d-a型共轭高分子
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D-A型共轭高分子是一类主链中含有电子给体(D:donor)和电子受体(A:acceptor)作为重复单元的聚合物材料。
它们的光学带隙可以通过D和A的电子结构来进行调节,而且内在醌式构型有利于分子间的堆积和载流子输运。
目前,D-A型共轭高分子在有机太阳能电池(OSC:organic solar cell)和有机薄膜晶体管(OTFT:organic thin-film transistor)中获得了广泛应用,但在有机发光二极管(OLED:organic light-emitting diode)方面的研究相对滞后。
一方面,基于D-A结构,热活化延迟荧光(TADF:thermally activated delayed fluorescence)小分子的研究如火如荼,蓝光、绿光和红光器件的外量子效率(EQE)均已超过20%。
另一方面,作为类似物,D-A型共轭高分子往往表现出非TADF行为。
这是因为,从D-A型小分子到D-A型共轭高分子,主链的共轭延伸会不可避免地增加电子跃迁前后的分子轨道重叠程度,导致单三线态能级差(E)变大,抑制反向系间穿越过程,最终使得TADF 性质消失。
为了解决这一问题,2016年日本九州大学的Adachi教授课题组采用含有n轨道的二苯甲酮作为电子受体,报道了具有明显TADF效应的D-A型共轭高分子,掺杂器件的EQE 为9.3%。
2020年,中国科学院长春应用化学研究所和云南大学的丁军桥课题组在D-A型共轭高分子研究中取得了突破,实现了高效率的掺杂和非掺杂热活化延迟荧光。