2,5-二(2-菲基)-[3,2-b]并二噻吩的合成、表征及在有机薄膜晶体管中的应用

本文合成了2,5-二(2-菲基)-[3,2-b]并二噻吩(PhTT), 表征了其基本的物理和化学性质, 制备了相应的有机薄膜晶体管.     

半晶性有机半导体薄膜形态结构及对有机发光器件老化的影响

以NPB（N,N’-二苯基-N,N’-二（1-萘基）-1,1’-联苯-4,4’-二胺）为例,简要综述了本课题组近年来在发光有机半导体薄膜形态结构方面的研究进展．通过差热分析、偏光显微镜、透射电子显微镜、电子衍射、原子力显微镜表征,确认NPB是一类本征半晶性材料．一般的OLED器件采用的是非晶的NPB薄膜．基于等温结晶和表面诱导结晶实验确认,OLED器件可能存在两种热力学老化机制．对于采用非晶衬底的OLED器件,当NPB薄膜厚度小于临界厚度时器件可以稳定工作;对于采用多晶缓冲层衬底的OLED器件,由于表面诱导NPB结晶不存在临界厚度限制,器件容易结晶老化．     

Electrical Response of Flexible Vanadyl-Phthalocyanine Thin-Film Transistors under Bending Conditions

Flexible vanadyl-phthalocyanine （VOPc） thin-film transistors are fabricated by the weak epitaxy growth （WEG） method. The devices show a mobility of 0.5 cm2/Vs, an on/off ratio of 105 and a low leakage current of 10-9 A. The performances exhibit strong dependence on bending conditions and reversible change can be found when the bending strain is less than 1.5%. This results from the change of the trap density calculated by subthreshold slopes. The results indicate that VOPc films fabricated by the WEG method have good durability to flexing and possess great potential in flexible electronics.     

MORPHOLOGY OF HEAD-TO-TAIL POLY（3-HEXYLTHIOPHENE） SINGLE CRYSTALS FROM SOLUTION CRYSTALLIZATION

Single crystals of head-to-tail poly(3-hexylthiophene)s have been grown through the method of isothermal solution crystallization. Electron diffraction in combination with powder X-ray diffraction revealed the crystal structure, a = 1.52 nm, b = 3.36 nm, c= 1.56 nm andα=β=γ= 90°.     

低成本低聚合度结晶共聚物基太阳能电池

研究了一种由低聚合度的聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊[2,1-b;3,4-b’]双噻吩)-交替-4,7-(2,1,3-苯并噻二唑)](LDP-PCPDTBT)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)组成的三组分共混薄膜。通过加入溶剂添加剂1,8-二溴辛烷(DBO)进行处理,在未加入溶剂添加剂时,LDP-PCPDTBT相和PC61BM相在PMMA的基质中分别处于无定形和结晶态;应用DBO促进了LDP-PCPDTBT成分的结晶和PC61BM成分的聚集,开路电压明显提高,PMMA基质中的LDP-PCPDTBT和PC61BM的相分离尺度优化,太阳能电池的能量转换效率提高近50%。研究表明,低聚合度交替共聚物能够作为有效的给体材料,与PMMA联合使用利于降低有机太阳能电池材料的成本。     

加入NPB提高P3HT:PCBM聚合物太阳能电池光伏性能

研究了在聚3-己基噻吩(P3HT)和[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)共混薄膜中加入第三组分N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺(NPB)对器件性能的影响。实验发现:加入NPB可以促进P3HT:PCBM本体异质结的生长,进而提高器件的光伏性能,当NPB浓度为0.4mg/mL时,能量转换效率(PCE)从1.05%提高到1.64%。NPB的加入使P3HT在可见光范围内吸收增强,特别是在560nm和610nm处的吸收强度明显增大;扫描电子显微镜(SEM)研究结果表明,NPB的加入增大了P3HT与PCBM的相分离程度,提高了激子分离的几率;空穴单极性电流-电压曲线证明适量NPB的加入改善了薄膜空穴传输性能。     

方波驱动法测定Alq3的电子迁移率

在非正弦波(方波)的驱动下,观察到了OLED中Alq₃的电致发光现象。在高段方波驱动下,Alq₃中的电子向阳极移动;在低段方波驱动下,Alq₃中的电子向阴极移动。当方波的周期是电子穿过Alq₃中所用时间的2倍时,Alq₃中的电致发光现象完全消失。由此,可以计算出Alq₃中的电子迁移率,得到的结果和文献的报道值相吻合。对Alq₃中电子迁移率和厚度的关系进行了研究,从而提出了一种简单易行的计算有机材料的电子迁移率的方法。     

结晶性有机半导体异质结器件

今天几乎所有重要的半导体器件的工作原理都与异质结和肖特基结有关,比较完整地理解和运用异质结和肖特基结是通过了长达半个世纪的持续努力.近20年有机异质结构已经被广泛的应用到有机电子器件中,包括有机发光二极管、有机光伏电池和有机场效应晶体管.然而,目前却缺少对有机异质结效应的认识.因此,完整认识有机异质结并运用它来发展有机半导体材料与器件是我们面临的机遇和挑战.本文首先阐述了我们对结晶性有机半导体异质结效应的理解,然后给出了有机异质结在半导体器件中的应用,重点介绍了我们近年来在运用有机异质结发展高功能电子器件方面的探索工作和初步认识.有机异质结在高性能场效应晶体管、改善金属有机接触和叠层器件中连接单元等方面均有所应用.有机异质结具有丰富的类型,充分利用有机异质结的特征,将为发展适合有机半导体材料、新功能器件和高级功能器件提供了新的视角和途径.     

Heterojunction Effect in Weak Epitaxy Growth Thin Films Investigated by Kelvin Probe Force Microscopy

We investigate the heterojunction effect between para-sexiphenyl （p-6P） and copper phthalocyanine （CuPc） using Kelvin probe force microscopy. CuPc films are grown on the inducing layer p-6P by a weak epitaxy growth technique. The surface potential images of Kelvin probe force microscopy indicate the band bending in CuPc, which reduces grain boundary barriers and lead to the accumulation of holes in the CuPc layer. The electrical potentiM distribution on the surface of heterojunction films shows negligible grain boundary barriers in the CuPc layers. The relation between band bending and grain boundary barrier in the weak epitaxy growth thin films is revealed.     

齐聚[3,2-b]并二噻吩的合成、表征及其在有机薄膜晶体管中的应用

通过Stille偶联反应合成了5.5"-二辛基.2.2':5'2'-三联[3,2-b]并二噻吩,并对该化合物的物理化学性质以及真空蒸镀薄膜的结构和形貌进行了详细表征.以这一化合物作为半导体层、采用顶电极结构制备了有机薄膜晶体管,并对薄膜生长基底温度做了优化,发现基底温度为100℃时器件性能最好,迁移率达到0.13 cm2/V·s,开关比为7×103,阈值电压为-19V.