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具有高载流子迁移率、高可见光透过率以及高化学稳定性的空穴注入材料主要应用在有机电致发光器件和有机太阳能电池等有机光电子器件中,对降低空穴注入势垒、降低阳极表面粗糙度、阻挡电子向阳极扩散等方面有重要的作用。目前最常用的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)由于具有强酸性且易吸水,容易腐蚀阳极而降低器件性能。氧化石墨烯(graphene oxide,GO)作为一种新型二维材料,用于有机光电子器件的空穴注入层具有很大潜力。单独使用GO时存在与发光层能级不匹配,成膜性差以及粗糙度大等问题,基于此,本文设计了水溶性酞菁铜(water soluble copper phthalocyanine,TSCuPc)与GO复合空穴注入层,达到能级匹配、阻挡电子和降低阳极粗糙度的要求。围绕复合空穴注入层的设计与制备、特性分析和器件应用三个方面,本文具体工作如下:(1)根据空穴注入层的性能要求设计了GO/TSCuPc复合空穴注入层,并制定了合理的实验方案,按照该方案制备了复合空穴注入层。(2)研究了GO/TSCuPc复合空穴注入层的表面粗糙度、光透过率和分子间π-π相互作用等性能,结果表明,当GO溶液浓度为1mg/mL,TSCuPc转速在1000rpm以上时,制得的复合薄膜具有良好均匀性、高透过率和低粗糙度,满足有机光电子器件对空穴注入层的应用需求。并且随着GO薄膜层数的增加或TSCuPc薄膜厚度的增加,两种分子间的π-π相互作用增强。(3)根据有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Device,OLED)的载流子注入与传输模型,仿真分析并通过单载流子器件实验研究了GO/TSCuPc复合空穴注入层的注入与传输特性,最后与基于PEDOT:PSS的器件进行了对比。结果表明:影响注入特性的主要为GO薄膜,GO层数的不同会影响阳极处的空穴注入势垒;而影响传输特性的为TSCuPc材料,随着TSCuPc薄膜厚度增加,TSCuPc薄膜内陷阱深度减小,更有利于载流子的传输。(4)制备了基于GO/TSCuPc复合空穴注入层的OLED器件。测试了器件的发光光谱、电压-电流密度特性、电压-发光亮度特性以及电压-电流效率特性等性能。测试结果显示,基于GO/TSCuPc复合空穴注入层OLED器件的光电性能均优于基于单独GO和单独TSCuPc空穴注入层的器件。