有机光电材料研究进展.

合集下载

有机光电转换材料的研究

有机光电转换材料的研究

有机光电转换材料的研究随着技术的不断发展,有机光电转换材料的研究也越来越成熟。

有机光电转换材料被广泛应用于太阳能电池、有机发光二极管、柔性电子学等领域。

本文将简单介绍有机光电转换材料的研究现状和未来发展趋势。

一、有机光电转换材料的分类有机光电转换材料主要可分为有机太阳能电池材料和有机发光二极管材料。

下面就分别介绍。

1、有机太阳能电池材料有机太阳能电池材料主要是通过吸收太阳光转化为电能的材料。

它们通常由一个聚合物或小分子和一个电子受体组成。

在光照下,电子受体会吸收能量,并将其释放给材料的导电性区域。

这会形成一个电荷分离,产生自由电子和空穴。

有机太阳能电池材料分为以下几类:a) 有机共轭聚合物具有良好的分子结构和电子迁移性,适用于大面积的生产。

b) 有机小分子通常是两个或三个具有明确化学结构的有机分子。

c) 钴富勒烯类结构为富勒烯的硫属,可用于制备各种类型的太阳能电池。

2、有机发光二极管材料有机发光二极管材料主要是通过吸收外界能量转化为可见光的材料。

其中,电不均相自旋极化超过50%的有机材料也称为有机自旋极化发光材料。

下面主要介绍有机自旋极化发光材料。

有机自旋极化发光材料分为以下几类:a) 有机小分子材料具有良好的发光性质、较高的效率和较长的寿命。

b) 共价有机小分子/聚合物复合材料具有更好的发光和电学性质。

c) 阴离子分子半导体是一种具有非常强的电子亲和性和良好的电学性质的材料。

二、有机光电转换材料的研究现状在过去的几十年里,人们对有机光电转换材料的研究一直在不断深入。

其中,太阳能电池和有机发光二极管的研究得到了较为突出的进展。

1、有机太阳能电池的研究进展有机太阳能电池的能量转换效率是一个重要的指标。

自20世纪90年代以来,人们已经开始研究采用不同的有机共轭聚合物、有机小分子、钴富勒烯类等材料制备有机太阳能电池。

通过不断地改进和优化材料的分子结构、电荷传输特性、制备工艺等方面,有机太阳能电池的能量转换效率得到了大幅提升。

光电材料研究的现状与前景

光电材料研究的现状与前景

光电材料研究的现状与前景光电材料是指具有光电性能的材料,包括发光材料、光电检测材料、光催化材料等,是现代科学技术的重要基础和支撑。

近年来,随着人们对高性能、高品质新型材料需求的不断增长,光电材料的研究也逐渐成为科研界的热点。

本文将就光电材料研究的现状与前景进行阐述。

1. 光电材料研究的现状当前,国内外在光电材料领域的研究成果越来越丰富。

以发光材料为例,近年来不断涌现出各种新型发光材料,如有机发光材料、无机发光材料、量子点发光材料等。

这些发光材料具有高亮度、高效率、长寿命等优点,广泛应用于显示器、照明、传感器等领域。

光电检测材料是另一类研究热点。

随着数字化和智能化的加速发展,光电检测材料已成为高科技领域的关键材料之一。

目前常见的光电检测材料有硅、铟镓锗等半导体材料。

近年来,有机光电材料、导电聚合物等新型材料也在光电检测领域崭露头角。

光催化材料是指通过光催化反应来实现化学反应的材料。

光催化材料的应用领域广泛,如污水处理、空气净化、环境修复等。

在光催化材料领域,半导体光催化材料是研究的核心。

在研究中,通过改变半导体材料的组成、晶体结构等方面来提高材料的光催化性能,从而实现更高效、更经济的应用。

2. 光电材料研究的前景在未来,光电材料的研究和应用前景十分广阔。

随着新型信息技术的快速发展,对高品质、高性能光电材料的需求将日益增长。

目前,人们对光电材料的研究方向主要集中于发光材料、光电转换材料、导电聚合物等。

下面就这几个研究方向进行具体阐述。

(1)发光材料在未来,发光材料将会成为一个快速发展的领域。

近年来光电产业的升级和技术的进步,使得发光材料具有不断拓展的应用场景。

未来不仅需要发展高亮度、高效率的发光材料,还需要开发新型发光材料,如新型有机发光材料、无机发光材料、量子点发光材料等。

新型发光材料不仅有助于提高显示屏、照明灯具等产品的质量,还可以通过发展新型应用领域,如光电医疗、生物医学等领域,对推动人类社会的发展产生深远影响。

有机光电功能材料的制备与性能研究

有机光电功能材料的制备与性能研究

有机光电功能材料的制备与性能研究概述:有机光电功能材料是一类具有光电转换和储能功能的材料,其制备和性能研究对于开发高效率光电器件具有重要的意义。

本文将首先介绍有机光电功能材料的制备方法,包括溶液法、薄膜法、界面工程等,然后详细探讨材料性能的研究,包括光电特性、热学性质以及稳定性等方面的研究进展。

一、有机光电功能材料的制备方法1. 溶液法制备:溶液法是制备有机光电功能材料的常用方法之一。

通过溶解有机小分子或高分子材料于有机溶剂中,可以得到均匀的溶液。

随后,通过旋涂、溶剂蒸发、插层等方法将溶液转化为薄膜。

溶液法制备的材料具有制备简单、可扩展性强的特点。

2. 薄膜法制备:薄膜法是制备有机光电功能材料的另一种重要方法。

利用物理汽相、化学汽相沉积、溅射等技术,可以在衬底上制备出均匀、致密的有机薄膜。

薄膜法制备的材料具有较好的载流子输运性能和较高的光电转换效率。

3. 界面工程:在有机光电功能材料的制备过程中,界面工程是一项重要的技术。

通过调控界面的结构和能级,可以调节电荷传输和载流子输运,从而提高光电器件的性能。

界面工程可以通过界面改性剂、插层等手段来实现。

二、有机光电功能材料的性能研究1. 光电特性研究:光电特性是评价有机光电功能材料性能的重要指标。

通过光电吸收、发射光谱、光电流-电压特性等实验手段,可以研究材料的能带结构、光学性质以及光电转换效率等。

近年来,有机光电功能材料在光伏器件、光电传感器等领域取得了显著的进展。

2. 热学性质研究:热学性质对于材料在光电器件中的稳定性和可靠性起着重要的作用。

研究材料的热导率、热膨胀系数、热稳定性等参数,可以为材料的应用提供理论基础和指导意义。

目前,许多学者正在研究有机光电功能材料的热学性质,以提高材料的稳定性和长期使用寿命。

3. 稳定性研究:有机光电功能材料的稳定性问题一直是制约其应用的瓶颈之一。

材料在长期使用、吸湿、光照等环境条件下的稳定性需要进行深入研究。

通过研究材料的降解机理、表面修饰、界面结构等方面,可以减缓材料的老化速度,提高材料的稳定性。

有机光电材料的研究进展

有机光电材料的研究进展

有机光电材料的研究进展随着科技日新月异的发展,有机光电材料作为一种新兴材料,已经成为了当下的研究热点之一。

相对于传统无机材料,有机光电材料具有更高的机械柔韧性和可塑性,同时还具有性能可调控和大面积制备等方面的优势,因此已经被广泛用于智能电子、生物医学、光催化等领域。

在本文中,将会全面阐述有机光电材料的研究发展现状,以及未来的发展方向和应用前景。

一、有机光电材料的定义和特点有机光电材料是指以有机分子为基础构成的材料,其性能主要受到分子结构和分子间相互作用的影响。

有机光电材料具有以下特点:1.高机械柔韧性和可塑性。

与传统的无机材料相比,有机光电材料更容易被加工成任意形状,也更具有强韧的机械性能和抗拉伸性能。

2.性能可调控。

有机分子之间可以通过调整分子结构和官能团的位置来调控材料的电学、光学、热学等性质,因此有机光电材料具有高度可调控性。

3.大面积制备。

有机光电材料可以通过简单的化学合成方法来制备,而且可以通过印刷、喷涂等技术来制备大面积的薄膜。

二、有机光电材料的应用领域有机光电材料具有广泛的应用前景,其在以下领域中已经得到了广泛的应用:1.智能电子领域。

有机光电材料可以作为柔性电子器件的基础材料,如有机场效应晶体管和有机发光二极管等。

2.生物医学领域。

有机光电材料可以用于生物传感器和药物输送领域,如生物芯片等。

3.光催化领域。

有机光电材料可以作为光催化剂用于水分解和二氧化碳还原等反应,以实现环境保护和能源利用等目的。

三、有机光电材料的研究进展尽管有机光电材料具有广阔的应用前景,但是在实际应用中,其材料性能的稳定性和光电转换效率等方面仍然存在一些问题。

因此,科学家们一直在不断地开展有机光电材料的研究工作,以探索出更加优异的有机光电材料。

1.荧光有机颜料的研究荧光有机颜料是一种具有良好荧光性质的材料,在有机光电材料研究中具有重要的应用。

科学家们通过调控荧光有机颜料的分子结构、官能团等方面来优化其荧光性质。

有机光电功能材料的研究与应用

有机光电功能材料的研究与应用

有机光电功能材料的研究与应用随着科学技术的不断进步和发展,有机光电功能材料的研究与应用在各个领域都取得了重大突破。

有机光电功能材料是指由有机化合物构成的具有光电性质的材料,其独特的性能使其在光电器件、光传感和光催化等领域具有广泛的应用前景。

一、有机光电功能材料的特性有机光电功能材料具有多种特性,包括较高的光吸收和发射效率、宽光谱的吸收和发射范围、可调控的光学性质、易于合成和加工等。

这些特性使得有机光电功能材料在光电器件中具有许多优势。

二、有机光电功能材料的研究进展在有机光电功能材料的研究中,物理、化学和工程等多个学科交叉融合,取得了许多重要的研究进展。

其中,有机光电材料的设计和合成是关键的一步。

通过合理的分子设计和合成方法,可以获得具有理想光电特性的有机材料。

此外,光物理、光化学和光电子学等研究领域的发展也推动了有机光电功能材料的研究进展。

三、有机光电功能材料在光电器件中的应用有机光电功能材料在光电器件中的应用前景广阔。

例如,有机光伏材料可转化光能成为电能,用于太阳能电池的制备;有机发光材料可作为有机发光二极管的发光层,用于显示器和照明等领域;有机电致发光材料可在有机电致发光器件中产生光,实现信息显示等功能。

在这些应用中,有机光电功能材料的特性发挥了重要的作用。

四、有机光电功能材料在光传感和光催化中的应用除了在光电器件中的应用,有机光电功能材料还在光传感和光催化等领域具有重要的应用价值。

有机光传感材料基于其对光的敏感性,可以用于检测环境中的有害物质以及生物分子等;有机光催化材料则通过光能转化为化学能,用于催化反应,如有机污染物的降解等。

这些应用不仅有助于环境保护,也对于生物医学和化学制药等领域有重要意义。

五、有机光电功能材料的挑战与展望尽管有机光电功能材料在各个领域都取得了重要突破,但仍存在着一些挑战。

例如,有机材料的稳定性和寿命较短,制约了它们在实际应用中的发展;有机光电器件的性能还有待进一步提高,以满足不同应用场景的需求。

有机发光材料的研究与应用

有机发光材料的研究与应用

有机发光材料的研究与应用随着现代科技的不断发展,有机发光材料正逐渐被广泛应用于各种领域,例如显示器、照明、生物医学、环境监测等。

本文将简要介绍有机发光材料的研究进展和应用前景。

1. 有机发光材料的发展历程有机光电发光材料是指具有发光性能的有机化合物。

20世纪90年代,有机发光材料的研究开始进入了实用化阶段,开发出了诸如OLED、PLED、有机太阳能电池等应用。

在有机发光材料研究领域中,OLED是研究的热点之一。

OLED作为下一代显示技术受到了广泛关注。

通过有机分子的发光原理,OLED可以制成超薄、柔性、高对比、高亮度的显示器,大大提高了人们的视觉品质和使用体验。

因其能耗低、环保、可靠性高等特点,OLED已被广泛应用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑等微型显示器上。

2. 有机发光材料的分类目前,有机发光材料的分类主要是按其激发机理划分的。

分为基于荧光激发和基于磷光激发两类。

基于荧光激发的有机发光材料是指通过荧光基团实现发光的有机分子材料,它具有高亮度、发光效率高,但是发光颜色比较单一,并且易受氧化和水分影响。

基于磷光激发的有机发光材料是指通过磷光基团实现发光的有机分子材料,它可以发出多种颜色的光,具有高稳定性、抗湿性好等特点,但发光效率相对较低。

因此,在选择有机发光材料时,需要根据具体应用场景选择适合的材料。

此外,近年来,新型有机发光材料如氮化物、碳化物、氧化物也被广泛研究,其可发出高亮度、多色性、极长寿命的光,有望应用于下一代照明和显示技术中。

3. 有机发光材料应用的前景随着有机管及其相关技术的发展,有机发光材料的研究和应用前景正变得越来越广阔。

在显示领域,OLED作为下一代显示技术,已逐渐替代了传统的液晶显示器,在消费电子市场上得到了广泛的应用。

在照明领域中,基于有机发光材料的LED照明灯具已经能够取代传统的荧光灯和白炽灯,具有更高的效率、更长的寿命、更均匀的光线和更好的颜色呈现效果。

在生物医疗领域,有机荧光探针作为一种信号反馈剂,广泛应用于癌症检测、药物筛选和细胞成像等方面。

有机光电材料的研究进展与应用前景

有机光电材料的研究进展与应用前景

有机光电材料的研究进展与应用前景随着现代科技的不断发展,电子技术的应用范围越来越广泛,人们对电子器件和材料的要求也越来越高。

而有机光电材料就是在这一背景下应运而生的一种新型材料。

它不仅具有塑性好、表面光洁度高等传统材料的特点,还具有光电转换效率高、易加工、低能耗等优点,因此备受科学家们的关注。

本文旨在介绍有机光电材料的研究进展与应用前景。

一、有机光电材料的研究进展有机光电材料的研究始于20世纪60年代。

当时,科学家们发现,有机分子在光照下会产生电子和空穴,这为有机光电材料的研究奠定了基础。

经过几十年的不断探索和发展,有机光电材料的种类越来越多,性能也越来越优越。

近年来,有机光电材料在三个方面取得了显著进展。

第一方面,有机太阳能电池的效率大幅提高。

太阳能电池是有机光电材料应用的重要方向之一。

过去,有机太阳能电池的转换效率较低,无法与硅基太阳能电池相比。

随着对材料电子结构和器件物理学的深入了解,有机太阳能电池的效率逐渐提高。

2019年,日本京都大学和日电硝子株式会社联合开发出一种新型有机太阳能电池,其转换效率可达26.3%。

第二方面,有机光电材料在传感器领域得到广泛应用。

在安全检测等领域,有机光电材料可以作为传感器,感知不同的外界环境变化。

例如,有机光电传感器可以检测到气体中的有害物质,从而保障人们的生命健康。

第三方面,有机光电材料在显示器和照明领域有较广泛的应用。

有机发光二极管(OLED)是其中的代表之一,它既可以作为灯具使用,也可以用于电视屏幕、手机屏幕等。

与传统显示技术相比,OLED的色彩鲜艳、对比度高、视角宽等优势明显,被誉为下一代显示技术的标志性技术。

二、有机光电材料的应用前景目前,有机光电材料的应用场景正在不断扩展。

以下是此类材料未来可能应用的领域。

第一,智能穿戴。

智能穿戴是未来十年技术市场的一个重要领域。

有机光电材料可以通过感知、处理人体信息,实现智能穿戴的高精度检测、快速诊断和预警。

文献综述:有机光电材料的研究现状及挑战

文献综述:有机光电材料的研究现状及挑战

文献综述:有机光电材料的研究现状及挑战有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料,其研究涉及到材料科学、物理化学、生物学等多个领域。

近年来,有机光电材料的研究成果越来越丰富,大量的新型有机光电材料不断涌现。

本文将简要综述有机光电材料的研究现状及挑战。

一、有机光电材料的研究现状1. 有机发光材料有机发光材料具有高亮度、高效率、长寿命等优点,广泛应用于显示器、照明、传感器等领域。

目前,有机发光材料的研究主要集中在发展新型的荧光染料和荧光聚合材料,以及探索其在太阳能电池、生物成像、信息存储等领域的应用。

2. 有机光电检测材料有机光电检测材料是另一类研究热点。

随着数字化和智能化的加速发展,光电检测材料已成为高科技领域的关键材料之一。

目前常见的有机光电检测材料有聚合物、小分子、富勒烯等,其在光电器件、生物传感器、光伏器件等领域展现出良好的应用前景。

3. 有机光催化材料有机光催化材料是指通过光催化反应来实现化学反应的材料。

在光催化材料领域,通过改变有机半导体材料的组成、晶体结构等方面来提高材料的光催化性能,从而实现更高效、更经济的应用。

此外,有机光催化材料还可以用于环境修复、污水处理、空气净化等领域。

二、有机光电材料的挑战1. 稳定性问题尽管有机光电材料具有许多优点,但其稳定性问题是限制其广泛应用的主要因素之一。

有机光电材料的稳定性主要受到环境因素(如温度、湿度、氧气)的影响,同时也与其自身的化学结构有关。

因此,如何提高有机光电材料的稳定性是其研究的重要方向。

2. 效率问题尽管有机光电材料的发光效率和光电转换效率较高,但在实际应用中仍存在效率问题。

这主要是由于有机光电材料的载流子传输性能和界面效应等问题引起的。

因此,如何提高有机光电材料的效率也是其研究的重要方向。

3. 制造成本问题有机光电材料的制造成本较高,这也是限制其广泛应用的原因之一。

因此,如何降低有机光电材料的制造成本,如通过改进制造工艺、优化器件结构等方法,也是其研究的重要方向。

有机光电材料研究进展与发展趋势

有机光电材料研究进展与发展趋势

Frontier Science8有机光电材料研究进展与发展趋势◆邱勇(清华大学,北京100084)摘要:本文综述了有机光电材料的研究进展,及其在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳电池、有机传感器和有机存储器等领域的应用;介绍了清华大学在有机发光技术方面取得的进展。

关键词:有机光电材料,有机发光二极管,有机场效应晶体管,有机太阳电池中图分类号:O62; O484 文献标识码:A0 前言有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料,广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。

有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子,分为小分子和聚合物两类。

与无机材料相比,有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。

此外,有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间,可以进行分子设计来获得所需要的性能,能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。

有机光电材料与器件的发展也带动了有机光电子学的发展。

有机光电子学是跨化学、信息、材料、物理的一门新型的交叉学科。

材料化学在有机电子学的发展中扮演着一个至关重要的角色,而有机电子学未来面临的一系列挑战也都有待材料化学研究者们去攻克。

1 有机发光二极管有机电致发光的研究工作始于20纪60年代[1],但直到1987年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构,才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管(O LE D)[2]。

这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。

与传统的发光和显示技术相比较,OLED 具有驱动电压低、体积小、重量轻、材料种类丰富等优点,而且容易实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备。

近年来,OLED 技术飞速发展。

2001 年,索尼公司研制成功13英寸全彩OLED 显示器,证明了OLED 可以用于大型平板显示;2002 年,日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源驱动OLED 显示的数码相机,标志着OLED 的产业化又迈出了坚实的一步;2007 年,日本索尼公司推出了11英寸的OLED 彩色电视机,率先实现OLED 在中大尺寸、特别是在电视领域的应用收稿日期:2010-7-2 修订日期:2010-8-25作者简介:邱勇(1964-),男,清华大学教授、博士生导师,清华大学党委常委、副校长,“国家杰出青年科学基金”获得者,长江学者特聘教授,有机光电子与分子工程教育部重点实验室主任,国家“十一五”863“新型平板显示技术”重大项目总体专家组组长。

有机光电材料的研究与应用分析

有机光电材料的研究与应用分析

有机光电材料的研究与应用分析有机光电材料是一种具有特殊光学和电学特性的新型材料,其所含有的化学结构均由碳、氧、氢和氮等元素组成,通常为有机分子。

它们能够将电能和光能相互转换,同时还能够用于制造光电器件。

与传统电子学器件所使用的材料不同,有机光电材料的优点在于其成本较低,易于处理,并且可以制备成各种形状,这些特点使得有机光电材料被广泛应用于电子学、信息技术和生命科学等领域。

一、有机光电材料的研究进展有机光电材料的研究始于20世纪60年代,经过几十年的研究和发展,已经具备了相当高的研究水平和较为广泛的应用领域。

有机光电材料可以分为有机聚合物和小分子两类。

其中,有机聚合物是由多个单体分子通过化学键连接而成,具有良好的可塑性和可溶性,因此被广泛应用于光电力学、有机光伏和固态照明等领域;小分子有机光电材料具有较高的效率和较短的响应时间,因此被广泛应用于电致变色以及有机发光二极管(OLED)等领域。

二、有机光电材料的应用领域1. OLEDOLED是一种由有机物或者聚合物制成的发光材料,在最近几年逐渐被广泛应用于显示技术和室内照明等领域。

OLED的亮度和颜色饱和度较高,同时还有低功率耗费、长寿命等特点,因此,已经逐渐取代了传统的LCD,成为目前市场上最具发展潜力的显示技术之一。

2. 有机光伏有机光伏作为一种新兴的可再生能源,受到了越来越多人的关注。

有机光伏所使用的材料具有半导体的电子传导和光感应特性,可以将太阳光辐射转换为电能,并且使用起来非常方便。

由于其低成本、可塑性等特性,有机光伏正在被广泛应用于光伏发电、移动电源和户外充电等领域。

3. 电子学有机光电材料在电子学领域的应用逐渐受到关注,因为它能够与硅集成,并且具有存储器的性能。

与传统的硅电子学器件相比,有机光电材料具有更快的响应速度和更高的数据密度,因此被广泛应用于移动设备和存储卡等领域。

4. 生命科学生命科学中,有机光电材料的应用主要集中在荧光显微镜、细胞成像、基因工程等领域。

有机光伏材料与器件研究的新进展

有机光伏材料与器件研究的新进展

有机光伏材料与器件研究的新进展有机光伏材料与器件研究是近年来颇受关注的领域之一,其主要目标是开发高效率、低成本和可大规模制备的有机光伏器件,以应对能源危机和环境污染的挑战。

在过去的几年里,研究人员在有机光伏材料与器件方面取得了许多新进展。

首先,关于有机光伏材料的研究,近几年来,研究人员发现了一些新型有机分子和聚合物,具有更高的光电转换效率。

例如,针对传统的有机分子材料在太阳光谱中可利用的能量范围较小的问题,研究人员发现一些宽带隙的材料,可以有效地提高光电转换效率。

另外,通过合适的分子设计和材料工程,研究人员还研发出了一些多重吸收层结构的材料,可同时吸收多个波长的光,提高光电转换效率。

其次,关于有机光伏器件的研究,近几年来,研究人员通过不断改进器件结构和工艺制备方法,提高了器件的光电转换效率。

例如,研究人员利用纳米颗粒或纤维结构来提高光吸收效果,在有机薄膜上制备了二维或三维的纳米结构,增加了光与材料的相互作用,从而提高了光电转换效率。

此外,研究人员通过新型的界面调控方法,改善了光电子的收集和传输,进一步提高了器件的性能。

另外,近年来,研究人员借鉴了无机光伏器件的结构和制备方法,提高了有机光伏器件的稳定性和长寿命。

例如,研究人员发现,通过引入无机材料或添加剂在有机光伏器件中,可以增强器件的结构稳定性和光电转换效率。

此外,研究人员还将有机光伏器件与其他器件集成,形成多功能器件,例如有机-无机双结光伏器件。

最后,近年来,研究人员致力于解决有机光伏材料与器件面临的挑战和问题。

例如,他们通过理论计算、模拟和实验分析,深入研究了器件中的光吸收、电荷传输、界面能级调控等物理机制,并提出了一些有效的策略来提高器件性能。

另外,研究人员还关注了材料与器件的环境稳定性和生物相容性等方面的问题,为有机光伏技术的商业化应用提供了支持。

总的来说,有机光伏材料与器件研究在过去的几年里取得了许多新进展,包括新型有机材料的发现、器件结构和工艺的改进、稳定性和长寿命的提高,以及对材料与器件挑战和问题的解决。

光电材料与光电器件的研究进展

光电材料与光电器件的研究进展

光电材料与光电器件的研究进展光电材料和光电器件是近年来备受关注的领域之一,有着广泛的应用前景和发展空间。

本文将介绍光电材料和光电器件的基本概念、研究进展以及未来发展趋势。

一、光电材料的基础知识光电材料是指在光的作用下会发生电子跃迁并导致电子输运的材料,光电效应是其基本物理现象。

光电材料具有光储能、光转换、电光效应、光电导等性质,由于这些特性,使得光电材料在信息处理、能源领域、太阳能电池等方面有着广泛的应用。

二、光电材料的研究进展光电材料的研究在材料科学、物理学、光学、电子学等方面都有涉及。

随着人们对可持续发展的需求日益增加,光电材料的应用越来越广泛。

以下是光电材料的一些研究进展:1. 有机太阳能电池有机太阳能电池是一种新型太阳能电池,其光电转换效率高、成本低、可制备性强等特点,已成为太阳能电池领域的热点研究方向。

有机太阳能电池的关键在于它的材料性能,有机材料合成和工艺对太阳能电池的性能具有至关重要的影响。

2. 光电触发材料光电触发材料是指在光的作用下电性能发生变化的材料,这种材料可用于电器自动化控制、传感器、体积微小的电子设备等领域。

近年来,光电触发材料研究不断深入,取得了一系列的进展。

3. 纳米光电材料纳米光电材料是指材料直径在1~100纳米的材料。

由于其表面积大,表面能高,它们的化学、物理、光学性质都与宏观材料有很大不同。

因此,纳米光电材料不仅有着独特的光电性能,而且还具有超导、催化、传感等许多应用潜力。

近年来,随着纳米技术的发展,纳米光电材料相关的研究也逐渐成为光电材料的热点研究领域。

三、光电器件的基础知识光电器件是指利用光电材料的物理和化学性质发出或接受光信号的电子器件。

与传统电子器件相比,光电器件具有更高的速度、更小的尺度、更低的功耗、更低的噪声等优势。

以下是一些常见的光电器件:1. 光电二极管光电二极管是最常见的光电器件,也是一种光电转换器。

它利用PN结的内置电场将光子能量转换为电子能量。

有机光伏材料的研究进展

有机光伏材料的研究进展

有机光伏材料的研究进展有机光伏材料是一种使用纳米材料和高分子材料制成的光伏材料,具有良好的可塑性、可制备性和低成本等特点,被认为是在新能源领域应用广泛的一种材料。

近年来,有机光伏材料的研究领域一直保持着高速发展,不断推动着新能源的研究和应用。

本文将从有机光伏材料的概念、历史,以及其研究进展三个方面来介绍现阶段有机光伏材料的研究进展。

一、有机光伏材料的概念和历史有机光伏材料是一种用有机高分子材料和纳米材料制成的光伏材料,与硅基光伏材料相比,有机光伏材料价格低廉,可以通过卷曲或柔性处理而具有良好的可塑性。

有机光伏材料的研究历史可以追溯到20世纪50年代,但在最初的研究中主要用于设计制造薄膜晶体管。

20世纪70年代,有研究人员首次将有机材料应用于太阳能电池的制造中,进一步推动了有机光伏材料的研究。

二、有机光伏材料的研究进展目前,有机光伏材料的研究进展主要集中在关键材料的合成设计、界面改进、有机太阳能电池的器件结构设计和提高其光电转化效率等几个方面。

1. 关键材料的合成设计:有机光伏材料的合成设计非常重要,因为不仅要提高材料的光电转化率,还要考虑到材料的可制备性和稳定性。

目前,有机光伏材料的合成设计主要有两种策略,一种是通过寻找新的、高效的有机小分子材料,并对它们的结构进行改进来提高材料的工作性能,另一种是基于高分子材料,通过合理设计高分子链的结构和组成来提高材料的性能。

2. 界面改进:有机太阳能电池的效率主要取决于有机材料与电极之间的界面特性,因此界面改进技术显得非常重要。

界面改进技术通常通过添加相容剂、中间层或分子自组装结构等方式来改善有机材料和电极之间的耦合,并提高光电转化效率。

3. 器件结构设计:有机太阳能电池的器件结构也是影响其效率的重要因素之一。

目前,常用的有机太阳能电池器件结构主要有两种,一种是扁平型(planar)器件结构,另一种是立体型(bulkheterojunction,BHJ)器件结构。

有机光电材料的光电性能研究

有机光电材料的光电性能研究

有机光电材料的光电性能研究随着科技的不断发展,人们对高性能光电材料的需求也越来越高。

有机光电材料凭借其特殊的光电性能,在光电器件、太阳能电池等领域展现出巨大潜力。

本文将对有机光电材料的光电性能进行深入研究,并探讨其在实际应用中的潜在价值。

一、有机光电材料的定义与特点有机光电材料是指由碳、氢、氮等有机分子组成的具有一定光电性能的材料。

与传统无机材料相比,有机光电材料具有以下几个独特特点:1. 轻质柔性:有机光电材料通常具有较低的密度和柔性的特点,可以根据需要进行形状设计和加工,具有更广泛的应用前景。

2. 调控性强:有机分子结构的多样性使得有机光电材料可以通过分子结构的调控来实现对光电性能的调控,具有更高的可塑性。

3. 良好的溶解性:有机光电材料具有较好的溶解性,便于通过溶液加工的方式制备薄膜和器件,为大规模生产提供了便利。

二、有机光电材料的光电性能研究方法研究有机光电材料的光电性能是深入了解其内在机理和改进材料性能的关键。

以下是常用的研究方法:1. 光吸收光谱:通过测量有机光电材料在不同波长光的照射下所吸收的光强度,可以了解材料的吸收特性和对不同光能的利用情况。

2. 光致发光光谱:通过激发材料产生的发光信号,研究材料的能带结构和载流子的输运特性,为优化器件性能提供依据。

3. 能带结构计算:通过理论计算的方法,研究有机光电材料的能带结构与光电性能之间的关系,预测材料性能和优化设计。

4. 光电流-电压特性测试:通过测量有机光电材料在外加电场下的光电流-电压响应,可以评估材料的光电转换效率和器件性能。

三、有机光电材料的应用前景由于有机光电材料具有灵活性、可调控性和较好的加工性能,已经在各个领域展现出巨大的应用前景。

1. 光电器件:有机光电材料可以用于制备有机发光二极管(OLED)、有机薄膜晶体管(OTFT)等器件,广泛应用于平面显示、照明等领域。

2. 太阳能电池:有机光电材料可以用于制备有机太阳能电池,具有较高的光电转换效率和较低的成本,为可再生能源的开发和利用做出贡献。

有机光伏材料的研究及其应用

有机光伏材料的研究及其应用

有机光伏材料的研究及其应用近年来,光伏技术研究成为了各国科学家关注的焦点。

与此同时,有机光伏材料的研究也逐渐成为了新的热点。

有机光伏材料是指利用有机半导体材料进行光电转换的材料。

在能够有效利用可再生能源的同时,有机光伏材料也有着广泛的应用场景,例如太阳能光伏电池、可穿戴设备等。

本文将探讨有机光伏材料的研究进展及其应用。

1. 有机光伏材料的研究进展在有机光伏材料的研究中,最著名的材料可能是全合成聚合物材料,例如聚3-辛基噻吩(P3HT)和聚苯乙烯(PS)。

近年来,随着技术的不断进步,一些新型有机光伏材料的研究也日益活跃。

例如,半导体纳米颗粒、有机小分子材料等,这些材料相对于全合成聚合物材料,具有更好的光电性能,同时制备工艺更加简单。

在有机光伏材料研究中,最困难的问题之一是提高材料的光电转换效率。

目前,最高的有机电池效率已经超过了17%,但与传统无机太阳能电池相比,还有很大的提升空间。

为了提高光电转换效率,研究人员采用了多种策略,例如:控制材料的分子结构、设计新的可共轭结构以及制备有序的材料纳米结构。

这些措施有助于提高材料的光电性能,从而进一步提高光电转换效率。

2. 有机光伏材料的应用在能源危机的背景下,光伏发电被广泛应用。

与传统无机太阳能电池相比,有机光伏材料具有许多优势。

例如材料制备成本低、重量轻、可弯曲等特点。

因此,有机光伏材料被广泛应用于太阳能电池领域。

同时,有机光伏材料的透明、柔软、可伸缩等特点也使其在可穿戴电子设备中得到了应用。

有机光伏材料还可以应用于其他领域。

例如,有机光伏材料可以用于激光打印技术。

利用激光打印技术,可以将有机光伏材料直接印刷在玻璃、塑料等材料表面上,从而制作高效的光电转换器件。

另外,有机光伏材料也可以制备成柔性太阳能电池,应用于建筑、汽车等领域。

3. 未来展望随着科技的不断发展,有机光伏材料的应用前景显得十分广阔。

在未来,有机光伏材料将继续在能源、电子信息、航空航天等领域发挥重要作用。

有机光电材料的光致变色机制研究

有机光电材料的光致变色机制研究

有机光电材料的光致变色机制研究在材料科学领域,有机光电材料是近年来备受关注的研究课题之一。

它们具有可调控的光电性能以及广泛的应用潜力,尤其在光致变色方面有着独特的优势。

本文将介绍有机光电材料的光致变色机制的研究进展。

一、有机光电材料的基本概念和特性有机光电材料是由有机分子构成的一类材料,具有一系列独特的光电性能。

与传统的无机光电材料相比,有机光电材料具有分子结构可调性、柔性和低成本的优势。

同时,它们还具有较高的光吸收效率、光学非线性效应和宽光谱响应等特点。

二、光致变色机制的研究方法和技术研究有机光电材料的光致变色机制需要借助一系列的实验方法和技术。

其中,最常用的方法是吸收光谱、荧光光谱、紫外可见光谱和电子自旋共振等。

此外,还可以利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和原子力显微镜来观察材料的形貌和结构。

这些实验方法和技术的综合应用,可以为研究人员提供丰富的实验数据和图谱,有助于揭示有机光电材料的光致变色机制。

三、有机光电材料的光致变色机制的研究进展在过去的几十年里,研究人员在有机光电材料的光致变色机制方面取得了很多重要的进展。

其中,较为重要的研究成果有以下几点:1. 分子结构调控:通过调整有机光电材料的分子结构,可以实现材料的光致变色效应。

例如,改变共轭体系的长度和结构,可以影响材料的吸收光谱和荧光光谱。

同时,通过在分子结构中引入各种官能团,也可以调控材料的光电性能。

2. 光热效应:在有机光电材料中,光热效应是一种常见的光致变色机制。

当材料吸收光能时,光能被转化为热能,导致材料的温度升高,从而引发颜色的变化。

这一机制在红外感应、温度传感和热红外成像等领域有着广泛的应用。

3. 分子激发态变化:有机光电材料在光致变色过程中,分子的激发态也会发生变化。

光子的吸收和释放使得分子的轨道结构发生变化,从而引发材料颜色的变化。

这种机制在有机太阳能电池和有机发光材料中有着重要的应用。

四、有机光电材料的应用前景和挑战由于其独特的光电性能和可调控的性质,有机光电材料在多个领域具有广泛的应用前景。

有机光电材料的界面工程与器件应用研究

有机光电材料的界面工程与器件应用研究

有机光电材料的界面工程与器件应用研究随着科技的不断发展,光电材料的研究与应用也日益成为全球科学领域的焦点。

有机光电材料因其独特的物性和广泛的应用潜力,在光电子学和光伏领域展现出了巨大的前景。

本文将着重探讨有机光电材料的界面工程和其在器件应用方面的研究进展。

一、有机光电材料的界面工程有机光电材料的界面工程是指通过调控材料表面的电子能级、表面能和界面微观结构,以提高材料的光电转换效率、稳定性和器件性能。

界面工程包含以下几个关键方面的研究:1. 表面修饰:通过分子修饰、元素掺杂或表面化学修饰等手段改变材料的表面性质。

这可以调节材料的能带结构,增加载流子的有效分离,提高材料的导电性和光电转换效率。

2. 界面层析:界面层析是指通过层层堆积不同材料形成的界面,利用它们之间的相互作用来增强材料的光电转换性能。

常见的界面层析方法包括分子层析和纳米颗粒层析等。

3. 界面调制:通过控制界面的能带偏移和介电常数,达到调控光电材料的载流子输运和光吸收性能的目的。

这可以提高材料的载流子迁移率和激子的寿命,从而提高器件的效率和稳定性。

二、有机光电材料器件的应用研究有机光电材料在光电子学和光伏领域有着广泛的应用。

以下是其中几个重要的应用领域:1. 有机太阳能电池:有机太阳能电池是利用有机光电材料将光能转化为电能的装置。

它具有柔性、可塑性和低成本等特点,可以广泛应用于柔性电子设备和户外光伏系统等领域。

2. 有机发光二极管:有机发光二极管是一种能够将电能转化为光能的器件,它具有极高的光电转换效率和较宽的光谱范围,被广泛应用于平面显示器、照明设备和显示屏等领域。

3. 有机光电传感器:有机光电传感器是利用有机光电材料对外界光线的响应来进行灵敏检测和信号转换的装置。

它在生物医学、环境监测和光通信领域具有重要应用价值。

4. 有机光电器件的可持续性研究:有机光电材料的可持续性研究是当前研究的一个热点。

通过改进材料的合成方法、提高材料的稳定性和可再生性,有机光电器件的可持续性和环境友好性得到了显著提高。

有机光电材料的光电转换机理研究

有机光电材料的光电转换机理研究

有机光电材料的光电转换机理研究近年来,随着科技的不断发展,有机光电材料逐渐成为各个领域的研究热点。

有机光电材料具有良好的可溶性、可加工性和可调控性等特点,在太阳能电池、有机发光二极管等领域具有广阔的应用前景。

而了解有机光电材料的光电转换机理,对于提高其效能和性能的研究至关重要。

本文将重点探讨有机光电材料光电转换的机理和相关研究成果。

一、有机光电材料的基本原理有机光电材料的光电转换机理是基于光与电能的相互转化。

有机光电材料能吸收光能,并将其转化为电能或者发射光线。

这一机理与无机光电材料有所不同,主要体现在能带结构、载流子的形成和运移等方面。

1. 能带结构有机光电材料的能带结构一般由HOMO(最高占据分子轨道)和LUMO(最低未占据分子轨道)组成。

在有机分子中,HOMO和LUMO之间的能隙被称为带隙,能隙的大小决定了有机光电材料的光电转换效率。

2. 载流子的形成与运移当有机光电材料吸收光能时,光子激发分子中的电子从HOMO跃迁到LUMO,形成正电荷和负电荷的电离对。

这些电荷将成为光电转换的关键载流子。

而载流子的形成和运移对于有机光电材料的性能至关重要。

二、有机光电材料的光电转换机理根据有机光电材料的不同性质和结构,其光电转换机理也各有不同。

本小节将从太阳能电池和有机发光二极管两个方面,介绍有机光电材料的光电转换机理。

1. 太阳能电池太阳能电池是将太阳光能转化为电能的装置,而有机光电材料在太阳能电池中发挥着重要作用。

太阳能电池中常用的有机光电材料主要分为有机半导体材料和染料敏化剂两类。

有机半导体材料是一种能带结构合适的有机化合物,可以通过吸收光子形成载流子。

在光能的激发下,有机半导体材料的电子从HOMO跃迁到LUMO,形成电离对。

这些载流子在有机半导体材料中的分布和运动过程决定了电流的产生和传输。

染料敏化剂是一种通过吸收光子激发电子的有机分子。

染料敏化剂的分子结构中包含了色素分子和电子传输分子。

在光能的作用下,色素分子中的电子激发跃迁到电子传输分子,在电子传输分子中形成电荷对,并通过电子传输分子中的分子链传输电荷。

有机光电转换材料的合成及性能研究

有机光电转换材料的合成及性能研究

有机光电转换材料的合成及性能研究随着人类社会的不断发展,新型能源的研究与应用也越来越受到重视。

作为一种新型的能源发展方向,光电转换技术在近些年来得到了广泛的关注。

其中,有机光电转换材料因其良好的可塑性、低成本等优点,成为了当前研究的热点之一。

本篇文章就有机光电转换材料的合成及性能研究展开深入探讨。

一、有机光电转换材料有机光电转换材料是一类由有机物分子构成的材料,主要用于将光能转化为电能。

这类材料通常由三个部分组成:给体、受体和传输材料。

其中,给体和受体之间通过电子传输来实现能量转换,传输材料则负责将电子传导至电极,产生电流。

二、有机光电转换材料的合成方法1. 有机小分子合成法有机小分子是一类分子结构比较简单的有机物,其合成方法也比较容易实现。

目前,有机小分子合成方法主要有以下几种:(1)缩合反应法:利用吸电子取代基对反应物进行缩合反应,合成出具有扩大共轭长度的有机小分子。

(2)热卤代反应法:以卤代芳烃为原料,通过一系列反应得到具有扩大共轭长度的有机小分子。

(3)催化反应法:利用酸催化或金属催化方法对分子进行修饰,从而得到具有合适电子传输能力的有机小分子。

2. 有机高分子合成法有机高分子相对于有机小分子,在结构上更加复杂,因此其合成方法也更加复杂。

目前,常用的有机高分子合成方法主要有以下几种:(1)共轭聚合法:利用共轭结构中的π电子特性,通过聚合反应将单体分子形成一组物的高分子链。

(2)原位聚合法:将单体分子引入到基质中,利用基质提供的反应条件完成聚合反应,合成出高分子材料。

(3)后修饰法:将已经合成的高分子材料作为模板,通过一系列反应,在其表面或内部修饰上传输基团,得到具有特定性能的高分子材料。

三、有机光电转换材料的性能研究1. 光电性能研究有机光电转换材料能否实现光能到电能的高效转换,是评价其性能的一个重要指标。

常用的光电性能研究方法主要有:(1)吸收光谱法:利用分子对不同波长光的吸收能力进行分析,确定光电转换材料的光吸收范围。

有机光电材料的光电性能研究

有机光电材料的光电性能研究

有机光电材料的光电性能研究随着科技的进步和人们对绿色环保能源的需求增加,有机光电材料作为一种新型材料备受关注。

有机光电材料以其优异的光电性能在太阳能电池、有机发光二极管、场效应晶体管等领域展现出广阔的应用前景。

在这篇文章中,我们将探讨有机光电材料的光电性能研究。

首先要了解有机光电材料的基本特性。

有机光电材料主要由有机分子构成,具有可变的电子结构和化学性质。

与无机材料相比,有机材料具有简单的合成方式、较低的制备成本和较高的可加工性。

然而,由于有机分子结构的复杂性,有机光电材料的光电性能的研究相对复杂。

在研究过程中,我们经常需要探究有机光电材料的吸光性能。

光电材料的吸光性能可以通过吸收光谱来研究。

例如,紫外可见吸收光谱可以帮助我们了解有机材料在不同波长的光照下的吸收情况。

这对于太阳能电池等器件的设计和性能优化至关重要。

此外,利用吸收光谱还可以研究有机材料的能带gap,从而判断其光电传输性能。

除了吸光性能,有机光电材料的发光性能也是研究的重点之一。

有机发光二极管利用有机分子的发光特性实现了高效能源转换和发光效果。

通过研究材料的发光光谱、发光效率和色彩纯度等指标,我们可以评估有机发光材料的性能。

此外,为了进一步提高有机发光材料的效果,研究者还会对发光材料进行结构设计和合成改进。

在光电性能研究中,还需要考虑有机光电材料的电学性能。

有机场效应晶体管是一种基于有机材料的电子器件,通过控制外加电场来改变电流和电压。

在研究有机场效应晶体管时,可以通过测试电子迁移率、载流子迁移长度和开关特性等来评估材料的电学性能。

这些参数不仅与材料本身的性能有关,也与材料的晶体结构、电极材料和制备工艺等相关。

在有机光电材料的光电性能研究中,我们还应该考虑材料的稳定性和可持续性。

由于有机光电材料在实际应用中常受到光照、湿气等环境因素的影响,因此材料的长期稳定性非常重要。

科研人员通过模拟不同的环境条件,并进行长期实验来评估材料的稳定性,以便为实际应用提供更可靠的数据支持。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

有机高分子光电材料课程编号:5030145任课教师:李立东学生姓名:李昊学生学号:s2*******时间:2013年10月20日有机光电材料研究进展摘要:本文综述了有机光电材料的研究进展,及其在有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机传感器和有机存储器这些领域的应用,还对有机光电材料的未来发展进行了展望。

关键词:有机光电材料;有机发光二极管;有机晶体管;有机太阳能电池;有机传感器;有机存储器Abstract:This paper reviewed the research progress in organic optoelectronic materials, and its application in fields of organic light emitting diodes(OLED), organic transistors, organic solar cells, organic sensors and organic memories , but also future development of organic photoelectric materials was introduced. Keywords:organic optoelectronic materials; organic light emitting diodes(OLED); organic transistors;organic solar cells; organic sensors; organic memories0.前言有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料,广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。

有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子,分为小分子和聚合物两类。

与无机材料相比,有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。

此外,有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间,可以进行分子设计来获得所需要的性能,能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。

近几年来,基于有机高分子光电功能材料的研究一直受到科技界的高度关注,已经成为化学与材料学科研究的热点,该方面的研究已成为21世纪化学、材料领域重要研究方向之一,并且取得了一系列重大进展。

1.有机发光二极管有机电致发光的研究工作始于20 纪60 年代[1],但直到1987 年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构,才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管(OLED)[2]。

这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。

与传统的发光和显示技术相比较,OLED具有低成本、小体积、超轻、超薄、高分辨、高速率、全彩色、宽视角、主动发光、可弯曲、低功耗、材料种类丰富等优点[3],而且容易实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备。

近年来,OLED技术飞速发展。

2001年,索尼公司研制成功13 英寸全彩OLED 显示器,证明了OLED 可以用于大型平板显示。

2002 年,日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源驱动OLED显示的数码相机,标志着OLED 的产业化又迈出了坚实的一步。

2007年,日本索尼公司推出了11英寸的OLED彩色电视机,率先实现OLED在中大尺寸、特别是在电视领域的应用突破。

图1各大公司和研究机构展示的最新开发的O LE D样品(自左至右:美国GE大面积白光光源;韩国三星大面积超薄平板显示;日本先锋柔性显示器;德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会透明OLED)Figure 1 The latest samples of OLED exhibited by companies and research institutions除了在显示领域的应用,白光OLED作为一种新型的固态光源也得到了广泛关注。

2006年,柯尼卡美能达技术中心开发成功了1000 cd/m2初始亮度下发光效率64 lm/W、亮度半衰期约1万小时的OLED白色发光器件,展示了OLED在大面积平板照明领域的前景。

目前WOLED最高效率的报道来自德国Leo教授的研究组[4],他们采用红、绿、蓝三种磷光染料,并采用高折射率的玻璃基板提高光取出效率,得到了1000 cd/m2下效率124 lm/W 的白光器件,效率超过了荧光灯。

但是迄今为止, 可溶液处理的蓝光材料相比于红光[5-7]和绿光[8-9]材料, 无论是发光效率、寿命,还是色纯度都与前两者相去甚远, 这样不仅制约了电致发光平板显示器的实用化, 还影响了作为光源的白光OLED的开发进程。

因此, 开发高度可溶、高效的蓝光材料成为今后白光OLED开发过程中的重中之重。

OLED器件的基本结构为叠层式结构, 目前最优的结构如图2所示, 含空穴注入、传输层与电子注入, 传输层有助于提高器件的效率和使用寿命。

叠层式OLED 的概念是由Kido教授于2003年首先提出的,将多个OLED通过透明的连接层串联在一起,可以在小电流下实现高亮度,器件的寿命也大幅度提高[10]。

2004年廖良生与邓青云等人[11]利用n型和p型掺杂的Alq3:Li/NBP:FeCl3结构作为连接层,在堆叠的周期数目为3时实现了130cd/A的高效率。

2008年,廖良生报道HAT- CN/Alq3:Li 的连接层可进一步降低驱动电压并提高了器件的稳定性,使得叠层器件达到了可实用化的水平[12]。

图2 叠层式OLED结构Figure 2 Stacked OLED structure总体来看,未来OLED的方向是发展高效率、高亮度、长寿命、低成本的白光器件和全彩色显示器件,由于一般的有机小分子面临着易结晶、难以制备大面积平板显示器等缺点,因此开发高性能可湿法制备的小分子OLED材料是降低成本的关键。

高稳定性的柔性OLED能充分体现有机光电器件的特点,但相关基板技术、封装技术都是亟待解决的问题。

今后的研究将主要集中在用溶液法制备器件、对器件结构进行优化、发光层掺杂以及各层新材料的开发。

2.有机晶体管材料和器件有机晶体管材料是一类具有富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子,也可称作有机半导体材料。

按照传输载流子电荷的类型可以分为p 型(空穴)和n 型(电子)半导体。

与无机晶体管相比,有机晶体管(OTFT)[13]具有下述主要优点:有机薄膜的成膜技术更多、更新,如Langmuir-Blodgett(LB)技术、分子自组装技术、真空蒸镀、喷墨打印等,从而使制作工艺简单、多样、成本低;器件的尺寸能做得更小,集成度更高,分子尺度的减小和集成度的提高意味着操作功率的减小以及运算速度的提高;以有机聚合物制成的晶体管,其电性能可通过对有机分子结构进行适当的修饰而得到满意的结果;有机物易于获得,有机场效应管的制作工艺也更为简单,它并不要求严格的控制气氛条件和苛刻的纯度要求,因而能有效地降低器件的成本;全部由有机材料制备的所谓“全有机”的晶体管呈现出非常好的柔韧性,而且质量轻,携带方便。

有研究表明,对器件进行适度的扭曲或弯曲,器件的电特性并没有显著的改变。

良好的柔韧性进一步拓宽了有机晶体管的使用范围。

并五苯是目前在有机晶体管中应用最广的有机半导体材料,其薄膜的载流子迁移率可以达到 1.5 cm2/Vs[14]。

对并五苯分子进行修饰是目前有机半导体研究的一个重点。

2003 年Meng 等人[15]制备了2, 3, 9, 10- 四甲基取代并五苯,它的晶体排列与并五苯几乎一样,但是由于甲基的引入,显著降低了分子的氧化电位,改善了从金电极到有机半导体的电荷注入。

2009 年,美国Polyera 公司的Yan等开发了新型的基于萘二甲酰亚胺(naphthalene- dicarboximide)和北二甲酰亚胺(perylenedicarboximide)的聚合物,电子迁移率高达0.85 cm2/Vs,该聚合物弥补了目前n型有机半导体材料的空白[16]。

在2010年的SID上,索尼发布了一款4.1寸OTFT驱动全彩OLED屏,该屏幕厚度只有80μm,具备极强的柔软度,可轻松缠绕在半径为4mm的圆柱体上。

索尼独自开发了新型OTFT有机薄膜晶体管,它使用的有机半导体材料为peri- Xanthenoxanthene 衍生物[17],该晶体管的驱动力达到先前传统OTFT的八倍。

图3 并五苯的结构Figure 3 The structure of pentacene相对于多晶薄膜晶体管,有机单晶晶体管具有更高的载流子迁移率,可以满足高端领域的需求。

近年来,随着有机单晶制备技术的提高,在单晶晶体管研究方面出现了一系列新的突破。

目前采用红荧烯制备的单晶晶体管,载流子迁移率超过15cm2/Vs[18],优于传统的无机半导体多晶硅的水平。

图4 红荧烯的结构Figure 4 The structure of rubrene2006年,鲍哲南等人[19]成功的制备了并五苯和红荧烯的单晶阵列,并在此基础上组装了晶体管器件。

他们首先采用印章法,在Si/SiO2基底上制备一层图案化的十八烷基氯硅烷(OTS),然后在此基底上采用真空蒸镀的方法制备并五苯、红荧烯、C60等有机半导体。

采用这种方法制备的晶体管器件阵列,并五苯的载流子迁移率为0.2 cm2/V,开关电流比为106;红荧烯的载流子迁移率为 2.4 cm2/Vs,开关电流比为106。

虽然有机半导体材料的研究取得了巨大进展, 但仍有许多问题需要解决, 主要包括: 有机半导体材料大多数为p型, n型的较少, 材型过于单一; 具备高迁移率且在空气稳定存在的半导体材料缺乏; 大多数有机半导体材料难溶且不易熔化, 很难使用溶液成膜技术制备器件; 设计合成具有双极性传输性质的有机半导体材料.尽管OTFT还存在一些问题, 但OTFT具有质轻、价廉、柔韧性好等优点, 在各种显示装置以及存贮器件方面显示了较好的应用前景. 随着研究的不断深入, 其良好的应用前景必将显现出来, 并有望成为电子器件的新一代产品。

·· 3 .有机太阳能电池的发展有机太阳能电池以其材料来源广泛、制作成本低、耗能少、可弯曲、易于大规模生产等突出优势显示了其巨大开发潜力, 成为近十几年来国内外各高校及科研单位研究的热点。

但是与无机硅太阳能电池的光电转换效率相比[20], 有机太阳能电池的光转换效率仍停留在比较低的水平上,这限制了其市场化进展。

因此,有机太阳能电池的研究核心是提高电池的光电转换效率。

通过设计合理的器件结构、 改善界面形貌、提高聚合物晶化程度等方法,有机太阳能电池的光电转换效率有了很大的提高。

为了更有效的利用太阳光中的红外部分,目前对窄带隙聚合物有机半导体的研究也开始引起人们的 关注,成为有机太阳能电池的一个新的热点,通过 采用苯并二噻吩类窄带隙聚合物,UCLA 的 YangYang 小组实现了光电转换效率超过 7 %的有机太阳能电池[21]。

相关文档
最新文档