A Study on Charge Transport Layer for High Performance Organic and Perovskite Light-Emitting Diodes

Abstract

Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly-styrene sulfonate (PEDOT:PSS) have been most commonly used as a hole transport materials in optoelectronic devices such as organic-based and perovskite-based solar cells and light-emitting diodes because of its proper work function and conductivity. Moreover, PEDOT:PSS is suitable for the flexible device and roll-to-roll device by solution processing. However, PEDOT:PSS has hygroscopic properties, and the water molecules it attracts can damage the active layer of devices, leading to reduced device stability. Here, we modify PEDOT:PSS and provide the water-stable hole transport layer (HTL) in perovskite light-emitting diodes (PeLEDs) and organic light-emitting diodes (OLEDs) via simple and effective method, which results in the enhanced long-term stability of both devices, compared to PeLEDs and OLEDs with pristine PEDOT:PSS.

Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly-styrene sulfonate (PEDOT:PSS) 는 뛰어난 전기 전도도와 일함수로 인해 유기물 및 페로브스카이트 기반 태양전지와 발광다이오드 등과 같은 광전소자에서 정공 수송 물질로 널리 사용되고 있다. 특히, PEDOT:PSS는 용액공정이 가능하여 플렉서블 소자 및 롤투롤(roll-to-roll) 공정에 적합하다. 하지만, PEDOT:PSS는 흡습성으로 인해 활성층의 손상과 이로 인한 소자 안정성의 감소를 초래한다. 본 연구에서는 간단하고 효과적인 방법을 통해, 높은 물 안정성을 갖는 PEDOT:PSS기반 정공 수송 층을 개발하였으며, 이를 페로브스카이트 및 유기 발광다이오드에 적용하여 기존의 PEDOT:PSS기반의 발광다이오드에 비해 소자의 안정성을 큰 폭으로 향상시켰다.