有机光电材料优秀课件

手机结构
手机结构一般包括以下几个部分：
1.LCD LENS 材料：材质一般为PC或压克力； 连结：一般用卡勾+背胶与前盖连结。 分为两种形式：a. 仅仅在LCD上方局部区域；b.与整个面板合为一体。 2.上盖（前盖） 材料：材质一般为ABS+PC； 连结：与下盖一般采用卡勾+螺钉的连结方式（螺丝一般采用φ2，建议使用 锁螺丝以便于维修、拆卸，采用锁螺丝式时必须注意Boss的材质、孔径）。 Motorola 的手机比较钟爱全部用螺钉连结。 下盖（后盖）
材料：材质一般为ABS+PC； 连结：采用卡勾+螺钉的连结方式与上盖连结； 3.按键 材料：Rubber，pc + rubber，纯pc； 连接： Rubber key主要依赖前盖内表面长出的定位pin和boss上的rib定位。 Rubber key没法精确定位，原因在于：rubber比较软，如key pad上的定位孔 和定位pin间隙太小（<0.2-0.3mm），则key pad压下去后没法回弹。
导电高分子材料的研究进展
导电高分子材料的发现
1974年日本筑波大学H.Shirakawa在合成聚乙炔的实验中，偶然地投 入过量1000倍的催化剂，合成出令人兴奋的有铜色的顺式聚乙炔薄膜与 银白色光泽的反式聚乙炔。
H－C≡C－H 1000 倍催化剂
Ti(OC4H9)4 Al(C2H5)3
温度
10－8～10－7 S/m 10－3～10－2 S/m
初期的实验发现与理论积累
1862年，英国Letheby在硫酸中电解苯胺而得到少量导电性物质 1954年，米兰工学院G.Natta用Et3Al-Ti(OBu)4为催化剂制得聚乙炔 1970年，科学家发现类金属的无机聚合物聚硫氰(SN)x具有超导性
科学家将有机高分子与无机高分子导电聚合物 的开发研究合在一起开始了探寻之旅。
G. MacDiarmid H.Shirakawa J.ຫໍສະໝຸດ Baidueeger
材料导电能力的差异与原因
电导率 11mSm
材料导电能力的差异与原因
能带间隙 (Energy Band Gap)
金属之Eg值几乎为0 eV ，半导体材料Eg值在1.0~3.5 eV之间，绝 缘体之Eg值则远大于3.5 eV。
导电高分子材料的研究进展
导电高分子材料的研究进展
聚乙炔的掺杂反应
1975年，G. MacDiarmid 、 J.Heeger与H.Shirakawa合作进行研究，他 们发现当聚乙炔曝露于碘蒸气中进行掺杂氧化反应(doping)后，其电导
率令人吃惊地达到3000S/m。
导电高分子材料的研究进展
后续研究进展
1980年，英国Durham大学的W.Feast得到更大密度的聚乙炔。
N
n
H
聚吡咯
RR
n
聚芴
三联苯聚乙炔
(CH2)2CH3
CC n (CH2)2O
CN
C60足球烯
?
??
Nobel Prize for 1996
Harold, Kroto Walter, Kohn Richard N, Zare
Nobel Prize in Chemistry 2000
“For the discovery and development of conductive polymers”
有机光电材料
能源
水力
核能
火力
风力
潮汐
地热
太阳能发电站
有机太阳能电池
植物光合作用
多晶硅太阳能电池
太阳能电池发展历史
1839，Bequerel发现了光电效应 1873，Selen发现了光伏效应 1954，研发出半导体技术
第一块硅晶片诞生
固体吸收光线 产生自由电荷 电荷分离
在太阳光照下，毫无损伤地产生电子能量
电学性能与应用
透明电极 金属和石墨电极不透明，导电高分子可以制成透明电极
但透明性与高导电性是矛盾的， 樟脑磺酸掺杂
印刷电路板
在绝缘的基底上镀金属铜，表面吸附贵金属，然后在铜离子 的甲醛溶液中化学沉积出铜，再用电镀的方法 可直接将导电的聚苯胺沉积在绝缘的尼龙或聚酯薄膜上
微波焊接
聚苯胺类高分子在一定的电导率范围内具有很高的介电常数 很强的吸收电磁波的能力，吸收电磁波后可将电磁能转变为热能 在两块聚乙烯之间加入聚苯胺，微波处理后，界面处的聚乙烯 熔融，最终粘结在一起，具有良好的力学性能
1983年，加州理工学院的H.Grubbs以烷基钛配合物为催化剂将环辛四烯 转换了聚乙炔，其导电率达到35000S/m，但是难以加工且不稳定。
1987年，德国BASF科学家 N. Theophiou 对聚乙炔合成方法进行了改良， 得到的聚乙炔电导率与铜在同一数量级，达到107S/m。
金属防腐蚀
防止低碳钢腐蚀，火箭发射塔内壁的保护
有机发光二极管OLED
光传导高分子材料
光导纤维
手机保护膜
防刮：采用高品质高分子材料，表面的抗摩擦和划伤能力强， 高透明度、真彩色色调以90%透光率，可以感受到舒适明亮的 画面和真实自然的色彩感 软屏幕的画面色调采用特殊微雾的表面处理技术，能有效减少 高达98%的反射视觉和外部环境光线 耐指纹和防灰尘作为特殊防静电，表面可以有效地防止指纹附 上和远离粉尘 有效的紫外线隔离高达75%，特殊表面涂层能有效隔离紫外线 屏幕所产生的负担
新 能 源
燃料电池-质子交换膜
CF2 CF2 x CF2 CF y
O
CF2
CF O
m
CF2 nSO3H
CF3
有机发光二极管
OLED：有机发光显示器，有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过 载流子注入和复合导致发光
邓青云
1979年的一天晚上，在柯达公司从事科学研究工作的 华裔科学家邓青云博士在回家的路上忽然想起有东西 忘记在实验室。回到实验室，他发现黑暗中有个亮东 西。打开灯，原来是一块做实验的有机蓄电池在发光
界面，两者的界面产生一个电场，阻止电子从金属流向外部的氧化层 聚苯胺还原电位0V/SCE，金属铁氧化电位 -0.7V/SCE，两者的作用在 界面形成氧化层。导电高分子层使得铁直接与界面的水相互作用而氧化 最终成为致密的氧化膜，起到保护作用
船舶防污涂料
海洋生物污损
传统的防污涂料采用氧化亚铜，有机锡等，污染海洋环境 含海洋生物天敌的生物防污涂料，含有有机硅低表面能防污涂料 导电防污涂料 导电聚苯胺在海水中会发生氧化还原反应 海洋生物生长的最佳PH为7-8，导电涂层的酸性环境
能级分布
绝 缘 体 固体中的能量状态图
半导体 金 属
太阳能电池发电原理
太阳能电池种类
硅太阳能电池 纳米晶太阳能电池
聚合物多层修饰电极型太阳能电池 多元化合物太阳能电池
聚合物太阳能电池
用于太阳能电池的高分子
聚乙炔 聚吡咯
聚噻吩 聚苯胺
纳米复合材料
高分子的化学结构
n
聚乙炔
S
n
聚噻吩
n
聚苯
n
聚苯撑乙烯