高效率N掺杂有机电致发光器件的研制

为了改善有机电致发光器件的性能,利用Cs N_3作为N掺杂剂,以B3PYPPM为电子传输材料,制备了基于绿色磷光材料Ir(ppy)_3的高效率有机电致发光器件。针对不同N掺杂浓度和掺杂厚度的器件进行研究,最终得到最佳N掺杂器件B,器件结构为ITO/HAT-CN(5 nm)/TAPC(70 nm)/TCTA∶Ir(ppy)_3(15%,20nm)/B3PYPPM(17 nm)/B3PYPPM∶Cs N_3(10%,63 nm)/Al。实验结果表明,浓度与厚度适当的N掺杂器件能有效提高器件的电流效率和功率效率。Cs N_3作为一种高效的N掺杂剂,与电子传输材料B3PYPPM掺杂后,有效地降低了电子的注入势垒,增加了电子注入,提高了电子迁移率,改善了电子的注入和传输能力,使载流子更加平衡,从而降低了器件的开启电压和驱动电压,有效地提高了电流效率和功率效率。最佳N掺杂器件B开启电压仅为2.1 V,最大电流效率和功率效率分别为67.0 cd/A、91.1 lm/W。值得注意的是,在1 000 cd/m~2亮度下,最佳N掺杂器件B的功率效率仍能达到80.1 lm/W。     

水轮发电机碳刷/集电环无载流与载流干滑动摩擦磨损性能研究

针对水轮发电机碳刷/集电环摩擦副磨损严重、打火和励磁电流不稳等现象. 在对常用碳刷(D172、E468e)磨损原因及影响因素分析的基础上，采用碳刷/GCr15钢球配副在Anton Paar Tribometer多功能摩擦磨损试验机上，研究干滑动条件下载荷、速度及电流密度对碳刷/GCr15钢球配副摩擦学性能的影响. 结果表明:碳刷/集电环摩擦副在载流与无载流时的摩擦磨损性能相差较大. 无载流时，D172和E468e两碳刷的磨损率均随载荷的增大呈现先减小后增大的趋势，在达到最小值时出现大转折，两碳刷磨损率变化趋势呈“U”字型. 无载流时D172碳刷磨损率远低于E468e，载流时则情况相反. D172碳刷无载流时磨损机理以磨粒磨损为主并伴有轻微黏着磨损，载流时碳刷除发生磨粒磨损、黏着磨损外还伴有氧化磨损. E468e碳刷在载流前后均为磨粒磨损. D172碳刷摩擦系数整体呈增大趋势，而E468e碳刷摩擦系数先缓慢增大随后逐渐减小，电流对D172碳刷摩擦系数的影响比E468e碳刷更明显.      

高效叠层有机电致发光器件的研制

利用CsN_3/Al/HAT-CN结构为电荷生成单元,实现了高性能叠层有机电致发光器件。制备了一组结构不同的黄绿双色叠层器件,通过器件性能分析阐明了CsN_3/Al/HAT-CN中电荷产生和传输的过程;利用Alq_3作发光层,制备了叠层器件T和单节器件S。叠层器件T的最大电流效率和最大功率效率分别为6.4 cd/A、2.3 lm/W;电流密度为20 mA/cm~2时,叠层器件T的电流效率和亮度分别为5.3 cd/A、1 064.9 cd/m~2,均约为单节器件S(2.7 cd/A、539.4 cd/m~2)的2倍,这证明了CsN_3/Al/HAT-CN可作为高效的电荷生成单元。通过研究叠层器件T的电致发光光谱和光强分布特性发现,器件T中无明显的微腔效应,其效率与亮度的提升是源自两个发光单元同时发光,而不是源自微腔效应。     

N掺杂改善黄色磷光有机电致发光器件的效率滚降

制备结构为ITO/HAT-CN/TAPC/TCTA/POAPF\:PO-01/Bphen/LiF/Al的黄色磷光器件,其效率滚降特性符合三重态-极化子淬灭模型;接着设计了一组单电子和单空穴器件,实验结果表明:发光层内的空穴是多子且PO-01俘获空穴,被PO-01俘获的多余空穴引起的激子淬灭是导致器件在高电流密度下效率剧烈滚降的原因;采用N掺杂的方法增加电子注入,可减少发光区内多余的空穴,改善器件载流子的平衡状况,降低多余空穴引起的激子淬灭,进而改善效率滚降。