thus the risk of short circuits is large.
  • the formation of a cover contact layer as a nanowire electrode also makes it possible to exploit the excellent properties of nanowire electrodes for devices having layers of vacuum-processed small molecules or polymers.
  • the deposition of the cover contact layer is carried out by a method according to the invention.
  • a homogeneous nanowire suspension in a fluorous phase containing a fluorinated solvent and with an organic stabilizer surface-modified nanowires is deposited on the organic layer.
  • the nanowires consist of an electrically conductive or semiconducting material.
  • the stabilizer has at least one functional group bonding to the surface of the nanowires and is at least partially or perfluorinated, wherein the bonding functional group has a fluorinated alkyl or aryl group or is formed as a fluorinated or partially fluorinated aliphatic or aromatic polymer.
  • a percolation of the nanowires on the organic layer by evaporation of the solvent.
  • the base contact of the optoelectronic component is formed as a thin metal band.
  • the deposition of the organic layers and the cover contact layer on the thin metal strip advantageously allow a very cost-effective ten efficient production of the optoelectronic component.
  • the metal strip has a high reflection, whereby the transparency of the entire component minimized and its luminous efficacy is increased.
  • the photoactive layer is formed as an organic light-emitting layer and the component as an OLED, particularly preferably as a SMOLED.
  • the light-emitting diode is preferably top-emitting and has as a base contact on a metal strip. The emitted light thus passes through the transparent nanowire cover electrode and is thereby scattered.
  • the light extraction and color stability of the LEDs is advantageously optimized at large viewing angles compared to conventional OLEDs.
  • additional nanoparticles are contained in the nano-wire electrode, which reinforce an advantageous scattering of the light.
  • the nanoparticles themselves may have a surface modification according to the method of the invention.
  • metal or metal oxide particles such as TiO 2 or Ag nanoparticles, can be used as nanoparticles.
  • the nanoparticles have a dimensioning in the range between 1 to 100 nm.
  • the nanoparticles improve the contacting of the nanowires by deposition in the intermediate regions of the nanowires, thereby improving the conduction paths.
  • At least one photoactive layer is formed as an organic light-absorbing layer and the component as an OSC.
  • the light incidence in the solar cell is preferably done by the cover contact layer and has as a base contact on a metal strip.
  • the incident light thus passes through the transparent nanowire cover electrode and is thereby scattered.
  • the efficiency of the solar cell compared to conventional organic solar cells is advantageously increased.
  • nanoparticles are contained in the nanowire electrode, which reinforce an advantageous scattering of the light.
  • the nanoparticles themselves may have a coating according to the method of the invention
  • FIG. 1 j-U characteristic curve of an organic solar cell with a nanowire cover electrode deposited in the fluorous phase method according to the invention.
  • the functionalized nanowires may be washed with 3 ml of HFE-7100 (3M) prior to dispersion in HFE-7100.
  • the solution according to the invention was then suspended in the ultrasonic bath (Sonorex Digital 10P, Bandelin) for 15 minutes and then introduced into a spray robot (F7300N series 3-Axis Robot, Fisnar / Vieweg).
  • the nano-wire electrode was used as a cover contact to organic solar cells (ITO / C 6 o: W2 (hpp) 4 / C6o / ZnPc: C6o / ZnPc / BF-DFP: NDP9 / NDP9) is deposited as described above.
  • FIG. 1 also shows the jU characteristic of nanowires deposited on glass.
  • the silver nanowires had a diameter of 90 nm and were deposited in the solvent HFE7100 with the stabilizer EGC2702. Graphs with unfilled symbols represent the dark curves.
  • heating the Ag nanowire solar cell at 100 ° C for 30 minutes improves the parameters. Further heating essentially reduces the current of the solar cell in the forward direction, so that one must assume with the second heating step to damage the solar cell. In other words, the optimum of the heating time should be between 30 and 60 minutes.
  • Hardin2011 Hardin, B.E., Gaynor, W., Ding, I.-K, Rim, S.-B., Peumans, P., & McGehee, M.

Abstract

The invention relates to a method for producing a nanowire top electrode for optoelectronic components and to the use thereof. The problem of the invention is that the precipitation of nanowires from a solvent on solvent-sensitive layers of the optoelectronic component cannot be achieved or can only be achieved to a limited extent. The invention therefore provides a method for producing a transparent, electrically conductive layer, an inert nanowire dispersion in fluorine phase for precipitating a percolative nanowire network in such a method as well as a nanowire top electrode for optoelectronic components, in particular for components made of solvent-sensitive small molecules and polymers, and an optoelectronic component having a nanowire top electrode precipitated out of fluorine phase.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Nanodrahtdeckelektrode für optoelektronische Bauelemente sowie deren Verwendung  Method for producing a nanowire cover electrode for optoelectronic components and their use
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer transparenten, elektrisch leitfähigen Schicht, eine inerte Nanodrahtdispersion in fluoriger Phase zur Abscheidung eines perkolati- ven Nanodrahtnetzwerks in einem solchen Verfahren, eine Nanodrahtdeckelektrode für optoelektronische Bauelemente, insbesondere für Bauelemente aus lösungsmittelsensitiven kleinen Molekülen und Polymeren, und ein optoelektronisches Bauelement aufweisend eine aus fluoriger Phase abgeschiedene Nanodrahtdeckelektrode. The invention relates to a method for producing a transparent, electrically conductive layer, an inert nanowire dispersion in fluorous phase for depositing a percolatable nanowire network in such a method, a nanowire cover electrode for optoelectronic devices, in particular for devices made of solvent-sensitive small molecules and polymers, and a An optoelectronic component comprising a nanofire cover electrode deposited from a fluorous phase.
Stand der Technik State of the art
Mechanisch flexible optoelektronische Bauelemente, wie organische Leuchtdioden (OLEDs) und organische Solarzellen (OSCs), sind auf der Basis organischer Halbleiter aus organischen Polymeren (PLED - polymer light emitting diode) oder aus kleinen Molekülen bzw. Oligomeren (SMOLED - small molecule organic light emitting diode) realisierbar. Als kleine Moleküle werden dabei insbesondere Moleküle bezeichnet, die im Vakuum durch thermisches Verdampfen abgeschieden werden können, oder Moleküle mit ähnlichem Molekulargewicht für die Lösungsmittelprozessierung. Üblicherweise haben sogenannte kleine Moleküle ein Molekulargewicht kleiner 1000 g/mol, z.B. Fullerene oder Pthalocyanine. Mechanically flexible optoelectronic components, such as organic light emitting diodes (OLEDs) and organic solar cells (OSCs), are based on organic semiconductors from organic polymers (PLED - polymer light emitting diode) or small molecules or oligomers (SMOLED - small molecule organic light emitting diode) can be realized. In particular, molecules which can be deposited in vacuo by thermal evaporation or molecules of similar molecular weight for solvent processing are referred to as small molecules. Usually, so-called small molecules have a molecular weight of less than 1000 g / mol, e.g. Fullerenes or pthalocyanines.
Während Halbleiterschichten aus organischen Polymeren in einfachen Siebdruck- und Nas- sabscheideverfahren herstellbar sind, erfordern Halbleiterschichten aus kleinen Molekülen in der Regel eine Abscheidung aus der Gasphase. Die halbleitenden Organik-Schichten werden dabei lösungsmittelfrei erzeugt und sind gegenüber aus Lösung abgeschiedenen Molekülen aufgrund fehlender Schutzgruppen sehr sensitiv. Eine lösungsmittel-resistente Ausstattung der kleinen Moleküle und Polymere würde die Effektivität der hergestellten Halbleiter- Schichten reduzieren. While semiconductor layers of organic polymers can be produced in simple screen-printing and wet-deposition methods, semiconductor layers of small molecules generally require deposition from the gas phase. The semiconducting organic layers are produced solvent-free and are very sensitive to molecules deposited from solution due to lack of protective groups. A solvent-resistant configuration of the small molecules and polymers would reduce the effectiveness of the semiconductor layers produced.
Zur Herstellung einsatzfähiger flexibler Elektronik ist die Kontaktierung der halbleitenden Organik-Schichten von außen erforderlich. Dafür eingesetzte Dünnschichtelektroden müssen eine hohe Flexibilität und elektrische Leitfähigkeit gewährleisten. Zudem ist eine Transparenz der Elektroden wünschenswert. Je nach Anordnung einer Elektrode, wird dabei zwischen Grund- und Deckkontakten unterschieden. Die substratnahe Elektrode wird dabei als Grundkontakt bezeichnet. Konventionelle Dünnschichtelektroden werden bislang zum Beispiel durch Aufdampfen dünner Metallschichten (Schubert et al., Advanced Energy Materials 2013, 3(4), 438-443) oder Sputtern von Metall- oder Metalloxidschichten, bspw. aus Indiumzinnoxid (ITO) oder Aluminium-dotierten Zinkoxid (AZO) oder in Stempeltransferprozessen aus dünnen Schichten freistehender Kohlenstoffnanoröhren realisiert (Kim et al., Solar Energy Materials and Solar Cells 2012, 96, 244-250). In order to produce flexible electronics that can be used, it is necessary to contact the semiconducting organic layers from the outside. Thin-film electrodes used for this purpose must ensure high flexibility and electrical conductivity. In addition, a transparency of the electrodes is desirable. Depending on the arrangement of an electrode, a distinction is made between ground contacts and cover contacts. The substrate-near electrode is referred to as a ground contact. Conventional thin-film electrodes have hitherto been made, for example, by vapor deposition of thin metal layers (Schubert et al., Advanced Energy Materials 2013, 3 (4), 438-443) or sputtering of metal or metal oxide layers, for example of indium tin oxide (ITO) or aluminum-doped zinc oxide (AZO) or in stamp transfer processes from thin layers of free-standing carbon nanotubes (Kim et al., Solar Energy Materials and Solar Cells 2012, 96, 244-250).
Das Abscheiden bzw. Sputtern der metallischen Schichten erfolgt unter hohen Temperaturen, Vakuum und mit geringen Geschwindigkeiten, und ist somit zeit- und energieintensiv. Anschließend ist in der Regel ein thermisches Ausheizen („Armealing") der Schicht notwendig. Die Verfahren sind somit nur bedingt für die Rolle-zu-Rolle Massenproduktion und den Schichtauftrag auf sensitiven organischen Halbleiter-Schichten geeignet. Zudem sind dünne Metalloxidschichten gegenüber Biegen nur eingeschränkt robust und Netzwerke aus Kohlenstoffnanoröhren vergleichsweise schlecht leitfähig (Lee et al., Nano Lett. 2008, 8(2), 689- 692). The deposition or sputtering of the metallic layers takes place under high temperatures, vacuum and at low speeds, and is thus time-consuming and energy-intensive. Thereafter, thermal annealing ("armealing") of the layer is usually necessary, which means that the processes are only suitable to a limited extent for roll-to-roll mass production and coating on sensitive organic semiconductor layers, and thin metal oxide layers are limited in their ability to bend robust and networks of carbon nanotubes comparatively poorly conductive (Lee et al., Nano Lett. 2008, 8 (2), 689-692).
Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung biegsamer, transparenter Dünnschichtelektroden mit hoher elektrischer Leitfähigkeit sind perkolative Netzwerke aus metallischen Nanodräh- ten. Solche Netzwerke können ebenfalls in Stempeltransferprozessen oder durch Abschei- dung der Nanodrähte aus Lösung auf optoelektronische Bauteile aufgebracht werden. Another possibility for realizing flexible, transparent thin-film electrodes with high electrical conductivity are percolative networks of metallic nanowires. Such networks can also be applied in stamp transfer processes or by depositing the nanowires from solution onto optoelectronic components.
In Transferprozessen werden lösungsbasiert auf ein Glassubstrat abgeschiedene Nanodrähte zur Erzeugung eines Deckkontakts auf die Schichtabfolge einer organischen Solarzelle laminiert (Lee et al., Nano Lett. 2010, 10(4), 1276-1279; Hardin et al., Organic Electronics 201 1 , 12, 875-879). Dabei treten mechanische Belastungen auf, die eine Schädigung der vakuum-prozessierten Organik-Schichten bewirken. Die Skalierung auf industrielle Maßstäbe ist ebenfalls problematisch. Weiterhin kann es zu Kontaktierungsproblemen an der Grenzfläche zwischen Nanodrahtdeckkontakt und dem entsprechenden Bauteil kommen. In transfer processes, nanowires deposited on a glass substrate are laminated on the layer sequence of an organic solar cell in a solution-based manner (Lee et al., Nano Lett. 2010, 10 (4), 1276-1279; Hardin et al., Organic Electronics 201 1, 12, 875-879). In this case, mechanical stresses occur which cause damage to the vacuum-processed organic layers. Scaling to industrial scales is also problematic. Furthermore, contacting problems may occur at the interface between the nanowire top contact and the corresponding component.
Bei der lösungsmittelbasierten Abscheidung von Nanodrahtnetzwerken unter halbleitenden Organik-Schichten treten eine Vielzahl von Problemen auf. Aufgrund der hohen Rauheit der als Grundkontakt abgeschiedenen Netzwerke können darauf aufgebrachte, leitende oder halbleitende Organik-Schichten kurzgeschlossen werden. Dieses Problem tritt verstärkt bei optoelektronische Bauelementen auf, die mittels Vakuumverdampfen kleiner Moleküle erzeugt werden (Lee et al., Nano Lett. 2008, 8(2), 689-692). Bei der Abscheidung von Nanodrähten als Deckkontakt besteht die Gefahr einer Schädigung der darunterliegenden lösungsmittelsensitiven Organik-Schichten durch die verwendeten Lösungsmittel. The solvent-based deposition of nanowire networks under semiconducting organic layers presents a multitude of problems. Due to the high roughness of the ground contact deposited networks, conductive or semiconductive organic layers deposited thereon may be shorted. This problem is more pronounced in optoelectronic devices produced by vacuum evaporation of small molecules (Lee et al., Nano Lett. 2008, 8 (2), 689-692). In the deposition of nanowires as a cover contact there is a risk of damage to the underlying solvent-sensitive organic layers by the solvent used.
Für Polymersolarzellen haben Krantz et al. und Reinhard et al. kürzlich ein Verfahren zur Herstellung eines Silber-Nanodrahtdeckkontakts mittels Sprühbeschichtung (Krantz et al., Advanced Functional Materials 2013, 23(13), 171 1 -1717) oder Tropfbeschichtung (Reinhard et al., Organic Electronics 2013, 14 (3), 273-277) vorgestellt. Zum Schutz der Polymerschichten kann eine funktionale Schicht, in diesem Fall PEDOT:PSS (Krantz et al.) oder V205 (Reinhard et al.) aufgebracht werden. Solche Schutzschichten können aber je nach Stackaufbau nachteilig auf die elektrischen Eigenschaften des Bauelementes wirken, oder die nachteilige Wirkung der Nanodrahtprozessierung nur unvollständig abschirmen. For polymer solar cells, Krantz et al. and Reinhard et al. Recently, a method for producing a silver nanowire top contact by spray coating (Krantz et al., Advanced Functional Materials 2013, 23 (13), 171 1 -1717) or drip coating (Reinhard et al., Organic Electronics 2013, 14 (3), 273 -277). To protect the polymer layers, a functional layer, in this case PEDOT: PSS (Krantz et al.) Or V 2 0 5 (Reinhard et al.), Can be applied. Depending on the stack construction, however, such protective layers can have a disadvantageous effect on the electrical properties of the component, or shield the disadvantageous effect of nanowire processing only incompletely.
Energetisch barrierefreie Übergänge sind an den Grenzflächen von SMOLEDs durch molekulare Dotierung problemlos möglich (Walzer et al., Chemical Reviews 2007 ', 107(49), 1233- 1271 ). Jedoch ist die Verwendung üblicher Lösungsmittel in SMOLEDs stets mit einer Schädigung der aus vakuumprozessierten kleinen Molekülen bestehenden Schichten verbunden. Daraus ergeben sich Einbußen beim Wirkungsgrad oder eine komplette Zerstörung der optoelektronischen Bauelemente. Die gleichen Probleme betreffen auch organische Solarzellen mit aktiven Schichten aus kleinen Molekülen (SM OPV) oder lösungsmittelsensitiven Schichten aus Polymeren. Energetic barrier-free transitions at the interfaces of SMOLEDs by molecular doping problem (Walzer et al., Chemical Reviews 2007 ', 107 (49) 1233- 1271). However, the use of common solvents in SMOLEDs is always associated with damage to the layers of vacuum-processed small molecules. This results in losses in the efficiency or complete destruction of the optoelectronic components. The same problems also apply to organic solar cells with active layers of small molecules (SM OPV) or solvent-sensitive layers of polymers.
In bekannten Verfahren zur Abscheidung von Nanodrahtgrundkontakten auf Substraten, werden bislang in wässrigen, polaren bzw. organischen Lösungsmitteln suspendierte Nano- drähte verwendet (Hu et al., ACS nano 2010, 4(5), 2955-2963; WO 20061 13207 A2„Nano- wire dispersion compositions and uses thereof", US 2008/0283799A1 „Nanowire-based transparent conductors"). Das Nanodrahtnetzwerk weist nach dem Trocknen des Lösungsmittels i.d.R. eine geringe Leitfähigkeit auf, die durch anschließendes Ausheizen („Anneal- ing") bei hohen Temperaturen verbessert wird (Sachse et al., Organic Electronics 2013, 14(1), 143-148). Im Falle eines Deckkontaktes aus Nanodrähten können die empfindlichen Organik-Schichten des darunter befindlichen Bauteils durch das Heizen geschädigt und der Wirkungsgrad des Bauelementes verringert werden. In known processes for depositing nanowire base contacts on substrates, nanowires suspended in aqueous, polar or organic solvents have hitherto been used (Hu et al., ACS nano 2010, 4 (5), 2955-2963, WO 20061 13207 A2 "Nano - Wire dispersion compositions and uses thereof, "US 2008 / 0283799A1" Nanowire-based transparent conductors "). The nanowire network, after drying the solvent i.d.R. a low conductivity, which is improved by subsequent annealing at high temperatures (Sachse et al., Organic Electronics 2013, 14 (1), 143-148.) In the case of a cover contact of nanowires, the sensitive ones can be used Organic layers of the underlying component are damaged by the heating and the efficiency of the device can be reduced.
Ziel der Erfindung ist die Realisierung eines metallischen Nanodrahtdeckkontaktes für optoelektronische Bauelemente aus lösungsmittelsensitiven kleinen Molekülen oder Polymeren. Dazu soll ein Verfahren zur Herstellung einer transparenten, elektrisch-leitfähigen Schicht durch Abscheidung aus einer Nanodrahtsuspension vorgeschlagen werden, in dem eine Schädigung empfindlicher Organik-Schichten vermieden wird. Zudem soll eine flüssigkeits- basierte Nanodrahtelektrode mit hoher Transparenz und elektrischer Leitfähigkeit sowie ein optoelektronisches Bauelement mit einer solchen Nanodrahtelektrode vorgeschlagen werden. The aim of the invention is the realization of a metallic nanowire top contact for optoelectronic devices made of solvent-sensitive small molecules or polymers. For this purpose, a method for producing a transparent, electrically conductive layer by deposition from a nanowire suspension is proposed, in which a Damage to sensitive organic layers is avoided. In addition, a liquid-based nanowire electrode with high transparency and electrical conductivity as well as an optoelectronic component with such a nanowire electrode should be proposed.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Schicht, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: The object according to the invention is achieved by a method for producing an electrically conductive layer, comprising the following method steps:
a) Benetzung einer organischen Schicht eines optoelektronischen Bauelements mit einer homogenen Nanodrahtsuspension in fluoriger Phase, enthaltend  a) wetting of an organic layer of an optoelectronic component with a homogeneous nanowire suspension in fluorous phase, containing
i) ein orthogonales, fluoriertes Lösungsmittel und  i) an orthogonal, fluorinated solvent and
ii) mit einem organischen Stabilisator oberflächenmodifizierte Nanodrähte, wobei die Nanodrähte aus elektrisch leitendem oder halbleitendem Material bestehen, b) Perkolation der Nanodrähte auf der organischen Schicht durch Verdampfen des Lösungsmittels.  ii) surface-modified nanowires with an organic stabilizer, wherein the nanowires consist of electrically conductive or semiconducting material, b) percolation of the nanowires on the organic layer by evaporation of the solvent.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird eine homogene Nanodrahtsuspension aus einem fluorierten orthogonalen Lösungsmittel und mit einem fluorierten organischen Stabilisator oberflächenmodifizierten Nanodrähten als Ausgangsstoff verwendet. Die Nanodrähte weisen dabei eine elongierte Form auf und bestehen aus elektrisch leitenden oder halbleitenden Materialien, wie bspw. Metall, Metalllegierungen, Halbleitern oder Kohlenstoff. In the process according to the invention, a homogeneous nanowire suspension made from a fluorinated orthogonal solvent and surface-modified nanowires with a fluorinated organic stabilizer is used as starting material. The nanowires have an elongated shape and consist of electrically conductive or semiconducting materials, such as, for example, metal, metal alloys, semiconductors or carbon.
Unter einer organischen Schicht wird eine Schicht umfassend zumindest ein organisches halbleitendes Material verstanden. Die organische Schicht kann beispielsweise als eine Mischschicht aus organischen Materialien ausgebildet sein, wobei die organischen Materialien beispielsweise ein Donor-Akzeptorsystem ausbilden. Daneben kann die organische Schicht auch als Ladungsträgertransportschicht ausgebildet sein. Die organische Schicht kann zudem dotiert, teilweise dotiert oder undotiert sein. Als organische halbleitende Materialien können beispielweise organische Polymere oder kleine Moleküle verwendet werden. An organic layer is understood as meaning a layer comprising at least one organic semiconductive material. The organic layer may be formed, for example, as a mixed layer of organic materials, wherein the organic materials form, for example, a donor-acceptor system. In addition, the organic layer may also be formed as a charge carrier transport layer. The organic layer may also be doped, partially doped or undoped. As organic semiconductive materials, for example, organic polymers or small molecules can be used.
„Orthogonal" bezeichnet dabei die Eigenschaft des fluorierten Lösungsmittels, sich nicht mit polar protischen, polar aprotischen oder apolar organischen oder hydroxylischen Verbindungen, sondern ausschließlich mit hoch- oder perfluorierten organischen Verbindungen zu mischen bzw. für diese als Solvens zu fungieren. "Orthogonal" refers to the property of the fluorinated solvent not to mix with polar protic, polar aprotic or apolar organic or hydroxylic compounds, but only with highly fluorinated or perfluorinated organic compounds or act as a solvent for these.
Unter einem Nanodraht wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Draht mit einem Durchmesser von 20 - 200nm, und einem Aspektverhältnis=Länge/Durchmesser von mindestens 100 verstanden. Hochfluoriert ist eine organische Verbindung (d. h. Substanzen die primär aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen) im Sinne dieser Anmeldung dann, wenn mindestens 40%, bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 80% der in der organischen Verbindung enthaltenen Wasserstoffatome durch Fluoratome substituiert und/oder mindestens 40%, bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 80% der enthaltenen Halogenatome Fluor sind. Für organische Verbindungen, die neben Fluor weitere Halogenid- Atome und Wasserstoff atome enthalten müssen beide Bedingungen erfüllt sein. Der Fluorgehalt ist auf gängige Weise durch Elementaranalyse bestimmbar, bevorzugt durch Atomspektroskopie, besonders bevorzugt durch Atomabsorptionsspektrometrie, Atomemissions- spektrometrie, Atomfluoreszenzspektroskopie, Massenspektrometrie oder Kernspinresonanzspektroskopie. For the purposes of the present invention, a nanowire is understood to mean a wire with a diameter of 20-200 nm, and an aspect ratio = length / diameter of at least 100. Hochfluoriert is an organic compound (ie, substances which primarily consist of carbon and hydrogen) in the context of this application when at least 40%, preferably at least 60%, more preferably at least 80% of the hydrogen atoms contained in the organic compound substituted by fluorine atoms and / or at least 40%, preferably at least 60%, more preferably at least 80% of the halogen atoms contained are fluorine. For organic compounds containing fluoride atoms and other hydrogen atoms, both conditions must be met. The fluorine content can be determined in a conventional manner by elemental analysis, preferably by atomic spectroscopy, particularly preferably by atomic absorption spectrometry, atomic emission spectrometry, atomic fluorescence spectroscopy, mass spectrometry or nuclear magnetic resonance spectroscopy.
Die Suspendierung der Nanodrähte in fluorierten Lösungsmitteln erfordert deren Oberflächenmodifikation mit einem fluorierten Stabilisator. In einer Ausführungsform weist der fluorierte Stabilisator mindestens eine an die Oberfläche der Nanodrähte bindende funktionelle Gruppe und eine fluorierte Alkyl- oder Aryl-Gruppe auf. Die bindende funktionelle Gruppe bewirkt die spontane, bevorzugt koordinative, Bindung des Stabilisators an die Nanodrähte und die Fluorierung der Alkyl- oder Arylgruppe die Löslichkeit der oberflächenmodifizierten Nanodrähte im fluorierten Lösungsmittel. Suspension of the nanowires in fluorinated solvents requires their surface modification with a fluorinated stabilizer. In one embodiment, the fluorinated stabilizer has at least one functional group bonding to the surface of the nanowires and a fluorinated alkyl or aryl group. The bonding functional group effects the spontaneous, preferably coordinative, binding of the stabilizer to the nanowires and the fluorination of the alkyl or aryl group the solubility of the surface-modified nanowires in the fluorinated solvent.
Unter der Oberfläche des Nanodrahts wird im Sinne der vorliegenden Erfindung die oberste Schicht des Nanodrahts verstanden, welche mit dem Stabilisator interagiert und modifiziert wird. Je nach Ausgestaltung des Nanodrahts kann die Oberfläche beispielsweise metallisch oder durch eine Polymerschicht, wie etwa PVP oder eine andere Stabilisatorschicht gebildet sein. Im Falle von Polymerschichten erfolgt zur erfindungsgemäßen Modifizierung der Oberfläche, insbesondere bei monomeren Stabilisatoren, ein Ligandenaustausch, wobei die Polymer-Moleküle durch den Stabilisator ersetzt werden, der mit seiner funktionalen Gruppe an der Metalloberfläche des Nanodrahtes haftet. Die Modifikation von Drähten mit Stabilisatoroberflächen erfordert nicht zwangsläufig einen Ligandenaustausch, die koordinative Bindung der polymeren Stabilisatoren erfolgt vorteilhaft auch auf der Stabilisatorschicht (bspw. PVP) durch nicht-kovalente Wechselwirkungen (bspw. Keesom-Wechselwirkung) bzw. räumliche Verschränkung (bspw. Londonsche Dispersionswechselwirkung) oder andere Van der Waals Interaktionen. In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Stabilisator mindestens eine an die Oberfläche der Nanodrähte bindende funktionelle Gruppe auf und ist zumindest teil- oder perfluoriert. For the purposes of the present invention, the surface of the nanowire is understood to be the topmost layer of the nanowire which interacts with the stabilizer and is modified. Depending on the configuration of the nanowire, the surface may be formed, for example, metallically or by a polymer layer, such as PVP or another stabilizer layer. In the case of polymer layers, modification of the surface according to the invention, in particular in the case of monomeric stabilizers, involves ligand exchange, the polymer molecules being replaced by the stabilizer, which with its functional group adheres to the metal surface of the nanowire. The modification of wires with stabilizer surfaces does not necessarily require a ligand exchange, the coordinate binding of the polymeric stabilizers advantageously also takes place on the stabilizer layer (eg PVP) by non-covalent interactions (eg, Keesom interaction) or spatial entanglement (eg London dispersion interaction ) or other Van der Waals interactions. In one embodiment of the invention, the stabilizer has at least one functional group which binds to the surface of the nanowires and is at least partially or perfluorinated.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Stabilisator als ein fluoriertes aliphatisches oder aromatisches Polymer ausgebildet. Bevorzugt weist das Polymer koordinativ an die Nanodrahtoberflache bindende funktionelle Gruppen auf. In an alternative embodiment, the stabilizer is formed as a fluorinated aliphatic or aromatic polymer. The polymer preferably has coordinating functional groups which bind to the nanowire surface.
Polymere Stabilisatoren binden über koordinative Bindungen, bspw. Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals-Kräften und räumliche Verschränkung, an die Drähte oder Ihre Stabilisatorschicht. Polymere Stabilisatoren bewirken neben einer elektrostatischen Stabilisierung durch Abschirmung der (polaren) Nanodrahtoberfläche eine sterische Stabilisation der Nanodrähte, indem sie deren Agglomeration durch sterische Abstoßung verhindern.  Polymeric stabilizers bind to the wires or their stabilizer layer via coordinative bonds, such as hydrogen bonds, van der Waals forces, and spatial entanglement. In addition to electrostatic stabilization by shielding the (polar) nanowire surface, polymer stabilizers cause steric stabilization of the nanowires by preventing their agglomeration by steric repulsion.
In einer alternativen Ausführungsform wird nicht die Oberfläche der Nanodrähte direkt modifiziert, sondern die organische Hülle der Nanodrähte wird wie zuvor ausgeführt modifiziert. Die Organische Hülle besteht dabei aus den üblichen Stabilisatormolekülen, die eine stabile Dispersion der Nanodrähte in üblichen polar protischen, polar aprotischen oder apolar organischen oder hydroxylischen Lösungsmitteln erlauben. Diese Hülle wird durch das Einbringen des flourierten Stabilisators verändert, der sich mit der Hülle mischt oder an diese bindet und damit die Löslichkeit der oberflächenmodifizierten Nanodrähte im fluorierten Lösungsmittel ermöglicht. In an alternative embodiment, the surface of the nanowires is not directly modified, but the organic shell of the nanowires is modified as previously discussed. The organic shell consists of the usual stabilizer molecules, which allow a stable dispersion of the nanowires in conventional polar protic, polar aprotic or apolar organic or hydroxylic solvents. This shell is altered by incorporation of the fluorinated stabilizer, which mixes with or binds to the shell, thereby enabling solubility of the surface-modified nanowires in the fluorinated solvent.
Die Nanodrähte bestehen bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Gold, Silber, Nickel, Kupfer, Palladium, Iridium, Kobalt, Chrom, Aluminium, Eisen, Titan, Ruthenium, Platin, Zinn, Zink, Wolfram, Molybdän oder Metalllegierungen, leitfähigen Polymeren, Kohlenstoff und/oder Kombinationen davon. Besonders bevorzugt werden Silbernanodrähte verwendet. The nanowires are preferably made of metal, in particular of gold, silver, nickel, copper, palladium, iridium, cobalt, chromium, aluminum, iron, titanium, ruthenium, platinum, tin, zinc, tungsten, molybdenum or metal alloys, conductive polymers, carbon and / or combinations thereof. More preferably, silver nanowires are used.
Die Herstellung der Nanodrähte erfolgt beispielsweise durch Template-basierte Synthese, bspw. in Kanälen von Nanotubes oder nano- bis mikroporösen Materialien, durch Anlagerung an DNA-Ketten oder auf den Oberflächen fester Substrate, oder durch Reduktion metallischer Salze in Lösung. The nanowires are produced, for example, by template-based synthesis, for example in channels of nanotubes or nano- to microporous materials, by attachment to DNA chains or on the surfaces of solid substrates, or by reduction of metallic salts in solution.
Bevorzugt werden Nanodrähte durch Reduktion von Silbernitrat in der Gegenwart von Po- lyvinylpyrrolidon (PVP) in Ethylenglycol synthetisiert, wobei letzteres im Polyol-Prozess gleichzeitig als Lösungs- und Reduzierungsmittel agiert (Lee et al., Nano Lett. 2008, 8(2), 689-692). Die PVP-Makromoleküle adsorbieren dabei an die Oberfläche der entstehenden Silbernanopartikel. Als Stabilisator der Nanodrähte sind sie für deren gerichtetes Wachstum in eine längserstreckte Form, über Ostwald-Reifung und Adsorption und Desorption an verschiedene Grenzflächen, verantwortlich (Sun et al, Nano Lett. 2002, 2(2), 165-168). Nanowires are preferably synthesized by reduction of silver nitrate in the presence of polyvinylpyrrolidone (PVP) in ethylene glycol, the latter simultaneously acting as solvent and reducing agent in the polyol process (Lee et al., Nano Lett. 2008, 8 (2), 689-692). The PVP macromolecules adsorb to the surface of the resulting silver nanoparticles. As a stabilizer of the nanowires, they are responsible for their directed growth in an elongated form, via Ostwald ripening and adsorption and desorption to various interfaces (Sun et al, Nano Lett. 2002, 2 (2), 165-168).
Direkt nach der Synthese weisen im Polyol-Prozess synthetisierten Nanodrähte auf ihrer Oberfläche eine wenige Nanometer dicke PVP-Schicht (ca. 1 -2 nm) auf. Zur erfindungsgemäßen Modifizierung der Oberfläche erfolgt, insbesondere bei monomeren Stabilisatoren, ein Ligandenaustausch, wobei die PVP-Moleküle durch die funktionelle Gruppe des Stabilisators ersetzt werden. Die Modifikation der Drähte mit polymeren Stabilisatoren erfordert nicht zwangsläufig einen Ligandenaustausch, die koordinative Bindung der polymeren Stabilisatoren erfolgt vorteilhaft auch auf der PVP-Schicht durch nicht-kovalente Wechselwirkungen (bspw. Keesom-Wechselwirkung) bzw. räumliche Verschränkung (bspw. Londonsche Dispersionswechselwirkung). Immediately after the synthesis, nanowires synthesized in the polyol process have a PVP layer a few nanometers thick (about 1 -2 nm) on their surface. For the modification of the surface according to the invention, in particular in the case of monomeric stabilizers, a ligand exchange takes place, the PVP molecules being replaced by the functional group of the stabilizer. The modification of the wires with polymeric stabilizers does not necessarily require a ligand exchange, the coordinate binding of the polymeric stabilizers is advantageously also on the PVP layer by non-covalent interactions (eg, Keesom interaction) or spatial entanglement (eg London dispersion interaction).
Zur Modifizierung der Nanodrähte wird der Stabilisator bevorzugt zu einer Standardlösung nicht modifizierter Nanodrähte zugegeben und mit dieser intensiv gemischt. Dazu werden bevorzugt Shaker, Magnetrührer oder Ultraschallmischer eingesetzt. Anschließend erfolgt die Abtrennung der Nanodrähte, bspw. durch Zentrifugieren, und ggf. ein Waschschritt mit fluoriertem Lösungsmittel. Die erfolgreiche Modifikation der Nanodrähte ist über einen Fluornachweis verifizierbar, bspw. durch XPS (X-ray photoelectron spectroscopy, Röntgenphoto- elektronenspektroskopie), FIB-SIMS (Focused ion beam secondary ion mass spectrometry), SNMS (Sekundär-Neutralteilchen-Massenspektrometrie), RBS oder LEIS (Low-energy ion scattering spectroscopy, niederenergetische lonenstreuspektroskopie). To modify the nanowires, the stabilizer is preferably added to a standard solution of unmodified nanowires and mixed intensively with this. Shakers, magnetic stirrers or ultrasonic mixers are preferably used for this purpose. Subsequently, the separation of the nanowires, eg. By centrifugation, and optionally a washing step with fluorinated solvent. The successful modification of the nanowires is verifiable via fluorogen detection, for example by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy, FIB-SIMS (Focused Ion Beam Secondary Ion Mass Spectrometry), SNMS (Secondary Neutral Particle Mass Spectrometry), RBS or LEIS (low energy ion scattering spectroscopy, low energy ion scattering spectroscopy).
Oberflächenmodifizierte Nanodrähte werden anschließend in fluoriertem Lösungsmittel suspendiert und somit wird eine Nanodrahtsuspension in fluoriger Phase erzeugt. Zu deren Homogenisierung werden bevorzugt Shaker, Magnetrührer oder Ultraschallmischer eingesetzt. Diese Behandlung wird bevorzugt direkt vor der Verwendung der Nanodrahtsuspension wiederholt, um eine Sedimentation der Nanodrähte zu vermeiden. Aufgrund der Orthogonalität des verwendeten fluorierten Lösungsmittels sind die organischen Schichten, insbesondere die organischen Schichten aus vakuumprozessierten kleinen Molekülen und Polymeren inert gegenüber der Nanodrahtsuspension (Zhadikov et al., Organic Electronics 2012, 13(3), 356- 360) Surface-modified nanowires are then suspended in fluorinated solvent to produce a nanowire suspension in a fluorous phase. Shakers, magnetic stirrers or ultrasonic mixers are preferably used for their homogenization. This treatment is preferably repeated just prior to use of the nanowire suspension to avoid sedimentation of the nanowires. Due to the orthogonality of the fluorinated solvent used, the organic layers, in particular the organic layers of vacuum-processed small molecules and polymers, are inert to the nanowire suspension (Zhadikov et al., Organic Electronics 2012, 13 (3), 356-360).
Als nächster Schritt zur Herstellung einer transparenten und elektrisch leitfähigen Schicht erfolgt die Benetzung der organischen Schicht des optoelektronischen Bauelements mit der Suspension in einem Dünnschichtauftragsverfahren. Je nach der Art des Verfahrens wird eine entsprechend verdünnte Suspension ein- oder mehrfach auf die Substratoberfläche aufgebracht, wobei zwischen den einzelnen Benetzungen das fluorierte Lösungsmittel verdampft wird. As the next step for producing a transparent and electrically conductive layer, the wetting of the organic layer of the optoelectronic component with the suspension takes place in a thin-film deposition method. Depending on the nature of the method, a correspondingly diluted suspension is applied once or several times to the substrate surface applied, wherein between the individual wetting the fluorinated solvent is evaporated.
Mit der Verdampfung des Lösungsmittels werden die Nanodrahte auf der Oberfläche der organischen Schicht stochastisch angeordnet. Aufgrund der elongierten Form der Drähte kommt es bereits bei geringer Flächenbelegung zu deren Perkolation und zur Ausbildung eines Nanodrahtnetzwerks als vorzugsweise transparente und elektrisch leitfähige Schicht. Die elektrische Leitfähigkeit des Nanodrahtnetzwerks hängt dabei von der Leitfähigkeit der einzelnen Nanodrähte, der Anzahl der insgesamt abgeschiedenen Nanodrähte sowie der Anzahl der Nanodrahtkreuzungen und von dem Widerstand an den Berührungspunkten ab. As the solvent evaporates, the nanowires are stochastically placed on the surface of the organic layer. Due to the elongated shape of the wires, even at low surface coverage, their percolation and the formation of a nanowire network as a preferably transparent and electrically conductive layer occur. The electrical conductivity of the nanowire network depends on the conductivity of the individual nanowires, the number of nanowires deposited overall, as well as the number of nanowire intersections and the resistance at the points of contact.
Die Flächenbelegung der organischen Schicht, ab der mindestens ein kontinuierlicher Leitungspfad ausgebildet ist, wird auch als„Perkolationsschwelle" bezeichnet. Mit der Zunahme kontinuierlicher Pfade aus vernetzten Nanodrähten nimmt der elektrische Widerstand der Schicht ab. Die zunehmende Flächenbelegung mit Drähten bewirkt gleichermaßen eine Abnahme der optischen Transmission, so dass durch die Art und Anzahl der Benetzungsschrit- te die optischen und elektrischen Kenngrößen des Nanodrahtnetzwerks einstellbar sind. The surface coverage of the organic layer, from which at least one continuous conduction path is formed, is also referred to as the "percolation threshold." With increasing continuous paths of crosslinked nanowires, the electrical resistance of the layer decreases Transmission, so that the optical and electrical characteristics of the nanowire network can be adjusted by the type and number of wetting steps.
Bei der organischen Schicht handelt es sich bevorzugt um eine lösungsmittelsensitive Schicht, besonders bevorzugt um eine Schicht aus vakuumprozessierten kleinen Molekülen bzw. einen mehrlagigen Aufbau aus organischen Schichten. Diese werden durch das fluorierte Lösungsmittel der Nanodrahtsuspension nicht angegriffen, so dass die Abscheidung des Nanodrahtnetzwerks nicht mit einer Schädigung der darunter liegenden Schicht oder nachteiligen Oberflächeneffekten verbunden ist. The organic layer is preferably a solvent-sensitive layer, more preferably a layer of vacuum-processed small molecules or a multilayer structure of organic layers. These are not attacked by the fluorinated solvent of the nanowire suspension, so the deposition of the nanowire network is not associated with damage to the underlying layer or adverse surface effects.
Weiterhin vorteilhaft weisen die im erfindungsgemäßen Verfahren abgeschiedenen Schichten instantan eine ausreichende Leitfähigkeit auf. Ein thermisches Ausheizen der Nano- drahtnetzwerke ist verzichtbar, was darunterliegende Schichten schont. Further advantageously, the layers deposited in the method according to the invention have instantaneously sufficient conductivity. Thermal annealing of the nano-wire networks is unnecessary, which protects underlying layers.
Die erstmals zur Herstellung von Nanodrahtsuspensionen verwendete Fluorchemie führt zu vorteilhaften Eigenschaften der im erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Schichten. Durch die Verschränkung der Alkyl- oder Arylgruppen der verwendeten Stabilisatoren bzw. der Vernetzung der verwendeten polymeren Stabilisatoren weisen die abgeschiedenen Schichten vorteilhaft eine erhöhte Abrasionsfestigkeit sowie einen erhöhten Widerstand gegen Delamination auf. Für vergleichbare Effekte war bislang eine nachträgliche Beschichtung der Nanodrahtelektroden mit einem 20nm dicken Teflonfilm notwendig (Hu et al., ACS nano 2010, 4(5), 2955-2963). Weiterhin bewirkt die Oberflächenmodifizierung mit fluorierten Grup- pen vorteilhaft eine Reduktion der Oberflächenenergie der elektrisch leitfähigen Schicht, wodurch diese Kohlenwasserstoff-Öle, Silikone und wässrige Lösungen abweist (Barriet et al., Current Opinion in Colloid and Interface Science 2003, 8, 236-242) und somit eine antikorrosive Ausstattung auf den konstituierenden Nanodrähte ausbildet. The fluorine chemistry used for the first time for the preparation of nanowire suspensions leads to advantageous properties of the layers produced in the process according to the invention. Due to the entanglement of the alkyl or aryl groups of the stabilizers used or the crosslinking of the polymeric stabilizers used, the deposited layers advantageously have an increased abrasion resistance and an increased resistance to delamination. For comparable effects, a subsequent coating of the nanowire electrodes with a 20 nm thick Teflon film was hitherto necessary (Hu et al., ACS nano 2010, 4 (5), 2955-2963). Furthermore, the surface modification with fluorinated group causes Advantageously, a reduction of the surface energy of the electrically conductive layer, whereby this hydrocarbon oils, silicones and aqueous solutions rejects (Barriet et al., Current Opinion in Colloid and Interface Science 2003, 8, 236-242) and thus an anticorrosive equipment on the constituting constituent nanowires.
Die auf den Nanodrähten verbleibenden fluorierten Stabilisatoren lassen sich vorteilhaft durch eine Fluoranalyse nachweisen, bspw. durch FIB-SIMS, SNMS, RBS oder LEIS. The remaining on the nanowires fluorinated stabilizers can be advantageously detected by a fluorine analysis, for example. By FIB-SIMS, SNMS, RBS or LEIS.
In einer Ausführungsform werden im Verfahren Fluorchlorkohlenstoffe (CFCs): CxClyF2, Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HCFCs): CxCiyFzHw, teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (HFCs): CxFyHz, perfluorierte Fluorkohlenwasserstoffe (FCs): CxFy, Hydrofluorether (HFEs): CxHyOCzFw, Perfluorether: CxFyOC2Fw, Perfluoramine: (CxFy)3N, Trifluormethyl (CF3)- substituierte aromatische Lösungsmittel, etc. als orthogonales, fluoriertes Lösungsmittel eingesetzt. Die Indizes nehmen dabei nur positiv ganzzahlige und stöchiometrisch zulässige Werte an. In one embodiment, in the process chlorofluorocarbons (CFCs): C x Cl y F 2 , chlorofluorocarbons (HCFCs): C x C y F z H w , hydrofluorocarbons (HFCs): C x FyH z , perfluorinated fluorocarbons (FCs): C x F y , hydrofluoroethers (HFEs): C x H y OC z F w , perfluoroethers: C x F y OC 2 F w , perfluoroamines: (C x F y ) 3 N, trifluoromethyl (CF 3 ) -substituted aromatic solvents, etc. used as orthogonal fluorinated solvent. The indices assume only positive integer and stoichiometrically permissible values.
Dabei sind in allen diesen fluororganischen Lösungsmitteln, die originär primär aus Kohlenstoff, Wasserstoff und optional Sauerstoff bestehen, mindestens 40%, bevorzugt 60% und besonders bevorzugt 80% der der in der Verbindung enthaltenen Wasserstoffatome durch Fluoratome substituiert und/oder mindestens 40%, bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 80% der enthaltenen Halogenatome Fluor. At least 40%, preferably 60% and particularly preferably 80% of the hydrogen atoms contained in the compound are substituted by fluorine atoms and / or at least 40% are preferred in all of these fluoroorganic solvents, which are originally composed primarily of carbon, hydrogen and optionally oxygen at least 60%, more preferably at least 80% of the halogen atoms contained fluorine.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden lineare oder verzweigte fluorierte Alkylether der allgemeinen Formel (CF3)0(CF2)n(CF)m-OR, R=-(CH2)iCH3, wobei i, m, n und o unabhängig voneinander einen ganzzahligen Wert zwischen 1 und 4 annehmen, und/oder deren Mischungen als fluoriertes Lösungsmittel eingesetzt. Diese Hydrofluorether (HFE) sind besonders umweltverträgliche, nicht-brennbare und nahezu ungiftige Lösungsmittel, die in verschiedenen Ausführungen kommerziell erhältlich sind. Darüber hinaus wurde die Verträglichkeit von Hydrofluorether mit organischen Dünnschichten von Zakidov et al. gezeigt, indem in diesen eine unverkapselte organische Leuchtdiode betrieben wurde, ohne dabei ihre Leistungsparameter zu verändern (Zakhidov et al., Organic Electronics 2012, 13(3), 356- 360). In einer Ausgestaltung der Ausführungsform beträgt das Verhältnis der Indizes n:i mindestens 2:3 besonders bevorzugt 3:2 oder 4:1. In a further embodiment of the invention, linear or branched fluorinated alkyl ethers of the general formula (CF 3 ) 0 (CF 2 ) n (CF) m -OR, R = - (CH 2 ) i CH 3 , where i, m, n and o independently assume an integer value between 1 and 4, and / or their mixtures used as a fluorinated solvent. These hydrofluoroethers (HFE) are particularly environmentally friendly, non-flammable and near-non-toxic solvents that are commercially available in various forms. In addition, the compatibility of hydrofluoroethers with organic thin films by Zakidov et al. by operating therein an unencapsulated organic light-emitting diode without changing its performance parameters (Zakhidov et al., Organic Electronics 2012, 13 (3), 356-360). In one embodiment of the embodiment, the ratio of indices n: i is at least 2: 3, more preferably 3: 2 or 4: 1.
Als fluorierte Alkylether (HFEs) werden besonders bevorzugt Methylnonafluorbutylether, Me- thylnonafluorisobutylether, isomerische Mischungen von Methylnonafluorbutylether und Me- thylnonafluorisobutylether, Ethylnonafluorbutylether, Ethylnonafluorisobutylether, isomeri- sehe Mischungen von Ethylnonafluorbutylether und Ethylnonafluorisobutylether, 3-Ethoxy-l, 1 , 1 , 2,3,4,4,5, 5, 6,6,6-dodecafluor-2-trifluorrnethyl-hexan, 1 ,1 , 1 ,2,2,3,4,5, 5, 5-decafluor-3- methoxy-4-trifluormethyl-pentane, 1 ,1 ,1 ,2,3,3- hexafluor-4-(l, 1 ,2,3, 3,3,-hexafluorpropoxy)- pentane und Mischungen davon verwendet. Weitere Beispiele können der WO2009/143357A2 entnommen werden. Particularly preferred fluorinated alkyl ethers (HFEs) are methyl nonafluorobutyl ethers, methyl nonafluoroisobutyl ethers, isomeric mixtures of methyl nonafluorobutyl ether and methyl nonafluoroisobutyl ether, ethyl nonafluorobutyl ether, ethyl nonafluoroisobutyl ether, isomeric See mixtures of ethyl nonafluorobutyl ether and ethyl nonafluoroisobutyl ether, 3-ethoxy-l, 1, 1, 2,3,4,4,5, 5, 6,6,6-dodecafluoro-2-trifluoromethyl-hexane, 1, 1, 1, 2 , 2,3,4,5,5,5-decafluoro-3-methoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-4- (1,1,2,3, 3,3, hexafluoropropoxy) pentanes and mixtures thereof. Further examples can be found in WO2009 / 143357A2.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den funktionellen Gruppen des nicht polymeren Stabilisators bevorzugt um Thiolgruppen (-SH), Aminogruppen (- NH2, =NH), Hydroxylgruppen (-OH) oder Carboxygruppen (-COOH). Die funktionelle Gruppe bindet dabei vorteilhaft an die Metalloberfläche des Nanodrahts, wobei die funktionelle Gruppe aus teil- oder perhalogeniertem Fluorkohlenwasserstoff als Mittler zum fluorierten Lösungsmittel fungiert. Die funktionellen Gruppen weisen eine starke Bindungsaffinität für Na- nopartikel mit polaren Metalloberflächen, insbesondere für Au-, Ag- und Cu-Oberflächen, auf. Der nicht polymere Stabilisator weist somit eine allgemeine Form R-SH, R-NH2,
Figure imgf000012_0001
R- COOH mit R-i, R2=Rf als hoch- oder perfluoriertem Alkyl- oder Arylrest auf. In einer Ausgestaltung der Ausführungsform weist der hoch- oder perfluorierte Alkyl- oder Arylrest 8 bis 10 Kohlenstoffatome auf. Als teil- oder perhalogenierter Fluorkohlenwasserstoff werden bevorzugt 1 H,1 H,2H,2H-Perfluorodecanethiol, 2-Trifluoromethylbenzyl Mercaptan, 1 H,1 H,2H,2H- Perfluoroxehanethiol, 3,3,4,4,4-Pentafluoro-1 -Butanethiol, 2,2,3,3,3-Pentafluorpropionsäure, Perfluorbutansulfonsäure, Perfluoroctansäure, Perfluorooctansulfonat oder Mischungen davon verwendet.
In a further embodiment of the invention, the functional groups of the non-polymeric stabilizer are preferably thiol groups (-SH), amino groups (-NH 2 , = NH), hydroxyl groups (-OH) or carboxy groups (-COOH). The functional group advantageously binds to the metal surface of the nanowire, wherein the functional group of partially or perhalogenated fluorohydrocarbon acts as an agent for the fluorinated solvent. The functional groups have a strong binding affinity for nanoparticles with polar metal surfaces, in particular for Au, Ag and Cu surfaces. The non-polymeric stabilizer thus has a general form R-SH, R-NH 2 ,
Figure imgf000012_0001
R-COOH with Ri, R 2 = Rf as a highly fluorinated or perfluorinated alkyl or aryl radical. In one embodiment of the embodiment, the highly fluorinated or perfluorinated alkyl or aryl radical has 8 to 10 carbon atoms. As a partially halogenated or perhalogenated fluorohydrocarbon, preference is given to 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecanethiol, 2-trifluoromethylbenzyl mercaptan, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooxethane ethiol, 3,3,4,4,4-pentafluoro-1 Butanediol, 2,2,3,3,3-pentafluoropropionic acid, perfluorobutanesulfonic acid, perfluorooctanoic acid, perfluorooctane sulfonate or mixtures thereof.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der nicht polymere Stabilisator zusätzlich eine zwischen Kopf- und Endgruppe lokalisierte Spacer-Gruppe auf. Dabei ist der Stabilisator hoch- oder perfluoriert. Somit sind in dem Stabilisator mindestens 40%, bevorzugt 60% und besonders bevorzugt 80% der der in der Verbindung enthaltenen Wasserstoffatome durch Fluoratome substituiert und/oder mindestens 40%, bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 80% der enthaltenen Halogenatome Fluor. In a further embodiment of the invention, the non-polymeric stabilizer additionally has a spacer group located between the top and end groups. The stabilizer is highly fluorinated or perfluorinated. Thus, in the stabilizer at least 40%, preferably 60% and more preferably 80% of the hydrogen atoms contained in the compound substituted by fluorine atoms and / or at least 40%, preferably at least 60%, more preferably at least 80% of the halogen atoms contained fluorine.
Stabilisatoren bilden hochorganisierte dichte Schichten auf der Drahtoberfläche. Diese ermöglichen vorteilhaft eine besonders agglomerationsfreie Suspension der Nanodrähte und schützen diese vor in Lösungsmitteln auftretenden Desintegrationseffekten (Lee et al., Small 2013, 1-8). Nachteilige Auswirkungen der Stabilisatorschicht auf die Leitfähigkeit des Nano- drahtnetzwerk lassen sich durch Ausheizen verringern. Das fluorierte Lösungsmittel weist bevorzugt einen niedrigen Dampfdruck und einen Siedepunkt im Bereich zwischen 60 und 160°C auf. Aus der geeigneten Kombination von Stabilisator und Lösungsmittel können im Vergleich zu bislang genutzten Verfahren vorteilhaft geringere Heiztemperaturen von weni- ger 160°C, bevorzugt weniger 60°C, besonders bevorzugt weniger 30°C erreicht werden. Der nicht polymere Stabilisator weist bis zu 25 C-Atome, bevorzugt bis zu 20 C-Atome im Kohlenstoffgerüst und eine molare Masse zwischen 20 -4000 g/mol auf. Stabilizers form highly organized dense layers on the wire surface. These advantageously enable a particularly agglomeration-free suspension of the nanowires and protect them from disintegration effects occurring in solvents (Lee et al., Small 2013, 1-8). Adverse effects of the stabilizer layer on the conductivity of the nano-wire network can be reduced by annealing. The fluorinated solvent preferably has a low vapor pressure and a boiling point in the range of 60 to 160 ° C. From the suitable combination of stabilizer and solvent, advantageously lower heating temperatures can be achieved compared to previously used methods. ger 160 ° C, preferably less 60 ° C, more preferably less than 30 ° C can be achieved. The non-polymeric stabilizer has up to 25 C atoms, preferably up to 20 C atoms in the carbon skeleton and a molar mass between 20 -4000 g / mol.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der polymere Stabilisator ein teil- oder perfluoriertes organische Polymer, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Polymethacrylat, Polymethylmethacrylat, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol, Polyethylenglycol, Polysty- rolsulfonat oder deren Heteropolymere, sowie amorphe Fluoropolymere auf Basis von Tetraf- luorethylen (TFE) die in orthogonalen Lösungsmitteln löslich sind, wie CYTOP (http://www.agcce.com/Cytop.asp), Hyflon (http://www.solvayplastics.com/sites/solvayplastics/EN/specialty_polymers/FullyFluorinatedP olymers/Pages/Hyflon_AD.aspx), Dyneon™ Perfluoroelastomer, DuPont Kalrez™ oder Du- Pont Teflon™ AF. Weitere Beispiele können der US7323514 und US6734227 entnommen werden. Der polymere Stabilisator weist dabei eine molare Masse zwischen 5000 - 100000 g/mol auf. In a further embodiment of the invention, the polymeric stabilizer is a partially or perfluorinated organic polymer selected from the group comprising polymethacrylate, polymethyl methacrylate, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polystyrene sulfonate or their heteropolymers, and amorphous fluoropolymers based on tetrafluoroethylene (US Pat. TFE) which are soluble in orthogonal solvents such as CYTOP (http://www.agcce.com/Cytop.asp), Hyflon (http://www.solvayplastics.com/sites/solvayplastics/EN/specialty_polymers/FullyFluorinatedP olymers / Pages / Hyflon_AD.aspx), Dyneon ™ Perfluoroelastomer, DuPont Kalrez ™ or DuPont Teflon ™ AF. Further examples can be found in US7323514 and US6734227. The polymeric stabilizer has a molar mass between 5000 and 100,000 g / mol.
In einer Ausgestaltung der Ausführungsform werden Polymethacrylate und Polymethylme- thacrylate als Stabilisatoren verwendet, die ausgehend von folgenden fluorierter Monomeren hergestellt wurden: 1 H,1 H,7H-Dodecafluoroheptyl-methacrylat, 1 ,1 ,1 ,3,3,3- hexafluoroisopropyl-acrylat, 1 ,1 ,1 ,3,3,3-hexafluoroisopropyl-methacrylat, 2,2,2-trifluoroethyl- acrylat, 2,2,2-trifluoroethyl-methacrylat, 1 H,1 H,2H,2H-heptadecafluorodecyl-acrylat, 1 Η,Ι H,2H,2H-Heptadecafluorodecyl-acrylat, 1 H,1 H,2H,2H-Heptadecafluorodecyl- methacrylat, 1 H,1 H-Heptafluorobutyl-acrylat, 1 H,1 H,3H-Hexafluorobutyl-acrylat, Bis- (1 ,1 ,1 ,3,3,3-Hexafluoroisopropyl)-itaconat, Bis-(2,2,2-Trifluoroethyl)-itaconat, Hexafluoroiso- propyl-methacrylate, 1 H,1 H,5H-Octafluoropentyl-acrylat, 1 H,1 H,5H-Octafluoropentyl- methacrylat, Pentafluorophenyl-acrylat, Pentafluorophenyl-methacrylat, 1 H,1 H,3H- Tetrafluoropropyl-methacrylat, 2,2,2-Trifluoroethyl-acrylat, 2,2,2-Trifluoroethyl-methacrylate In one embodiment of the invention, polymethacrylates and polymethyl methacrylates are used as stabilizers prepared from the following fluorinated monomers: 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyl methacrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl- acrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl- acrylate, 1 Η, Ι H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl methacrylate, 1H, 1H-heptafluorobutyl acrylate, 1H, 1H, 3H-hexafluorobutyl- acrylate, bis (1,1,3,3,3,3-hexafluoroisopropyl) itaconate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) itaconate, hexafluoroisopropyl methacrylate, 1H, 1H, 5H- Octafluoropentyl acrylate, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl methacrylate, pentafluorophenyl acrylate, pentafluorophenyl methacrylate, 1H, 1H, 3H-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2, 2-trifluoroethyl methacrylates
Die fluorierten Polymethacrylate binden vorrangig koordinativ, so dass die Stabilisation durch räumliche Verschränkung an die Drähte erfolgt. Diese Wechselwirkung bindet die beteiligten Elektronen im Vergleich zur kovalenten Bindung, bspw. bei fluorierten Thiolen, schwächer und bewirkt daher geringere elektrische Widerstände an Drahtkreuzungen. Durch die Verwendung fluorierter Polymere, insbesondere von EGC2702, können somit nach Abscheidung sofort hochleitfähige transparente Elektroden realisiert werden. Auch wenn die polymeren Stabilisatoren zusätzlich kovalent an die Drahtoberfläche bindende Kopfgruppen aufweisen, ist die Zahl der Bindungsstellen im Vergleich zur Polymergröße bzw. der belegten Drahtoberfläche gering. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Benetzung des Substrats mit der Nanodrahtsuspension durch ein Dünnschichtauftragsverfahren, ausgewählt aus Spray Coating (Lee et al., Small 2013, 1-8), Dip Coating, Spin Coating, Mayer Rod Coating (Hu et al., ACS nano 2010, 4(5), 2955-2963) oder Slot Die Coating oder über ein Druckverfahren wie Inkjet-, Offset-, Gravureprinting. The fluorinated polymethacrylates bind predominantly coordinatively, so that the stabilization takes place by spatial entanglement of the wires. This interaction binds the electrons involved weaker compared to the covalent bond, for example. For fluorinated thiols and therefore causes lower electrical resistance at wire crossings. By using fluorinated polymers, in particular of EGC2702, highly conductive transparent electrodes can thus be realized immediately after deposition. Even though the polymeric stabilizers additionally have head groups which covalently bind to the wire surface, the number of binding sites is small in comparison with the polymer size or the occupied wire surface. In a further embodiment of the invention, the wetting of the substrate with the nanowire suspension takes place by a thin-layer application method selected from spray coating (Lee et al., Small 2013, 1-8), dip coating, spin coating, Mayer rod coating (Hu et al. , ACS nano 2010, 4 (5), 2955-2963) or Slot Die Coating or via a printing process such as inkjet, offset, gravure printing.
Bevorzugt erfolgt die Benetzung durch Spray Coating einer Nanodrahtsuspension auf ein Substrat, das bevorzugt in einem Sauerstoffplasma gereinigt wurde. Die Benetzung wird wiederholt, bis die gewünschte Transmission erreicht ist. Durch die Verfügbarkeit kommerzieller Sprühroboter ist dieses Auftragsverfahren vorteilhaft einfach auf industrielle Maßstäbe Rolle-zu-Rolle skalierbar. Die Sprühbenetzung hat weiterhin den Vorteil, dass die Nanodräh- te mit hoher kinetischer Energie auf das Substrat geschleudert werden. Dadurch werden die Drähte an Kreuzungen aufeinander gebogen und teilweise miteinander verschmolzen und somit Kreuzungswiderstände verringert (Lee et al., Small 2013, 1-8). The wetting is preferably carried out by spray coating a nanowire suspension onto a substrate which has preferably been cleaned in an oxygen plasma. The wetting is repeated until the desired transmission is achieved. Advantageously, the availability of commercial spray robots makes this application process easily scalable to industry roll-to-roll standards. Spray wetting also has the advantage that the nanowires are thrown onto the substrate with high kinetic energy. As a result, the wires are bent at intersections and partially fused together, thus reducing crossover resistances (Lee et al., Small 2013, 1-8).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Nanodrahtsuspensionen mit einer Nanodrahtkonzentration von 0,01 bis 3 m% und bevorzugt von 0,15 bis 0,3 m% verwendet. Die starke Verdünnung verbessert die Sprühbarkeit der Suspension. Für die Benetzung mit Spray Coating weisen die Nanodrähte beispielsweise einen Durchmesser zwischen 30 und 100 nm und eine Länge zwischen 10 und 30 μηη auf. In a further embodiment of the invention nanowire suspensions are used with a nanowire concentration of 0.01 to 3 m%, and preferably from 0.15 to 0.3 m%. The strong dilution improves the sprayability of the suspension. For wetting with spray coating, the nanowires have, for example, a diameter between 30 and 100 nm and a length between 10 and 30 μm.
In einer Ausgestaltung der Ausführungsform enthält die Suspension zusätzliche metallische Nanopartikel als optische Streuzentren. In one embodiment of the embodiment, the suspension contains additional metallic nanoparticles as optical scattering centers.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Benetzung der organischen Schicht bei Temperaturen unter 160°C, bevorzugt unter 60°C, besonders bevorzugt bei unter 30°C bei Umgebungsdruck und unter Luft oder Schutzgasatmosphäre. Durch den Verzicht auf Vakuumtechnik ist das Verfahren vorteilhaft großtechnisch skalierbar. Durch die vergleichsweise niedrigen Temperaturen werden empfindliche Substrate, insbesondere organische Schichten, geschont. Besonders bevorzugt erfolgt die Benetzung unter Schutzgasatmosphäre, bspw. unter Stickstoffatmosphäre, um die gegenüber Sauerstoff- und Wasserexposition empfindlichen organischen Schichten zu schützen. In a further embodiment of the invention, the wetting of the organic layer takes place at temperatures below 160 ° C., preferably below 60 ° C., more preferably below 30 ° C. at ambient pressure and under air or inert gas atmosphere. By dispensing with vacuum technology, the method is advantageously scalable on an industrial scale. Due to the comparatively low temperatures, sensitive substrates, in particular organic layers, are spared. Particularly preferably, the wetting takes place under an inert gas atmosphere, for example under a nitrogen atmosphere, in order to protect the organic layers which are sensitive to oxygen and water exposure.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird nach der Benetzung und Perkolation der Nanodrähte das ausgebildete Netzwerk wiederholt mit einem fluorierten Lösungsmittel gewaschen. Durch den Abtrag der Oberflächenbeschichtung aus fluoriertem organischen Stabilisator wird der Flächenwiderstand des Nanodrahtnetzwerks vorteilhaft verringert (Lee et al., Small 2013, 1-8), wobei eine Schädigung der darunter liegenden organische Schichten aufgrund der Orthogonalität des fluorierten Lösungsmittels vermieden wird. Das Waschen stellt somit eine Alternative zum thermischen Ausheizen in bekannten Verfahren dar. Nachteilig bewirkt das Waschen eine Reduzierung der vorteilhaften Eigenschaften der mit Fluor oberflächenbeschichteten Nanodrähte, insbesondere von deren Abrasions- und Delamina- tionsfestigkeit sowie der Hydrophobie des Netzwerks. In a further embodiment of the invention, after the wetting and percolation of the nanowires, the formed network is repeatedly washed with a fluorinated solvent. By removing the surface coating from fluorinated organic Stabilizer, the sheet resistance of the nanowire network is advantageously reduced (Lee et al., Small 2013, 1-8), wherein damage to the underlying organic layers due to the orthogonality of the fluorinated solvent is avoided. The washing thus represents an alternative to thermal annealing in known processes. Disadvantageously, the washing effects a reduction in the advantageous properties of the nanoproducts coated with fluorine, in particular their abrasion and delamination strength and the hydrophobicity of the network.
In einer alternativen Ausgestaltung der Ausführungsform erfolgt das Waschen der Nanodrähte nach der Abtrennung und vor dem Abscheiden auf der organischen Schicht.  In an alternative embodiment of the embodiment, the washing of the nanowires takes place after the separation and before the deposition on the organic layer.
Eine Optimierung der Leitfähigkeit des Nanodrahtnetzwerks erfolgt alternativ oder zusätzlich durch mechanisches Anpressen der Nanodrähte auf die organische Schicht. Dazu wird beispielsweise eine Glasplatte mit einem definierten Druck, bevorzugt von bis zu 100 GPa, auf das perkolative Nanodrahtnetzwerk aufgepresst. Neben einer Reduktion des Schichtwiderstands um einen Faktor Zehn wird dadurch eine Verbesserung der Oberflächenmorphologie, insbesondere eine Reduktion der Rauheit, erzielt (Hu et al., ACS nano 2010, 4(5), 2955- 2963). Es ist auch denkbar, das mechanische Anpressen mittels Rollen zu gewährleisten. Dies ist insbesondere vorteilhaft im Rahmen einer Rolle-zu-Rolle-Prozessierung. An optimization of the conductivity of the nanowire network takes place alternatively or additionally by mechanical pressing of the nanowires onto the organic layer. For this purpose, for example, a glass plate with a defined pressure, preferably of up to 100 GPa, is pressed onto the percolative nanowire network. In addition to a reduction of the sheet resistance by a factor of ten, an improvement of the surface morphology, in particular a reduction of the roughness, is thereby achieved (Hu et al., ACS nano 2010, 4 (5), 2955-2963). It is also conceivable to ensure mechanical pressing by means of rollers. This is particularly advantageous in the context of a roll-to-roll processing.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die organische Schicht als eine oder mehrere dünne Lagen vakuumprozessierter kleiner Moleküle oder organischer Polymere ausgebildet. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl auf vakuumprozessierten kleinen Molekülen und Polymeren basierender, optoeletronischer Bauelemente bekannt (Walzer et al., Chemical reviews 2007, 107(4), 1233-1271 ; Peumans et al., J. Appl. Phys. 2003, 93(7), 3693- 3722). In one embodiment of the invention, the organic layer is formed as one or more thin layers of vacuum-processed small molecules or organic polymers. A variety of vacuum-processed small molecule and polymer based optoeletronic devices are known in the art (Walzer et al., Chemical Review 2007, 107 (4), 1233-1271, Peumans et al., J. Appl. Phys , 93 (7), 3693-3722).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Abscheiden der Nanodrähte eine Deckkontaktmaske über die organische Schicht eingebracht, die einen Teil der Fläche abdeckt. Durch die Maskierung dieser Bereiche auf der organischen Schicht kann die Nano- drahtelektrode strukturiert abgeschieden werden. Dabei wird die Elektrode nur in den gewünschten Bereichen, nämlich den nicht maskierten Bereichen, abgeschieden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine strukturierte Nanodrahtelektrode abgeschieden werden soll. In a further embodiment of the invention, before the nanowires are deposited, a cover contact mask is introduced over the organic layer, which covers a part of the surface. By masking these areas on the organic layer, the nano-wire electrode can be deposited in a structured manner. In this case, the electrode is deposited only in the desired areas, namely the unmasked areas. This is particularly advantageous if a structured nanowire electrode is to be deposited.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Strukturierung der auf der organischen Schicht abgeschiedenen Nanodrahtdeckelektrode mittels Laserstrukturierung. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Strukturierung der Nanodrahtdeckelektrode durch Photolithographie. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Strukturierung durch Abscheidung einer strukturierten Passivierungsschicht zwischen der organischen Schicht und der Nanodrahtdeckelektrode. Die Passivierungsschicht zeichnet sich dadurch aus, dass diese nicht elektrisch leitfähig ausgebildet ist. Darauf kann die Elektrode vollflächig oder strukturiert abgeschieden werden, kontaktiert das Bauelement aber nur in den durch die Passivierungsschicht freigegebenen Bereichen. In a further embodiment of the invention, structuring of the nanowire cover electrode deposited on the organic layer takes place by means of laser structuring. In a further embodiment of the invention, the structuring of the nanowire cover electrode is effected by photolithography. In a further embodiment of the invention, structuring takes place by deposition of a structured passivation layer between the organic layer and the nanowire cover electrode. The passivation layer is characterized in that it is not electrically conductive. The electrode can then be deposited over the entire area or in a structured manner, but only contacts the component in the areas which have been cleared by the passivation layer.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine gerichtete Abscheidung der Nanodrähte auf der organischen Schicht. Die gerichtete Abscheidung bewirkt eine Orientierung der Nanodrähte auf der Oberfläche. Dadurch lassen sich beispielsweise die Nanodrähte parallel ausrichten. Es können jedoch auch Gradienten erzeugt werden. In einer Ausgestaltung der Ausführungsform erfolgt die gerichtete Abscheidung der (magnetischen) Nanodrähte durch Einwirken eines äußeren Magnetfeldes. Durch das Magnetfeld richten sich die Nanodrähte entsprechende ihrer Polarisierung aus. In a further embodiment of the invention, a directed deposition of the nanowires on the organic layer takes place. The directional deposition causes an orientation of the nanowires on the surface. As a result, for example, the nanowires can be aligned in parallel. However, it is also possible to generate gradients. In one embodiment of the embodiment, the directional deposition of the (magnetic) nanowires takes place by the action of an external magnetic field. The magnetic field aligns the nanowires with their polarization.
In einer weiteren Ausgestaltung der Ausführungsform erfolgt die gerichtete Abscheidung der Nanodrähte durch Eintauchen in und Herausziehen des Bauelements aus der Nano- drahtsuspension. In a further embodiment of the embodiment, the directional deposition of the nanowires takes place by immersing in and pulling out the component from the nanowire suspension.
In einer weiteren Ausgestaltung der Ausführungsform erfolgt die gerichtete Abscheidung durch ein Mikroflusssystem. Mikroflusssysteme weisen dabei geringe Kanalbreiten auf, welche eine laminare Strömung ermöglichen. Bei entsprechendem Design des Mikroflusssys- tems können so gezielt Bereiche der zu beschichtenden organischen Schicht angesteuert und beschichtet werden. In a further embodiment of the embodiment, the directed deposition takes place by a microfluidic system. Microfluidic systems have small channel widths which allow a laminar flow. With the appropriate design of the microfluidic system, targeted areas of the organic layer to be coated can be controlled and coated.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Nanodrahtsuspension in fluoriger Phase zur Abscheidung eines perkolativen Nanodrahtnetzwerks auf einer organischen Schicht eines optoelektronischen Bauelements, umfassend: Likewise provided by the invention is a nanowire suspension in fluorous phase for depositing a percolative nanowire network on an organic layer of an optoelectronic component, comprising:
a) ein fluoriertes Lösungsmittel und a) a fluorinated solvent and
b) mit einem Stabilisator oberflächenmodifizierte Nanodrähte, wobei b) with a stabilizer surface-modified nanowires, wherein
die Nanodrähte aus elektrisch leitendem oder halbleitendem Material bestehen.  the nanowires consist of electrically conductive or semiconducting material.
Die erfindungsgemäße Nanodrahtsuspension ermöglicht vorteilhaft die Abscheidung eines perkolativen Nanodrahtnetzwerks auf organischen Schichten eines optoelektronischen Bauelements ohne diese zu schädigen. Somit können Nanodrahtnetzwerke auf organischen Schichten abgeschieden werden ohne deren Funktionalität bspw. bei der Lichtabsorption oder -emission nachteilig zu beeinflussen. Zudem verbessert der fluorierte organische Stabilisator die Eigenschaften des abgeschiedenen Nanodrahtnetzwerks, insbesondere durch eine Erhöhung von deren Abrasions- und Delaminationsfestigkeit und der Hydrophobie. The nanowire suspension according to the invention advantageously makes it possible to prevent the deposition of a percolative nanowire network on organic layers of an optoelectronic component without damaging it. Thus, nanowire networks can be deposited on organic layers without adversely affecting their functionality, for example, in light absorption or emission. In addition, the fluorinated organic stabilizer improves the properties of the deposited nanowire network, in particular by increasing its abrasion and delamination resistance and hydrophobicity.
In einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem orthogonal fluorierten Lösungsmittel um Fluorchlorkohlenstoffe (CFCs): CxClyF2, Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HCFCs): CxClyFzHw, teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (HFCs): CxFyHz, perfluorierte Fluorkohlenwasserstoffe (FCs): CxFy, Hydrofluorether (HFEs): CxHyOCzFw, Perfluorether: CxFyOC2Fw, Perfluoramine: (CxFy)3N, Trifluormethyl (CF3)-substituierte aromatische Lösungsmittel und/oder deren Mischungen. Die Indizes nehmen dabei nur positiv ganzzahlige und stöchiometrisch zulässige Werte an. In one embodiment of the invention, the orthogonally fluorinated solvent is chlorofluorocarbons (CFCs): CxClyF 2 , chlorofluorocarbons (HCFCs): C x ClyF z H w , hydrofluorocarbons (HFCs): C x F y H z , perfluorinated fluorohydrocarbons ( FCs): C x F y , hydrofluoroethers (HFEs): CxH y OC z F w , perfluoroethers: C x F y OC 2 F w , perfluoroamines: (C x F y ) 3 N, trifluoromethyl (CF 3 ) -substituted aromatic Solvents and / or mixtures thereof. The indices assume only positive integer and stoichiometrically permissible values.
In einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem fluorierten Lösungsmittel um lineare oder verzweigte fluorierte Alkylether der allgemeinen Formel (CF3)0(CF2)n(CF)m-OR, R=-(CH2)iCH3, wobei i, m, n und o unabhängig voneinander einen ganzzahligen Wert zwischen 1 und 4 annehmen, und/oder deren Mischungen. In einer Ausgestaltung der Ausführungsform beträgt das Verhältnis der Indizes n:i mindestens 2:3 besonders bevorzugt 3:2 oder 4:1 . Bei den fluorierten Alkylether (HFEs) handelt es sich bevorzugt um Methylnonaflu- orbutylether, Methylnonafluorisobutylether, isomerische Mischungen von Methylnonafluor- butylether und Methylnonafluorisobutylether, Ethylnonafluorbutylether, Ethylnonafluo- risobutylether, isomerische Mischungen von Ethylnonafluorbutylether und Ethylnonafluo- risobutylether, 3-Ethoxy-l, 1 , 1 , 2,3,4,4,5, 5, 6,6,6-dodecafluor-2-trifluorrnethyl-hexan, 1 ,1 , 1 ,2,2,3,4,5, 5, 5-decafluor-3-methoxy-4-trifluormethyl-pentane, 1 ,1 ,1 ,2,3,3- hexafluor-4-(l, 1 ,2,3, 3,3,-hexafluorpropoxy)-pentane und/oder Mischungen davon. Weitere Beispiele können der WO2009/143357A2 entnommen werden. In one embodiment of the invention, wherein the fluorinated solvent is linear or branched fluorinated alkyl ether of the general formula (CF 3) 0 (CF 2) n (CF) m -OR, R = - (CH 2) I 3, where i , m, n and o independently assume an integer value between 1 and 4, and / or mixtures thereof. In one embodiment of the embodiment, the ratio of indices n: i is at least 2: 3, more preferably 3: 2 or 4: 1. The fluorinated alkyl ethers (HFEs) are preferably methylnonafluorobutyl ether, methyl nonafluoroisobutyl ether, isomeric mixtures of methyl nonafluorobutyl ether and methyl nonafluoroisobutyl ether, ethyl nonafluorobutyl ether, ethyl nonafluoroisobutyl ether, isomeric mixtures of ethyl nonafluorobutyl ether and ethyl nonafluoroisobutyl ether, 3-ethoxy-1, 1, 2,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-2-trifluoromethyl-hexane, 1,1,1,2,3,4,5,5,5-decafluoro- 3-methoxy-4-trifluoromethyl-pentanes, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-4- (1,1,3,3,3,3-hexafluoropropoxy) -pentanes and / or mixtures thereof. Further examples can be found in WO2009 / 143357A2.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind in allen diesen fluororganischen Lösungsmitteln mindestens 40%, bevorzugt 60% und besonders bevorzugt 80% der der in der Verbindung enthaltenen Wasserstoff atome durch Fluoratome substituiert und/oder mindestens 40%, bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 80% der enthaltenen Halogenatome Fluor. In one embodiment of the invention, at least 40%, preferably 60% and particularly preferably 80% of the hydrogen atoms contained in the compound are substituted by fluorine atoms in all these fluoroorganic solvents and / or at least 40%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 80 % of the halogen atoms contained fluorine.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Stabilisator mindestens eine an die Oberfläche der Nanodrähte bindende Gruppe und eine fluorierte Alkyl- oder Aryl-Gruppe auf. Die bindende funktionelle Gruppe bewirkt die spontane, bevorzugt koordinative, Bindung des Stabilisators an die Nanodrähte und die Fluorierung der Alkyl- oder Arylgruppe die Löslichkeit der oberflächenmodifizierten Nanodrähte im fluorierten Lösungsmittel. In einer weiteren Ausführungsform ist der Stabilisator als ein fluoriertes aliphatisches oder aromatisches Polymer ausgebildet. Bevorzugt weist das Polymer koordinativ an die Nano- drahtoberfläche bindende funktionelle Gruppen auf. Polymere Stabilisatoren binden über koordinative Bindungen, bspw. Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals-Kräfte und räumliche Verschränkung, an die Drähte. Polymere Stabilisatoren bewirken neben einer elektrostatischen Stabilisierung durch Abschirmung der (polaren) Nanodrahtoberfläche eine sterische Stabilisation der Nanodrähte, indem sie deren Agglomeration durch sterische Abstoßung verhindern. In a further embodiment of the invention, the stabilizer has at least one group bound to the surface of the nanowires and a fluorinated alkyl or aryl group. The bonding functional group effects the spontaneous, preferably coordinative, binding of the stabilizer to the nanowires and the fluorination of the alkyl or aryl group the solubility of the surface-modified nanowires in the fluorinated solvent. In another embodiment, the stabilizer is formed as a fluorinated aliphatic or aromatic polymer. The polymer preferably has coordinating functional groups which bind to the nano wire surface. Polymeric stabilizers bind to the wires via coordinative bonds, such as hydrogen bonds, van der Waals forces, and spatial entanglement. In addition to electrostatic stabilization by shielding the (polar) nanowire surface, polymer stabilizers cause steric stabilization of the nanowires by preventing their agglomeration by steric repulsion.
Bei den funktionellen Gruppen des Stabilisators handelt es sich bevorzugt um Thiolgruppen (-SH), Aminogruppen (-NH2, =NH), Hydroxylgruppen (-OH) oder Carboxygruppen (-COOH). Diese funktionellen Kopfgruppen weisen eine starke Bindungsaffinität für Nanopartikel mit polaren Metalloberflächen, insbesondere für Au-, Ag- und Cu-Oberflächen, auf. Der monomere Stabilisator weist somit eine allgemeine Form R-SH, R-NH2,
Figure imgf000018_0001
R-COOH mit R1 , R2=Rf als hoch- oder perfluoriertem Alkyl- oder Arylrest auf. Besonders bevor-zugt weist der hoch- oder perfluorierte Alkyl- oder Arylrest 8 bis 10 Kohlenstoffatome auf. Bei den teilha- logenierten Fluorkohlenwasserstoffen handelt es sich bevorzugt um 1 H,1 H,2H,2H- Perfluorodecanethiol, 2-Trifluoromethylbenzyl Mercaptan, 1 H,1 H,2H,2H-
The functional groups of the stabilizer are preferably thiol groups (-SH), amino groups (-NH 2 , = NH), hydroxyl groups (-OH) or carboxy groups (-COOH). These functional head groups have a strong binding affinity for nanoparticles with polar metal surfaces, especially for Au, Ag, and Cu surfaces. The monomeric stabilizer thus has a general form R-SH, R-NH 2 ,
Figure imgf000018_0001
R-COOH with R1, R 2 = Rf as a highly fluorinated or perfluorinated alkyl or aryl radical. Particularly preferably, the highly fluorinated or perfluorinated alkyl or aryl radical has from 8 to 10 carbon atoms. The partially halogenated fluorohydrocarbons are preferably 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecanethiol, 2-trifluoromethylbenzyl mercaptan, 1H, 1H, 2H, 2H-
Perfluoroxehanethiol, 3,3,4,4,4-Pentafluoro-1 -Butanethiol, 2,2,3,3,3-Pentafluorpropionsäure, Perfluorbutansulfonsäure, Perfluoroctansäure, Perfluorooctansulfonat oder Mischungen davon. Perfluorooxethanethiol, 3,3,4,4,4-pentafluoro-1-butanethiol, 2,2,3,3,3-pentafluoropropionic acid, perfluorobutanesulfonic acid, perfluorooctanoic acid, perfluorooctane sulfonate or mixtures thereof.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der nicht polymere Stabilisator zusätzlich eine zwischen Kopf- und Endgruppe lokalisierte Spacer-Gruppe auf. Vorteilhaft ist der Stabilisator hoch- oder perfluoriert. Somit sind in dem Stabilisator mindestens 40%, bevorzugt 60% und besonders bevorzugt 80% der der in der Verbindung enthaltenen Wasserstoffatome durch Fluoratome substituiert und/oder mindestens 40%, bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 80% der enthaltenen Halogenatome Fluor. In perfluorierten kohlenstoffhaltigen Stabilisatoren beträgt das Verhältnis von Kohlenstoffatomen zu Fluoratomen zwischen 1 :4 und 4:1 , bevorzugt 1 :2, 1 :3 oder 1 :4. In a further embodiment of the invention, the non-polymeric stabilizer additionally has a spacer group located between the top and end groups. Advantageously, the stabilizer is highly fluorinated or perfluorinated. Thus, in the stabilizer at least 40%, preferably 60% and more preferably 80% of the hydrogen atoms contained in the compound substituted by fluorine atoms and / or at least 40%, preferably at least 60%, more preferably at least 80% of the halogen atoms contained fluorine. In perfluorinated carbonaceous stabilizers, the ratio of carbon atoms to fluorine atoms is between 1: 4 and 4: 1, preferably 1: 2, 1: 3 or 1: 4.
Der polymere Stabilisator ist bevorzugt als fluorierte Polymethacrylat und/oder als dessen Heteropolymere ausgebildet. The polymeric stabilizer is preferably formed as fluorinated polymethacrylate and / or as its heteropolymers.
Die Nanodrahtsuspension enthält Nanodrähte bevorzugt mit einer Konzentration von 0,01 bis 3 m%, bevorzugt von 1 bis 1 ,5 m%. Bei diesen Konzentrationen wird vorteilhaft eine sponta- ne Aggregation der suspendierten Nanodrähte vermieden, wodurch die Suspension langzeit- stabil und lagerfähig ist. Zur Verwendung der Suspension im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt bevorzugt eine Verdünnung der Suspension mit einem orthogonalen Lösungsmittel je nach Beschichtungsmethode in einem Verhältnis von lagerfähiger Nanodrahtsuspension zu Lösungsmittel zwischen 1 :2 und 1 :20, sowie eine Re-Suspendierung sedimentierter Nanodrähte unter Verwendung von Shakern, Magnetrührern oder Ultraschallmischern. Besonders bevorzugt weisen die Nanodrähte mit einem Durchmesser zwischen 30 und 120 nm und eine Länge über 30 μηη auf. Weiterhin bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Suspension zusätzliche metallische Nanopartikel als optische Streuzentren. The nanowire suspension preferably contains nanowires with a concentration of 0.01 to 3 m%, preferably of 1 to 1, 5 m%. At these concentrations, a spontaneous No aggregation of the suspended nanowires is avoided, as a result of which the suspension is long-term stable and storable. For use of the suspension in the process according to the invention is preferably carried out a dilution of the suspension with an orthogonal solvent depending on the coating method in a ratio of storable nanowire suspension to solvent between 1: 2 and 1:20, and a re-suspension sedimented nanowires using shakers, magnetic stirrers or ultrasonic mixers. Particularly preferably, the nanowires have a diameter of between 30 and 120 nm and a length of more than 30 μm. Furthermore, the suspension according to the invention preferably contains additional metallic nanoparticles as optical scattering centers.
Die erfindungsgemäße Nanodrahtsuspension ermöglicht bevorzugt die Herstellung einer leitfähigen Schicht im erfindungsgemäßen Verfahren. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung dieser Nanodrahtsuspension im erfindungsgemäßen Verfahren zur Abscheidung einer Nanodrahtelektrode auf einer organischen Schicht eines optoelektronischen Bauelements. The nanowire suspension according to the invention preferably enables the production of a conductive layer in the process according to the invention. The invention likewise relates to the use of this nanowire suspension in the method according to the invention for depositing a nanowire electrode on an organic layer of an optoelectronic component.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Nanodrahtelektrode mit einer elektrisch leitfähigen Schicht für ein optoelektronisches Bauelement, hergestellt durch ein erfindungsgemäßes Verfahren. Die Nanodrahtelektrode ist bevorzugt als Nanodrahtdeckelektrode auf empfindlichen organischen Schichten angeordnet. Likewise provided by the invention is a nanowire electrode having an electrically conductive layer for an optoelectronic component, produced by a method according to the invention. The nanowire electrode is preferably arranged as a nanowire cover electrode on sensitive organic layers.
Unter einem optoelektronischen Bauelement wird vorliegend eine organische Leuchtdiode (OLED), eine organische Solarzelle (OSC), ein organischer Feldeffekttransistor (OFET) oder ein organischer Dünnschichttransistor (OTFT) verstanden. Organisch bedeutet dabei, dass das Bauelement zumindest eine Schicht mit zumindest einem organischen Material umfasst.  An optoelectronic component is understood here to mean an organic light-emitting diode (OLED), an organic solar cell (OSC), an organic field-effect transistor (OFET) or an organic thin-film transistor (OTFT). Organic means that the component comprises at least one layer with at least one organic material.
Vorteilhaft weist die Nanodrahtelektrode eine hohe elektrische Leitfähigkeit bei hoher optischer Transmission auf. Besonders vorteilhaft ist die Nanodrahtelektrode aus oberflächenmodifizierten Nanodrähten konstituiert und weist dadurch eine hohe Abrasions- und Delami- nationsfestigkeit auf. Die Oberflächenmodifizierung der Nanodrähte durch fluorierte organische Stabilisatoren bewirkt weiterhin vorteilhaft eine Reduktion der Oberflächenenergie der Nanodrahtelektrode, wodurch diese Kohlenwasserstoff-Öle, Silikone und wässrige Lösungen abweist. Die erfindungsgemäße Nanodrahtelektrode besitzt somit vorteilhaft eine intrinsische anti-korrosive Ausstattung. Advantageously, the nanowire electrode has a high electrical conductivity with high optical transmission. Particularly advantageously, the nanowire electrode is constituted by surface-modified nanowires and thus has a high abrasion and delamination resistance. The surface modification of the nanowires by fluorinated organic stabilizers also advantageously brings about a reduction in the surface energy of the nanowire electrode, thereby rejecting hydrocarbon oils, silicones and aqueous solutions. The nanowire electrode according to the invention thus advantageously has an intrinsic anti-corrosive finish.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein optoelektronisches Bauelement, umfassend a) eine Elektrode und eine Gegenelektrode, wobei die Elektrode substratnah angeordnet ist und wobei b) zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode zumindest eine organische Schicht angeordnet ist, wobei die organische Schicht zumindest ein organisches Material um- fasst, Likewise provided by the invention is an optoelectronic component, comprising a) an electrode and a counterelectrode, wherein the electrode is arranged close to the substrate and wherein b) at least one organic layer is arranged between the electrode and the counterelectrode, the organic layer comprising at least one organic material,
c) wobei die Gegenelektrode als oberste Lage aus Nanodrähten mit einer fluorhaltigen Oberflächenfunktionalisierung ausgebildet ist. c) wherein the counter electrode is formed as the uppermost layer of nanowires with a fluorine-containing surface functionalization.
Bei dem erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelement handelt es sich vorzugsweise um eine gattungsgemäße Solarzelle oder Leuchtdiode. Ein solches Bauelement besitzt üblicherweise einen Schichtaufbau, wobei die jeweils unterste und oberste Lage als Elektrode und Gegenelektrode zur elektrischen Kontaktierung ausgebildet sind. Das optoelektronische Bauelement wird auf einem Substrat, wie beispielsweise Glas, Kunststoff (PET, etc.) oder einem Metallband angeordnet. Zwischen der substratnahen Elektrode und der Gegenelektrode ist zumindest eine organische Schicht umfassend zumindest ein organisches Material angeordnet. Als organisches Material können hierbei kleine organische Moleküle oder Polymere verwendet werden. In einer Ausgestaltung handelt es sich bei der organischen Schicht um eine photoaktive Schicht, wobei die photoaktive Schicht beispielsweise als eine Mischschicht aus einem Donor- und einem Akzeptormaterial ausgebildet ist. Angrenzend zu der zumindest einen photoaktiven Schicht können Ladungsträgertransportschichten angeordnet sein. Diese können je nach Ausgestaltung vorzugsweise Elektronen oder Löcher von oder zu den jeweiligen Elektroden transportieren. In einer Ausgestaltung ist das optoelektronische Bauelement als Tandem- oder Mehrfachbauelement ausgestaltet. Dabei werden zumindest zwei optoelektronische Bauelemente als Schichtsystem übereinander abgeschieden. Auf den als Kontakt ausgebildeten Grund- und Decklagen können sich zusätzliche Schichten zur Beschichtung oder Verkapselung des Bauelements oder weitere Bauelemente anschließen. The optoelectronic component according to the invention is preferably a generic solar cell or light-emitting diode. Such a device usually has a layer structure, wherein the respective lowermost and uppermost layer are formed as an electrode and counter electrode for electrical contacting. The optoelectronic component is arranged on a substrate, such as glass, plastic (PET, etc.) or a metal strip. At least one organic layer comprising at least one organic material is arranged between the substrate-near electrode and the counterelectrode. As organic material hereby small organic molecules or polymers can be used. In one embodiment, the organic layer is a photoactive layer, wherein the photoactive layer is formed, for example, as a mixed layer of a donor and an acceptor material. Adjacent to the at least one photoactive layer can be arranged charge carrier transport layers. Depending on their design, these can preferably transport electrons or holes from or to the respective electrodes. In one embodiment, the optoelectronic component is designed as a tandem or multiple component. In this case, at least two optoelectronic components are deposited as a layer system one above the other. On the formed as a contact base and cover layers may be followed by additional layers for coating or encapsulation of the device or other components.
Das optoelektronische Bauelement weist eine als Grundkontakt ausgebildete unterste Lage und eine Nanodrahtdeckelektrode auf, wobei letztere aus oberflächenmodifizierten Nanodrähten konstituiert ist. Dadurch weist das optoelektronische Bauelement seitens der Deckelektrode eine hohe Abrasions- und Delaminationsfestigkeit auf. Die Oberflächenmodifizierung der Nanodrähte durch fluorierte organische Stabilisatoren bewirkt weiterhin vorteilhaft eine Reduktion der Oberflächenenergie der Nanodrahtelektrode, wodurch diese Kohlenwasserstoff-Öle, Silikone und wässrige Lösungen abweist. Die erfindungsgemäße Nanodrahtelektrode besitzt somit vorteilhaft eine intrinsische anti-korrosive Ausstattung. Dies ermöglicht vorteilhaft eine hohe Lebensdauer des optoelektronischen Bauelements. Die auf den Nanodrähten der Deckelektrode des Bauelements verbleibenden fluorierten Stabilisatoren lassen sich vorteilhaft durch eine Fluoranalyse nachweisen, bspw. durch FIB- SIMS, SNMS, RBS oder LEIS. The optoelectronic component has a bottom layer formed as a base contact and a nanowire cover electrode, the latter being constituted by surface-modified nanowires. As a result, the optoelectronic component has a high abrasion and delamination resistance on the part of the cover electrode. The surface modification of the nanowires by fluorinated organic stabilizers also advantageously brings about a reduction in the surface energy of the nanowire electrode, thereby rejecting hydrocarbon oils, silicones and aqueous solutions. The nanowire electrode according to the invention thus advantageously has an intrinsic anti-corrosive finish. This advantageously allows a long service life of the optoelectronic component. The remaining on the nanowires of the top electrode of the device fluorinated stabilizers can be advantageously detected by a fluorine analysis, for example. By FIB-SIMS, SNMS, RBS or LEIS.
Bevorzugt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelement um organische Leuchtdioden (OLEDs) und organische Solarzellen (OSCs) mit einer photoaktiven Schicht aus vakuumprozessierten, lösungsmittelsensitiven kleinen Moleküle oder Polymeren. Auf diesem vakuumprozessierten Dünnschichtbauelement ist eine lösungsmittelbasierte, vorzugsweise transparente Elektrode als Deckkontaktlage aufgebracht. Zur Herstellung des Bauelements kann vorteilhaft auf Hochtemperaturschritte über 160°C verzichtet werden, bevorzugt erfolgt die Abscheidung bei unter 60°C, besonders bevorzugt bei unter 30°C. Optional kann die Leitfähigkeit der Deckkontaktlage durch eine Nachprozessierung des Bauelements, bspw. durch wiederholtes Waschen oder durch Anpressen der Nanodraht- lage, verbessert werden. The optoelectronic component according to the invention is preferably organic light-emitting diodes (OLEDs) and organic solar cells (OSCs) with a photoactive layer of vacuum-processed, solvent-sensitive small molecules or polymers. On this vacuum-processed thin-film component, a solvent-based, preferably transparent electrode is applied as a cover contact layer. For the production of the component can advantageously be dispensed with high temperature steps above 160 ° C, preferably the deposition is carried out at below 60 ° C, more preferably below 30 ° C. Optionally, the conductivity of the cover contact layer can be improved by post-processing of the component, for example by repeated washing or by pressing the nanowire layer.
Das als Deckkontaktlage aufgebrachte Nanodrahtnetzwerk besteht aus Nanodrähten, die einen Durchmesser von bevorzugt 30 bis 120 nm aufweisen, und weist somit eine hohe Rauheit, i.d.R. von einigen Hundert Nanometern auf. Aufgedampfte dünne Schichten aus kleinen Molekülen oder Polymeren weisen häufig nur eine Dicke zwischen 30 und 60 nm auf. Bei der Verwendung von Nanodrahtelektroden als Grundkontakt ist somit die Gefahr von Kurzschlüssen groß. Die Ausbildung einer Deckkontaktlage als Nanodrahtelektrode ermöglicht auch für Bauelemente mit Schichten aus vakuumprozessierten kleinen Molekülen oder Polymeren die Ausnutzung der hervorragenden Eigenschaften von Nanodrahtelektroden. The nanowire network applied as a cover contact layer consists of nanowires which have a diameter of preferably 30 to 120 nm, and thus has a high roughness, i.d.R. of a few hundred nanometers. Deposited thin films of small molecules or polymers often only have a thickness between 30 and 60 nm. When using nanowire electrodes as a ground contact thus the risk of short circuits is large. The formation of a cover contact layer as a nanowire electrode also makes it possible to exploit the excellent properties of nanowire electrodes for devices having layers of vacuum-processed small molecules or polymers.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Abscheidung der Deckkontaktlage durch ein erfindungsgemäßes Verfahren. Dabei wird eine homogene Nanodrahtsuspension in fluoriger Phase, enthaltend ein fluoriertes Lösungsmittel und mit einem organischen Stabilisator oberflächenmodifizierte Nanodrähte auf der organischen Schicht abgeschieden. Die Nano- drähte bestehen aus einem elektrisch leitenden oder halbleitenden Material. Der Stabilisator weist mindestens eine an die Oberfläche der Nanodrähte bindende funktionelle Gruppe auf und ist zumindest teil- oder perfluoriert, wobei die bindende funktionelle Gruppe eine fluorierte Alkyl- oder Aryl-Gruppe aufweist oder als ein fluoriertes oder teilfluoriertes aliphatisches oder aromatisches Polymer ausgebildet ist. Anschließend erfolgt eine Perkolation der Nanodrähte auf der organischen Schicht durch Verdampfen des Lösungsmittels. In one embodiment of the invention, the deposition of the cover contact layer is carried out by a method according to the invention. In this case, a homogeneous nanowire suspension in a fluorous phase containing a fluorinated solvent and with an organic stabilizer surface-modified nanowires is deposited on the organic layer. The nanowires consist of an electrically conductive or semiconducting material. The stabilizer has at least one functional group bonding to the surface of the nanowires and is at least partially or perfluorinated, wherein the bonding functional group has a fluorinated alkyl or aryl group or is formed as a fluorinated or partially fluorinated aliphatic or aromatic polymer. Subsequently, a percolation of the nanowires on the organic layer by evaporation of the solvent.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Grundkontakt des optoelektronischen Bauelements als dünnes Metallband ausgebildet. Die Abscheidung der organischen Schichten und der Deckkontaktlage auf dem dünnen Metallband ermöglichen vorteilhaft eine sehr kos- teneffiziente Herstellung des optoelektronischen Bauelements. Zudem weist das Metallband eine hohe Reflexion auf, wodurch die Transparenz des gesamten Bauelements minimiert und dessen Lichtausbeute erhöht wird. In one embodiment of the invention, the base contact of the optoelectronic component is formed as a thin metal band. The deposition of the organic layers and the cover contact layer on the thin metal strip advantageously allow a very cost-effective ten efficient production of the optoelectronic component. In addition, the metal strip has a high reflection, whereby the transparency of the entire component minimized and its luminous efficacy is increased.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die photoaktive Schicht als organische lichtemittierende Schicht und das Bauelement als OLED, besonders bevorzugt als SMOLED ausgebildet. Die Leuchtdiode ist bevorzugt topemittierend und weist als Grundkontakt ein Metallband auf. Das emittierte Licht passiert somit die transparente Nanodrahtdeckelektrode und wird dabei gestreut. Dadurch ist vorteilhaft die Lichtauskopplung und Farbstabilität der Leuchtdioden unter großen Betrachtungswinkeln gegenüber herkömmlichen OLEDs optimiert. In a further embodiment of the invention, the photoactive layer is formed as an organic light-emitting layer and the component as an OLED, particularly preferably as a SMOLED. The light-emitting diode is preferably top-emitting and has as a base contact on a metal strip. The emitted light thus passes through the transparent nanowire cover electrode and is thereby scattered. As a result, the light extraction and color stability of the LEDs is advantageously optimized at large viewing angles compared to conventional OLEDs.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind zusätzliche Nanopartikel in der Nano- drahtelektrode enthalten, die eine vorteilhafte Streuung des Lichts verstärken. Dabei können die Nanopartikel selbst eine Oberflächenmodifikation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufweisen. Als Nanopartikel können dabei beispielsweise Metall- oder Metalloxidpartikel verwendet werden, wie etwa Ti02- oder Ag-Nanopartikel. Die Nanopartikel weisen dabei eine Dimensionierung im Bereich zwischen 1 bis 100 nm auf. Die Nanopartikel verbessern dabei zudem die Kontaktierung der Nanodrähte durch Ablagerung in den Zwischenbereichen der Nanodrähte, wodurch eine Verbesserung der Leitungspfade bewirkt wird. In a further embodiment of the invention, additional nanoparticles are contained in the nano-wire electrode, which reinforce an advantageous scattering of the light. The nanoparticles themselves may have a surface modification according to the method of the invention. For example, metal or metal oxide particles, such as TiO 2 or Ag nanoparticles, can be used as nanoparticles. The nanoparticles have a dimensioning in the range between 1 to 100 nm. In addition, the nanoparticles improve the contacting of the nanowires by deposition in the intermediate regions of the nanowires, thereby improving the conduction paths.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine photoaktive Schicht als organische lichtabsorbierende Schicht und das Bauelement als OSC ausgebildet. Der Lichteinfall in der Solarzelle geschieht bevorzugt durch die Deckkontaktlage und weist als Grundkontakt ein Metallband auf. Das einfallende Licht passiert somit die transparente Nanodrahtdeckelektrode und wird dabei gestreut. Somit wird auch unter kleinen Winkeln schräg auf die Solarzelle auftreffendes Licht in die photoaktive Schicht gestreut, wodurch die Effizienz der Solarzelle gegenüber herkömmlichen organischen Solarzellen vorteilhaft gesteigert ist. In a further embodiment of the invention, at least one photoactive layer is formed as an organic light-absorbing layer and the component as an OSC. The light incidence in the solar cell is preferably done by the cover contact layer and has as a base contact on a metal strip. The incident light thus passes through the transparent nanowire cover electrode and is thereby scattered. Thus, even at small angles obliquely incident on the solar cell light is scattered in the photoactive layer, whereby the efficiency of the solar cell compared to conventional organic solar cells is advantageously increased.
In einer weiteren Ausgestaltung der Ausführungsform sind zusätzliche Nanopartikel in der Nanodrahtelektrode enthalten, die eine vorteilhafte Streuung des Lichts verstärken. Dabei können die Nanopartikel selbst eine Beschichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufweisen  In a further embodiment of the embodiment, additional nanoparticles are contained in the nanowire electrode, which reinforce an advantageous scattering of the light. The nanoparticles themselves may have a coating according to the method of the invention
Zur Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche zu kombinieren. Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und von Figuren näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Dabei zeigen: To implement the invention, it is also expedient to combine the above-described embodiments and features of the claims. In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and figures, without being limited thereto. Showing:
Figur 1 : j-U-Kennlinie einer organischen Solarzelle mit einer im erfindungsgemäßen Verfahren aus fluoriger Phase abgeschiedenen Nanodrahtdeckelektrode. FIG. 1: j-U characteristic curve of an organic solar cell with a nanowire cover electrode deposited in the fluorous phase method according to the invention.
A) Herstellung einer erfindungsgemäßen Nanodrahtsuspension A) Preparation of a nanowire suspension according to the invention
Zu 4 ml Ethanollösung von Silbernanodrähten (ca. 1 .25 mg/ml) wurde 30 μΙ bis 3 ml 2%-er Lösung von EGC-2702 in HFE-7200 (3MTM NovecTM) zugegeben und mittels Magnetrührer 1 bis 120 min intensiv gerührt. Die mit dem fluorierten Polymer funktionalisierten Nanodrähte wurden durch Zentrifugieren von der Ethanollösung getrennt und anschließend in 50 ml HFE-7100 dispergiert. To 4 ml of ethanol solution of silver nanowires (about 1 .25 mg / ml) was added 30 μΙ to 3 ml of 2% solution of EGC-2702 in HFE-7200 (3M ™ Novec ™) and stirred vigorously using a magnetic stirrer for 1 to 120 minutes. The nanowires functionalized with the fluorinated polymer were separated from the ethanol solution by centrifugation and then dispersed in 50 ml of HFE-7100.
Alternativ können die funktionalisierten Nanodrähte vor der Dispergierung in HFE-7100 mit 3 ml HFE-7100 (3M) gewaschen werden.  Alternatively, the functionalized nanowires may be washed with 3 ml of HFE-7100 (3M) prior to dispersion in HFE-7100.
Alternativ wurde zu 3 ml Ethanollösung von Silbernanodrähten (ca. 0.5 mg/ml) Alternatively, to 3 ml of ethanol solution of silver nanowires (about 0.5 mg / ml)
1 H,1 H,2H,2H-Perfluorodecanethiol im Verhältnis Ag:Thiol=1 :1 bis 1 :20 zugegeben und mittels Magnetrührers 10 bis 360 min intensiv gerührt. Die mit dem fluorierten Thiol funktionalisierten Nanodrähte wurden anschließend durch Zentrifugieren von der Ethanollösung getrennt, mit 3 ml HFE-7100 (3M) gewaschen und anschließend in 25 ml HFE-7100 dispergiert. 1 H, 1 H, 2H, 2H-perfluorodecanethiol in the ratio Ag: thiol = 1: 1 to 1: 20 was added and stirred vigorously by means of magnetic stirrer for 10 to 360 min. The nanowires functionalized with the fluorinated thiol were then separated from the ethanol solution by centrifugation, washed with 3 ml HFE-7100 (3M), and then dispersed in 25 ml HFE-7100.
B) Herstellung einer erfindungsgemäßen Nanodrahtelektrode B) Production of a Nanowire Electrode According to the Invention
Die so erfindungsgemäße Lösung wurde anschließend im Ultraschallbad (Sonorex Digital 10P, Bandelin) für 15 min suspendiert und anschließend in einen Sprühroboter (F7300N Se- ries 3-Axis Robot, Fisnar/Vieweg) eingefüllt. The solution according to the invention was then suspended in the ultrasonic bath (Sonorex Digital 10P, Bandelin) for 15 minutes and then introduced into a spray robot (F7300N series 3-Axis Robot, Fisnar / Vieweg).
Mit dem Sprühroboter wurde anschließend ein vorgereinigtes und für 10min mittels Sauerstoffplasma (Plasmareiniger: Cleaner/Sterilizer Model PDC-002, Harrick Scientific Corp) behandeltes Glassubstrat auf 30°C erhitzt und mit der erfindungsgemäßen Nanodrahtsuspension benetzt. Anschließend wurde das Besprühen des Substrats wiederholt, bis die gewünschte Transmission erreicht wurde. C) Herstellung und Charakterisierung eines erfindungsgemäßen Bauelements Subsequently, a pre-cleaned glass substrate treated for 10 minutes by means of oxygen plasma (Plasma Cleaner: Sterilizer Model PDC-002, Harrick Scientific Corp.) was heated to 30 ° C. and wetted with the nanowire suspension according to the invention. Subsequently, the spraying of the substrate was repeated until the desired transmission was achieved. C) Preparation and Characterization of a Device According to the Invention
Die Nanodrahtelektrode wurde als Deckkontakt auf organische Solarzellen (ITO/C6o:W2(hpp)4/C6o/ZnPc:C6o/ZnPc/BF-DFP:NDP9/NDP9) wie oben beschrieben abgeschieden. The nano-wire electrode was used as a cover contact to organic solar cells (ITO / C 6 o: W2 (hpp) 4 / C6o / ZnPc: C6o / ZnPc / BF-DFP: NDP9 / NDP9) is deposited as described above.
Danach wurden die Proben für 30 oder 60 min bei 100°C temperiert. In Tabelle 1 sind die nachfolgend bestimmten Kennwerte der einzelnen Proben gegenübergestellt. 30-minütiges Heizen der Ag-Nanodraht-Solarzelle bei 100°C verbessert die Parameter deutlich.  Thereafter, the samples were tempered for 30 or 60 min at 100 ° C. Table 1 compares the characteristic values of the individual samples determined below. Heating the Ag nanowire solar cell at 100 ° C for 30 minutes significantly improves the parameters.
Tabelle 1 Table 1
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0001
Die Fig.1 zeigt zudem die j-U-Kennlinie von Nanodrähten, welche auf Glas abgeschieden wurden. Die Silbernanodrähte wiesen einen Durchmesser von 90nm auf und wurden im Lösungsmittel HFE7100 mit dem Stabilisator EGC2702 abgeschieden. Graphen mit unausge- füllten Symbolen stellen die Dunkelkennlinien dar. Auch hier verbessert 30-minütiges Heizen der Ag-Nanodraht-Solarzelle bei 100°C die Parameter. Weiteres Heizen verringert im Wesentlichen den Strom der Solarzelle in Vorwärtsrichtung, so dass man annehmen muss mit dem zweiten Heizschritt die Solarzelle schon zu beschädigen Mit anderen Worten sollte das Optimum der Heizzeit zwischen 30 und 60min liegen. FIG. 1 also shows the jU characteristic of nanowires deposited on glass. The silver nanowires had a diameter of 90 nm and were deposited in the solvent HFE7100 with the stabilizer EGC2702. Graphs with unfilled symbols represent the dark curves. Here, too, heating the Ag nanowire solar cell at 100 ° C for 30 minutes improves the parameters. Further heating essentially reduces the current of the solar cell in the forward direction, so that one must assume with the second heating step to damage the solar cell. In other words, the optimum of the heating time should be between 30 and 60 minutes.
In der Patentbeschreibung wird folgende Nichtpatentliteratur zitiert: The patent specification cites the following non-patent literature:
[Kim2009] Kim, Y.-K., Kang, P. S., Kim, D.-i, Shin, G., Kim, G. T, & Ha, J. S. (2009). Fabri- cation of nanowire Channels with unidirectional alignment and controlled length by a simple, gas-blowing-assisted, selective-transfer-printing technique. Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany), 5(6), 727-34. doi:10.1002/smll.200801362 [Kim2009] Kim, Y.-K., Kang, P.S., Kim, D.-i, Shin, G., Kim, G.T., & Ha, J.S. (2009). Fabrication of nanowire channels with unidirectional alignment and controlled length by a simple, gas-blowing-assisted, selective-transfer-printing technique. Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany), 5 (6), 727-34. doi: 10.1002 / smll.200801362
[Lee2010] Lee, J.-Y., Connor, S. T., Cui, Y., & Peumans, P. (2010). Semitransparent organic photovoltaic cells with laminated top electrode. Nano letters, 10(4), 1276-9. doi:10.1021/nl903892x [Lee2010] Lee, J.-Y., Connor, S.T., Cui, Y., & Peumans, P. (2010). Semitransparent organic photovoltaic cells with laminated top electrode. Nano letters, 10 (4), 1276-9. doi: 10.1021 / nl903892x
[Lee2013] Lee J, Lee I, Kim TS, Lee JY (2013), Efficient welding of silver nanowire networks without post-processing. Small 9 (17), 2887-94. [Lee2013] Lee J, Lee I, Kim TS, Lee JY (2013), Efficient welding of silver nanowire networks without post-processing. Small 9 (17), 2887-94.
[Hardin2011] Hardin, B. E., Gaynor, W., Ding, l.-K, Rim, S.-B., Peumans, P., & McGehee, M.[Hardin2011] Hardin, B.E., Gaynor, W., Ding, I.-K, Rim, S.-B., Peumans, P., & McGehee, M.
D. (2011). Laminating solution-processed silver nanowire mesh electrodes onto solid-state dye-sensitized solar cells. Organic Electronics, 12(6), 875-879. doi:10.1016/j.orgel.2011.03.006 D. (2011). Laminating solution-processed silver nanowire mesh electrodes onto solid-state dye-sensitized solar cells. Organic Electronics, 12 (6), 875-879. doi: 10.1016 / j.orgel.2011.03.006
[Azulai2012] Azulai, D., Givan, U., Shpaisman, N., Belenkova, T. L, Gilon, H., Patolsky, F., & Markovich, G. (2012). On-Surface Formation of Metal Nanowire Transparent Top Electrodes on CdSe Nanowire Array-Based Photoconductive Devices. ACS Appl. Mater. Interfaces. doi:10.1021/am3004895 [Azulai2012] Azulai, D., Givan, U., Shpaisman, N., Belenkova, T.L., Gilon, H., Patolsky, F., & Markovich, G. (2012). On-Surface Formation of Metal Nanowire Transparent Top Electrodes on CdSe Nanowire Array-Based Photoconductive Devices. ACS Appl. Mater. Interfaces. doi: 10.1021 / am3004895
[Reinhard2013] Reinhard, M., Eckstein, R., Slobodskyy, A., Lemmer, U., & Colsmann, A. (2013). Solution-processed polymer-silver nanowire top electrodes for inverted semitransparent solar cells. Organic Electronics, 14(1), 273-277. doi:10.1016/j.orgel.2012.10.039 [Reinhard2013] Reinhard, M., Eckstein, R., Slobodskyy, A., Lemmer, U., & Colsmann, A. (2013). Solution-processed polymer-silver nanowire top electrodes for inverted semitransparent solar cells. Organic Electronics, 14 (1), 273-277. doi: 10.1016 / j.orgel.2012.10.039
[Krantz2013] Krantz, J., Stubhan, T, Richter, M., Spallek, S., Litzov, I., Matt, G. J., Spiecker,[Krantz2013] Krantz, J., Stubhan, T, Richter, M., Spallek, S., Litzov, I., Matt, G.J., Spiecker,
E. , et al. (2013). Spray-Coated Silver Nanowires as Top Electrode Layer in Semitransparent P3HT:PCBM-Based Organic Solar Cell Devices. Advanced Functional Materials, 23(13), 1711-1717. doi:10.1002/adfm.201202523 Patente E., et al. (2013). Spray Coated Silver Nanowires as Top Electrode Layer in Semitransparent P3HT: PCBM-Based Organic Solar Cell Devices. Advanced Functional Materials, 23 (13), 1711-1717. doi: 10.1002 / adfm.201202523 patents
[David2010] David, MM., Hartzell, A.K., Hebrink, T.J., Yu, T.- , Zhang, J.-Y., Vang, K.C., Cheng, M. (2010). Antireflective articles and methods of making the same. US Patent US20100165276 A1. [David2010] David, MM., Hartzell, A.K., Hebrink, T.J., Yu, T.-, Zhang, J.-Y., Vang, K.C., Cheng, M. (2010). Antireflective articles and methods of making the same. US Pat. No. US20100165276 A1.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Schicht, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: 1 . Process for producing an electrically conductive layer, comprising the following process steps:
a) Benetzung einer organischen Schicht eines optoelektronischen Bauelements mit einer homogenen Nanodrahtsuspension in fluoriger Phase, enthaltend  a) wetting of an organic layer of an optoelectronic component with a homogeneous nanowire suspension in fluorous phase, containing
i) ein orthogonales, fluoriertes Lösungsmittel und  i) an orthogonal, fluorinated solvent and
ii) mit einem Stabilisator oberflächenmodifizierte Nanodrähte, wobei die Nano- drähte aus elektrisch leitendem oder halbleitendem Material bestehen, b) Perkolation der Nanodrähte auf der organischen Schicht durch Verdampfen des Lösungsmittels.  ii) surface-modified nanowires with a stabilizer, wherein the nanowires consist of electrically conductive or semiconducting material, b) percolation of the nanowires on the organic layer by evaporation of the solvent.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als orthogonales, fluoriertes Lösungsmittel Fluorchlorkohlenstoffe (CFCs), Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HCFCs), teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (HFCs), perfluorierte Fluorkohlenwasserstoffe (FCs), Hydrofluorether (HFEs), Perfluorether, Perfluoramine oder andere teilflourierte organische Verbindungen verwendet werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that as orthogonal, fluorinated solvent chlorofluorocarbons (CFCs), chlorofluorocarbons (HCFCs), partially halogenated fluorohydrocarbons (HFCs), perfluorinated fluorocarbons (FCs), hydrofluoroethers (HFEs), perfluoroethers, perfluoroamines or other teilflourierte organic Connections are used.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als orthogonal fluoriertes Lösungsmittel fluorierte Alkylether der allgemeinen Formel CF3(CF2)n- OR, R=-(CH2)mCH3 und/oder deren Mischungen eingesetzt werden. 3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that used as orthogonally fluorinated solvent fluorinated alkyl ethers of the general formula CF 3 (CF 2 ) n - OR, R = - (CH 2 ) m CH 3 and / or mixtures thereof become.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator mindestens eine an die Oberfläche der Nanodrähte bindende funktionelle Gruppe und eine fluorierte Alkyl- oder Arylgruppe aufweist. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the stabilizer comprises at least one bonding to the surface of the nanowires functional group and a fluorinated alkyl or aryl group.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator als ein fluoriertes oder teilfluoriertes aliphatisches oder aromatisches Polymer ausgebildet ist. 5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the stabilizer is formed as a fluorinated or partially fluorinated aliphatic or aromatic polymer.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den funktionellen Gruppen um Thiol-, Amino-, Hydroxyl- oder Carboxygrup- pen handelt . 6. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the functional groups are thiol, amino, hydroxyl or carboxy groups.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht polymere Stabilisator die allgemeine Form R-SH, R-NH2, R1R2-NH, R-COOH mit R^ R2=CF3(CF2)n aufweist. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the non-polymeric stabilizer has the general form R-SH, R-NH 2 , R 1 R 2 -NH, R-COOH with R ^ R2 = CF 3 (CF 2 ) n has.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als polymere Stabilisatoren teil- oder vollfluorierte Polymethacrylate, deren Heteropoly- mere oder andere teilflourierte Polymere verwendet werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as polymeric stabilizers partially or fully fluorinated polymethacrylates, their hetero polymers or other teilflourierte polymers are used.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung in einem Dünnschichtauftragsverfahren mittels Spray Coating, Dip Coating, Spin Coating, Mayer Rod Coating, Slot Die Coating oder über ein Druckverfahren wie Inkjet-, Offset-, Gravureprinting oder einer verwandten Drucktechnik erfolgt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the deposition in a thin film application method by means of spray coating, dip coating, spin coating, Mayer rod coating, slot Die Coating or via a printing process such as inkjet, offset, gravure printing or a related Printing technique is done.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung der Nanodrähte gerichtet erfolgt. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the deposition of the nanowires is directed.
1 1 . Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nanodrahtsuspension mit einer Nanodraht-Konzentration von 0,01 bis 3 m% verwendet wird. 1 1. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a nanowire suspension is used with a nanowire concentration of 0.01 to 3 m%.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzung bei Temperaturen unter 160°C, bevorzugt unter 60°C, besonders bevorzugt unter 30°C bei Umgebungsdruck und/oder Schutzgasatmosphäre erfolgt. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the wetting takes place at temperatures below 160 ° C, preferably below 60 ° C, more preferably below 30 ° C at ambient pressure and / or inert gas atmosphere.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die perkolierten Nanodrähte auf der organischen Schicht wiederholt mit einem orthogonalen, fluorierten Lösungsmittel gewaschen und/oder mit definiertem Druck gepresst werden. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the percolated nanowires on the organic layer repeatedly washed with an orthogonal, fluorinated solvent and / or pressed with a defined pressure.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strukturierung der Nanodrähte auf der organischen Schicht erfolgt. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a structuring of the nanowires takes place on the organic layer.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung mittels Laser oder Photolithographie oder Passivierungsschicht erfolgt. 15. The method according to claim 14, characterized in that the structuring is effected by means of laser or photolithography or passivation layer.
16. Nanodrahtsuspension in fluoriger Phase zur Abscheidung eines perkolativen Nano- drahtnetzwerks auf einer organischen Schicht eines optoelektronischen Bauelements umfassend: a) ein orthogonales, fluoriertes Lösungsmittel und 16. A nanowire suspension in a fluorous phase for depositing a percolative nanowire network on an organic layer of an optoelectronic device, comprising: a) an orthogonal, fluorinated solvent and
b) mit einem Stabilisator oberflächenmodifizierte Nanodrähte, wobei  b) with a stabilizer surface-modified nanowires, wherein
i) die Nanodrähte aus elektrisch leitendem oder halbleitendem Material bestehen.  i) the nanowires consist of electrically conductive or semiconducting material.
17. Nanodrahtsuspension nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Nano- drahtsuspension Nanodrähte mit einer Konzentration von 0,01 bis 3m% enthält. 17. nanowire suspension according to claim 16, characterized in that the nano- wire suspension contains nanowires with a concentration of 0.01 to 3m%.
18. Nanodrahtsuspension nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator mindestens eine an die Oberfläche der Nanodrähte bindende funktionelle Gruppe und eine fluorierte Alkyl- oder Aryl-Gruppe aufweist. 18. nanowire suspension according to one of claims 16 or 17, characterized in that the stabilizer has at least one binding to the surface of the nanowires functional group and a fluorinated alkyl or aryl group.
19. Nanodrahtsuspension nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator als ein fluoriertes aliphatisches oder aromatisches Polymer ausgebildet ist. 19. nanowire suspension according to any one of claims 16 or 17, characterized in that the stabilizer is formed as a fluorinated aliphatic or aromatic polymer.
20. Nanodrahtelektrode für ein optoelektronisches Bauelement mit einer transparenten, elektrisch leitfähigen Schicht, hergestellt in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15. 20. nanowire electrode for an optoelectronic component with a transparent, electrically conductive layer, produced in a method according to one of claims 1 to 15.
21 . Optoelektronisches Bauelement, umfassend 21. Optoelectronic component comprising
a) eine Elektrode und eine Gegenelektrode, wobei die Elektrode substratnah angeordnet ist und wobei  a) an electrode and a counter electrode, wherein the electrode is arranged close to the substrate and wherein
b) zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode zumindest eine organische Schicht angeordnet ist, wobei die organische Schicht zumindest ein organisches Material um- fasst,  b) at least one organic layer is arranged between the electrode and the counterelectrode, the organic layer comprising at least one organic material,
wobei die Gegenelektrode als oberste Lage aus Nanodrähten mit einer fluorhaltigen Oberflächenfunktionalisierung ausgebildet ist.  wherein the counter electrode is formed as the uppermost layer of nanowires with a fluorine-containing surface functionalization.
22. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die organische Schicht als photoaktive Schicht ausgebildet ist. 22. Optoelectronic component according to claim 21, characterized in that the organic layer is formed as a photoactive layer.
23. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Schicht aus vakuumprozessierten, lösungsmittelsensitiven kleinen Molekülen, Oligomeren oder Polymeren gebildet ist. 23. Optoelectronic component according to claim 21 or 22, characterized in that the organic layer is formed from vacuum-processed, solvent-sensitive small molecules, oligomers or polymers.
24. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die photoaktive Schicht als organische lichtemittierende Schicht und das Bauelement als organische Leuchtdiode (OLED) ausgebildet ist oder das die photoaktive Schicht als organische lichtabsorbierende Schicht und das Bauelement als organische photovoltaische Zelle ausgebildet ist. 24. Optoelectronic component according to one of claims 21 to 23, characterized in that the photoactive layer as the organic light-emitting layer and the Component is designed as an organic light-emitting diode (OLED) or the photoactive layer is formed as an organic light-absorbing layer and the device as an organic photovoltaic cell.
PCT/EP2014/078443 2013-12-20 2014-12-18 Method for producing a nanowire top electrode for optoelectronic components and use thereof WO2015091783A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013226998.6 2013-12-20
DE102013226998.6A DE102013226998B4 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Method for producing a nanowire electrode for optoelectronic components and their use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015091783A1 true WO2015091783A1 (en) 2015-06-25

Family

ID=52134189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/078443 WO2015091783A1 (en) 2013-12-20 2014-12-18 Method for producing a nanowire top electrode for optoelectronic components and use thereof

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013226998B4 (en)
WO (1) WO2015091783A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010093099A (en) * 2008-10-09 2010-04-22 Konica Minolta Holdings Inc Organic photoelectric converting element and method of manufacturing the same
FR2978066A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-25 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR FUNCTIONALIZATION OF METAL NANOWIRES AND PRODUCTION OF ELECTRODES

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6734227B2 (en) 2001-09-24 2004-05-11 3M Innovative Properties Company Optical elements comprising a fluoropolymer surface treatment
CA2499377A1 (en) * 2002-09-24 2004-04-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Water dispersible polythiophenes made with polymeric acid colloids
US7323514B2 (en) 2004-12-30 2008-01-29 3M Innovative Properties Company Low refractive index fluoropolymer coating compositions for use in antireflective polymer films
JP2008538728A (en) 2005-04-13 2008-11-06 ナノシス・インク. Nanowire dispersion composition and use thereof
SG183720A1 (en) 2005-08-12 2012-09-27 Cambrios Technologies Corp Nanowires-based transparent conductors
US8846301B2 (en) 2008-05-23 2014-09-30 Cornell University Orthogonal processing of organic materials used in electronic and electrical devices
KR101915868B1 (en) 2008-12-30 2018-11-06 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Antireflective articles and methods of making the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010093099A (en) * 2008-10-09 2010-04-22 Konica Minolta Holdings Inc Organic photoelectric converting element and method of manufacturing the same
FR2978066A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-25 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR FUNCTIONALIZATION OF METAL NANOWIRES AND PRODUCTION OF ELECTRODES

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAR TRISTANY ET AL: "Self-assembled platinum nanoparticles into heavily fluorinated templates: reactive gas effect on the morphology", NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, vol. 33, no. 7, 23 March 2009 (2009-03-23), pages 1529, XP055187133, ISSN: 1144-0546, DOI: 10.1039/b822575c *
PIERS ANDREW ET AL: "Functionalised Silver Nanowire Structures", JOURNAL OF PHYSICS: CONFERENCE SERIES, INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING, BRISTOL, GB, vol. 61, no. 1, 1 March 2007 (2007-03-01), pages 36 - 40, XP020124407, ISSN: 1742-6596, DOI: 10.1088/1742-6596/61/1/008 *
SUN Y ET AL: "LARGE-SCALE SYNTHESIS OF UNIFORM SILVER NANOWIRES THROUGH A SOFT, SELF-SEEDING, POLYOL PROCESS", ADVANCED MATERIALS, WILEY - V C H VERLAG GMBH & CO. KGAA, DE, vol. 14, no. 11, 5 June 2002 (2002-06-05), pages 833 - 837, XP009063485, ISSN: 0935-9648, DOI: 10.1002/1521-4095(20020605)14:11<833::AID-ADMA833>3.0.CO;2-K *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013226998A1 (en) 2015-06-25
DE102013226998B4 (en) 2015-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Recent progress in silver nanowire networks for flexible organic electronics
Yu et al. Recent development of carbon nanotube transparent conductive films
KR102120534B1 (en) Optoelectronic device comprising a solution-processable metal oxide buffer layer
JP6523252B2 (en) Encapsulated barrier stack comprising dendrimer encapsulated nanoparticles
RU2578664C2 (en) Transparent conducting large-area coatings, including doped carbon nanotubes and nano-wire composite materials, and methods for obtaining thereof
DE112015006988T5 (en) Quantum dot based optoelectronic device
WO2005036667A1 (en) N-doping of organic semi-conductors
Park et al. Simultaneous ligand exchange fabrication of flexible perovskite solar cells using newly synthesized uniform tin oxide quantum dots
WO2008082609A2 (en) Transparent conductive nano-composites
EP3526825A1 (en) Inductively doped mixed layers for an optoelectronic component, and method for the production thereof
DE102010038977A1 (en) A method for producing a flexible organic thin film solar cell by ion beam treatment and solar cell produced thereby
CN105849927A (en) Photovoltaic systems and spray coating processes for producing photovoltaic systems
JP2019036628A (en) Capacitor and manufacturing method thereof
DE102010012180A1 (en) Sulfonated polyketones as a counterion of conductive polymers
Tzounis et al. Enhancement of P3HT: PCBM photovoltaic shells efficiency incorporating core-shell Au@ Ag plasmonic nanoparticles
TW201440276A (en) Transparent electrode and associated manufacturing process
US20140054511A1 (en) Method for transferring phases of nanoparticles
CN109935663B (en) Preparation method of composite material film and QLED device
KR20180105985A (en) Organic photovoltaics and method for manufacturing the same
DE102013226998B4 (en) Method for producing a nanowire electrode for optoelectronic components and their use
Shirvani et al. Comparative study on the electrochemical synthesis of zinc oxide nanorods using chronoamperometry and chronopotentiometry and their application in inverted polymer solar cells
DE102013005763A1 (en) Transparent layers with high conductivity and high efficiency in OLEDs and process for their preparation
DE102008001528B4 (en) Photovoltaic element, process for its production and its use
KR102256781B1 (en) Manufacturuing method of organic-inorganic complex solar cell and organic-inorganic complex solar cell
Zhao et al. Copper nanowire/polydopamine-modified sodium alginate composite films with enhanced long-term stability and adhesion for flexible organic light-emitting diodes

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14815708

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14815708

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1