基于溶液加工小分子材料发光层的有机-无机复合发光器件

报道了基于溶液加工有机小分子材料发光层、聚乙烯亚胺电子注入层的有机-无机复合发光器件. 优化了空穴传输层和磷光染料的掺杂浓度, 得到最佳发光效率的器件. 蓝光、黄光和红光器件的最大外量子效率为17.3%, 10.7% 和7.3%. 在发光亮度为1000 cd/m² 时, 蓝光、黄光和红光器件的外量子效率分别为17.0%, 10.6% 和5.8%, 器件效率下降较小. 原因在于同时采用空穴传输型和电子传输型的小分子材料作为共同主体材料, 器件具有较宽的载流子复合区域, 降低了三线激发态-三线激发态湮灭和三线激发态-极化子相互作用对器件发光效率的影响. 白光器件在亮度为1000 cd/m²时, 发光效率和功率效率为31 cd/A和 14.8 lm/W. 器件的色度为(0.32, 0.42), 色度比较稳定, 随电流的变化微小. 器件的效率较以往报道的有机-无机复合发光器件有显著的提高, 主要归因于在聚乙烯亚胺上能够制备特性良好的小分子材料薄膜, 以及小分子主体材料拥有较高的三线态能量和平衡的载流子传输特性, 能够获得高效的磷光发射.     

Synthesis and Photoelectric Properties of Bipolar Host Material 9-phenyi-3- ( phenylsulfonyl ) -6- ( triphenylsilyl ) -9 H-carbazole

设计开发了一种新的双极性蓝色磷光主体材料,将其搭配Firpic应用于简单器件结构,通过调整器件中载流子传输层的厚度得到了比较满意的结果:最大电流效率40cd/A,最大亮度19691cd/m2,最大流明效率12lm/W.这一结果说明所开发的主体材料能够很好的平衡载流子的注入与传输能力,具有适宜的三线态能量和良好的热稳定性,是一种优良的蓝色磷光主体材料.     

双极性主体材料9-phenyl-3-(phenylsulfonyl)-6-(triphenylsilyl)-9H-carbazole的合成及其光电性质

设计开发了一种新的双极性蓝色磷光主体材料,将其搭配Firpic应用于简单器件结构,通过调整器件中载流子传输层的厚度得到了比较满意的结果:最大电流效率40 cd/A,最大亮度19 691 cd/m²,最大流明效率12 lm/W。这一结果说明所开发的主体材料能够很好的平衡载流子的注入与传输能力,具有适宜的三线态能量和良好的热稳定性,是一种优良的蓝色磷光主体材料。     

基于深蓝光激基复合物构筑的OLED植物照明光源

为了得到可应用于植物照明且具有红蓝光谱的有机发光二极管（OLED）,采用两种典型的载流子传输材料,N,N′-二（1-萘基）-N,N′-二苯基-（1,1′-联苯）-4,4′-二胺（NPB）和1,3,5-三（1-苯基-1 H-苯并[d]咪唑-2-基）苯基（TPBi）以界面接触或掺杂的方式形成深蓝光激基复合物,并将其与红色磷光材料Ir（DMP-IQ）₂（acac）结合,制备得到符合植物光合作用光谱需求的OLED器件。通过改变器件结构中深蓝光激基复合物和红光发光层之间的间隔层厚度,可调节电致光谱中的蓝/红光强度比例。在以掺杂的方式形成激基复合物的结构基础上,将主体材料（mCP）掺入NPB···TPBi膜中构成三元体系,减少膜中由载流子堆积引起的激子淬灭,在NPB···TPBi···mCP掺杂比例为1···1···3的实验条件下得到2.8 V的开启电压,4528 cd/m²的亮度,3.09 cd/A的电流效率和6.96%的外量子效率。     

典型有机发光二极管中载流子传输和复合模型

提高载流子复合效率是改善有机发光二极管(OLEDs)发光效率的重要方法。采用真空热蒸发成膜法制作了典型双层结构的OLEDs(ITO/TPD/Alq₃/Al)。二极管的性能测试结果表明器件的电流-电压关系与Fow ler-Nordheim场发射载流子注入理论符合得较好。以Fow ler-Nordheim场发射载流子的隧穿注入理论为基础,对OLEDs的电流进行理论分析和数学推导,建立典型双层结构有机发光二极管中载流子传输、复合的理论模型。以此模型为依据,对载流子注入复合进行理论分析,探究载流子注入复合的效率的表达式。在外加电压和器件材料一定下,得出了载流子复合效率与阳极区一侧积累的空穴面密度和阴极区一侧积累的电子面密度的关系表达式。     

采用Li3N n型掺杂层作为电子注入层的OLED器件研究

 相对于传统的无机半导体材料,有机半导体材料特别是有机电子传输材料的载流子浓度和迁移率较低,从而影响了有机发光器件的亮度、效率等性能.为了提高有机发光器件器件性能必须增强电子注入和传输能力,对有机电子传输材料进行n型电学掺杂能够有效地提高电子的注入和传输能力.本文利用Li3N作为n型掺杂剂,以掺杂层Alq3∶Li3N作为电子注入层,有效地提高了有机发光器件器件的性能,在掺杂浓度为5%,掺杂层厚度为10 nm时器件性能表现为最优.Li3N在空气中稳定,并且在较低的温度和压强下能分解产生Li原子和氮气,避免了采用金属掺杂剂如Li、Cs等材料时易受空气中水分和氧气影响的缺点,有利于工艺处理.     

白光有机电致发光器件的载流子传输与复合特性

基于一种将具有电荷传输性的双极性主体材料与蓝、黄光客体材料共蒸的单层结构的同质结结构,制备了色温可调的白光有机电致发光器件(OLED)。由于不存在激子阻挡层,单层结构容易发生漏电流现象,致使OLED器件具有较高的工作电压和较低的电流/功率效率。在空穴/电子传输层进行p/n型掺杂的同质结结构则大大改善了器件性能。研究表明: 该种器件结构获得了相对较低的起压5.6 V,较高的电流效率2.64 cd/A和低效率滚降,其色坐标则随着亮度的增加沿着普朗克轨迹变化,产生类似于太阳光的发光特性。另外,对主体材料和共蒸层的电荷载流子的传输特性和复合机制也进行了一系列分析研究。     

白光有机电致发光器件的载流子传输与复合特性（英文）

基于一种将具有电荷传输性的双极性主体材料与蓝、黄光客体材料共蒸的单层结构的同质结结构,制备了色温可调的白光有机电致发光器件(OLED)。由于不存在激子阻挡层,单层结构容易发生漏电流现象,致使OLED器件具有较高的工作电压和较低的电流/功率效率。在空穴/电子传输层进行p/n型掺杂的同质结结构则大大改善了器件性能。研究表明:该种器件结构获得了相对较低的起压5.6V,较高的电流效率2.64cd/A和低效率滚降,其色坐标则随着亮度的增加沿着普朗克轨迹变化,产生类似于太阳光的发光特性。另外,对主体材料和共蒸层的电荷载流子的传输特性和复合机制也进行了一系列分析研究。     

基于激基复合物激发态的电致发光材料与器件研究进展

具有分子间电荷转移激发态特性的激基复合物(Exciplex)体系,由于前线分子轨道的分离特性——最高占有轨道(Highest occupied molecular orbital,HOMO)集中分布于给体分子上,最低空轨道(Lowest unoccupied molecular orbital,LUMO)集中分布于受体分子上,因此具有极小的单线态-三线态能级差(ΔE_st)以及热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)特性。因此,激基复合物体系的理论内量子效率可以达到100%。由于构建激基复合物体系的给体分子具有空穴传输特性,受体分子具有电子传输特性,因此,激基复合物体系具有平衡的载流子迁移特性,这使得激基复合物体系在作为发光层材料以及混合主体材料制备电致发光器件时具有平衡载流子迁移、扩大激子复合区域、提高器件效率以及降低效率滚降的优势。本文将讨论和总结基于激基复合物激发态体系的电致发光材料与器件基本原理、设计思路以及近期的研究进展。     

采用Li3Nn型掺杂层作为电子注入层的OLED器件研究

相对于传统的无机半导体材料,有机半导体材料特别是有机电子传输材料的载流子浓度和迁移率较低,从而影响了有机发光器件的亮度、效率等性能.为了提高有机发光器件器件性能必须增强电子注入和传输能力,对有机电子传输材料进行n型电学掺杂能够有效地提高电子的注入和传输能力.本文利用Li3N作为n型掺杂剂,以掺杂层Alq3:Li3N作为...     

新型有机电致磷光白光器件的研究

制备了结构为ITO/NPB/TCTA/FIrpic∶TCTA/Ir(MDQ)2(acac)∶TmPyPB/FIrpic∶TmPyPB/TmPyPB/LiF/Al的有机电致磷光发光器件。通过在双蓝光发光层之间插入较薄的红光层Ir(MDQ)2(acac)∶TmPyPB调节载流子、激子在各发光层中的分布,并结合TCTA和TmPyPB对发光层内载流子和激子的有效阻挡作用,混合实现白光发射。研究了红光层在不同厚度、不同掺杂浓度下对器件发光性能的影响。结果表明,红光发光层厚度为2nm、质量浓度为5%时,结合蓝光发光层和红光发光层,实现了色坐标为(0.333,0.333)、最大发光效率为11.50cd/A的白光发射。     

有机吡啶盐的电致发光

有机盐是一种离子化合物,其分子间依靠比范德瓦尔斯力大得多的离子键结合,这有利于器件稳定性的提高。主要研究一种以新型有机吡啶盐ASPT(trans-4-[P-(N-ethyl-N-(hydroxylethyl)-amino)styryl]-N-methylpyridinium tetraphenyl-borate)作发光层的有机电致发光特性。实验发现有机盐ASPT是一种性能较好的红光发射材料。利用ASPT作发光层的单层电致发光器件,可获得稳定的红色电致发光。通过对外场界面势垒影响分析,我们讨论了这种单层器件的发光机理。为了探索ASPT中载流子传输与复合过程,并提高器件性能,设计了ASPT/Alq₃双层和TPD/ASPT/Alq₃三层结构的器件,进一步研究了它们的光电特性。实验结果表明,利用双层器件可获得亮度较高的红色发光。而在三层器件中,由于不同功能层的载流子传输特性的差别,激发复合区域受到驱动电压的显著影响,因此电致发光光谱随电压的变化而变化。通过对光谱结构、能级位置的分析,讨论了相关的发光机理。     

钙钛矿中热载流子的超快光谱探测

热载流子能量耗散是太阳能电池效率损耗的主要来源之一。近年来,钙钛矿中的热载流子效应获得了研究人员的广泛关注。相比于传统半导体材料,钙钛矿具有较慢的热载流子冷却过程,有望利用这些热载流子,提高太阳能电池的能量转换效率,克服单结太阳能电池的Shockley-Queisser极限。本文主要阐述了近几年人们利用超快光谱技术在钙钛矿中观测到的热载流子弛豫现象,总结了其热载流子的动力学特性;对钙钛矿中各种体系中热载流子冷却的机理进行了梳理,并讨论了钙钛矿中热载流子的传输特性和抽取方法;最后对钙钛矿中的热载流子弛豫过程的调控和其热载流子太阳能电池中的应用发展进行了展望。     

不同主体双发光层白色有机电致发光器件的性能研究

制备了结构为ITO/NPB/CBP:TBPe:rubrene/BAlq:Ir(piq)₂(acac)/BAlq/Alq₃/Mg:Ag的白色磷光有机电致发光器件.利用两种不同的主体材料,即用双载流子传输型主体材料CBP掺杂荧光染料TBPe及rubrene作为蓝光和橙黄光发光层;用电子传输型主体材料BAlq掺杂磷光染料Ir(piq)₂(acac)作为红色发光层.以上双发光层夹于空穴传输层NPB与具有电子传输性的阻挡层BALq之间.讨论了如何控制 关键词： 有机电致发光 磷光染料 掺杂 白光     

一种红光螯合电磷光聚合物光电性能的研究

研究了螯合电磷光聚合物PFBtpIrm的光致发光、电化学和电致发光特性,并通过优化器件结构提高聚合物的电致发光性能.发现在聚合物中加入PBD使发光效率降低;而加入PVK空穴传输层后,由于能量有效地转移到电磷光聚合物中,器件性能提高.基于器件ITO/PEDOT/PVK/ PFBtpIrm5/Ba/Al,在电流密度为10.0mA/cm²时,最大外量子效率为4.25%,饱和红光的色坐标为(0.69,0.29). 关键词： 电致磷光 聚合物发光二极管 电子传输材料 空穴传输材料     

不同主体双发光层白色有机电致发光器件的性能研究

制备了结构为ITO/NPB/CBP:TBPe:rubrene/BAlq:Ir(piq)₂(acac)/BAlq/Alq₃/Mg:Ag的白色磷光有机电致发光器件.利用两种不同的主体材料,即用双载流子传输型主体材料CBP掺杂荧光染料TBPe及rubrene作为蓝光和橙黄光发光层;用电子传输型主体材料BAlq掺杂磷光染料Ir(piq)₂(acac)作为红色发光层.以上双发光层夹于空穴传输层NPB与具有电子传输性的阻挡层BALq之间.讨论了如何控制     

掺磷光材料有机电致发光器件的能量传递

将高量子效率的磷光材料fac-tris-2-phenylpyridine iridium(III) (Ir(ppy)3)按不同的比例掺杂到具有载流子传输能力的主体材料poly(N-vinylcarbazole) (PVK)中作为发光层制备磷光电致发光器件。通过对器件发光机制的研究,发现光致发光过程中起主导作用的是Fo¨ster能量转移机制;而在电致发光过程中,器件的发光性能受Dexter能量转移和电荷陷获2种能量传递形式的影响。器件的I-V-L特性表明：Ir(ppy)3的掺杂比例为5%时,器件的光功率效率最大,能量转移最充分。     

三元共聚物饱和红色电致发光研究

研究了高分子电致发光器件中阳极和阴极对三元共聚物饱和红色发光性能的影响.结果表明 ，在二元共聚基础上，引入空穴载流子传输基团可以改善器件的发光效率，对PFO-5Cz-15DB T三元共聚物,在6.5V电压下，外量子效率达到1.49％，亮度为448cd/m²，EL光 谱峰值位于657nm，色度坐标x＝0.69，y＝0.30. 关键词： 阴极材料 电致发光 发光二极管 聚芴     

基于形变势理论的掺杂计算Sb2Se3空穴迁移率

硒化锑(Sb₂Se₃)是一种元素丰富、经济且无毒的太阳电池吸收层材料.太阳电池的性能在很大程度上取决于载流子的传输特性,然而在Sb₂Se₃中,这些特性尚未得到很好的理解.通过密度泛函理论和形变势理论,本文对纯Sb₂Se₃以及掺杂了As, Bi的Sb₂Se₃的空穴传输特性进行研究,计算并分析了影响迁移率的3个关键参数:有效质量、形变势和弹性常数.结果显示,有效质量对迁移率具有最大影响,掺杂Bi的Sb₂Se₃表现出最高的平均迁移率.同时发现, Sb₂Se₃的空穴迁移率呈现出明显的各向异性,其中x方向的迁移率远高于y,z方向,这应该与x方向的原子主要以较强的共价键连接,而y, z方向以较弱的范德瓦耳斯力连接有关.载流子传输能力强的方向有助于有效传输和收集光生载流子,本研究从理论上强调了控制Sb₂Se_3...     

二维材料XTe_2(X=Pd,Pt)热电性能的第一性原理计算

利用密度泛函理论结合玻尔兹曼输运方程,预测了二维层状热电材料XTe_2 (X=Pd, Pt)的热电性质.两种材料都具有较低的热导率,材料的晶格热导率随温度的升高而降低,且表现出各向异性.而电子热导率随温度的升高而升高.在较低温时,晶格热导率对总热导率的贡献占据主导地位.较高的载流子迁移率、电导率及塞贝克系数也对材料的热电转换效率产生极大的影响,展现出较为优异的电输运性能.对比分析PdTe_2和PtTe_2两种材料的ZT值,发现两种材料的热电性能以p型掺杂为主. PtTe_2单层的ZT值高于PdTe_2单层,并且PtTe_2单层在常温下的ZT峰值可达到2.75,是一种极具潜力的热电材料.