系列有机光电材料设计、性能.pptx

有机光电材料设计、性能及应用;报告内容 1 有机光电材料研究应用背景 2 宽禁带有机光电材料设计、合成、性能 ;1 有机光电材料研究背景;有机聚合物半导体材料及所致器件的优点;旋涂方法;有机材料的电致发光;;OLED：Organic Light Emitting Display，即有机发光显示器，被誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能???（维信诺公司--清华大学有机发光显示器技术成立的） ; 聚合物的电致发光 ; OLED 普遍较PLED的发光效率高、稳定性优，其绿光、 蓝光和红光材料在发光效率和稳定性方面已基本达到 产业化要求， OLED 的产品已经从单色发展到全彩色显示. ; ;太阳能电池的种类;优点： 制备工艺简单（湿法加工）、生产成本低、可大面积成膜、柔性（与柔性衬底很好结合）、质量轻;有机/聚合物太阳能电池的器件结构;1 单层器件结构;双层异质结器件结构;存在问题：但在有机/聚合物材料中，激子的扩散长度一般为5nm-40nm，这就意味着，只有在D/A界面处5nm-40nm范围内产生的激子才能有效地分离，对光电流产生贡献。然而过薄的活性层会降低对太阳光的吸收能力。有限的光子吸收，有限的D/A界面，低的激子分离效率，限制了双层异质结器件能量转换效率的提高。;3 体异质结器件结构;扩散双层异质结结构是介于双层异质结和体异质结之间的一种器件结构。该种器件结构既具有单独的给体和受体材料层，又具有给体和受体材料的混合层，试图具备双层异质结与体异质结的优势。单独的给体和受体层分别与阳极和阴极接触，保证空穴和电子分别在给体和受体材料中无阻传输；混合层保证足够大的给受体界面;低聚噻吩衍生物;有机小分子受体材料;富勒烯及其衍生物;除了富勒烯衍生物外，其它一些受体材料（图1.40）由于具有易合成、低成本、溶解性好、吸收宽、载流子迁移率较高、与特定给体材料能级匹配等特点，也被应用于有机/聚合物有机太阳能电池。;聚合物给体材料;聚合物给体材料;有机/聚合物太阳能电池活性层形貌的影响因素;影响活性层形貌的因素主要包括内在因素和外在因素;2007 年，NguyenP等研究了五种具有不同烷基侧链长度的聚噻吩（P3AT） 衍生物，分子结构的差别对P3AT:PCBM混合膜形貌的影响。P3BT，P3HT，P3OT，P3DT，P3DDT的烷基侧链分别为丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基。图1.47给出了原子力显微镜（AFM）测得的五种P3AT衍生物与PCBM混合膜的表面形貌。可以看出，P3DDT:PCBM混合膜表现出明显的相分离其余四种混合膜的 相分离尺度很小，低于混合膜的厚度，观察不到明显的相分离。混合膜的相分离 程度随着烷基侧链长度的增加而增强。粗糙的P3DDT:PCBM混合膜中形成的连 续的PCBM颗粒有助于电子的传输，器件的填充因子较高.;外在因素;利用混合溶剂对APFO-3:PCBM的混合膜进行微相调节（图1.50），通过选择蒸汽压及对材料溶解度不同的氯仿（CF）、氯仿/氯苯（CFCB）、氯仿/甲苯（CFTO）、氯仿/二甲苯溶剂（CFXY）来制备APFO-3:PCBM体异质结器件，发现以CFCB为溶剂制备的活性层表面最平整、相分离尺度最小，器件性能最好.;给受体材料组分比;热退火处理;1 宽禁带有机光电材料合成、性能及应用;;调控有机聚合物材料带隙的手段 ;通常构造一个紫外波段发光的宽禁带的聚合物;联苯化合物;联苯化合物;稳定构象的联苯化合物- 7元环桥连的联苯衍生物;;;;;;构象扭曲的PF共聚物- 紫外发光的宽禁带材料 ;分子模拟的聚合物结构;;PL spectra in solution, excitation at 330 nm.;;;;;;;;;;;有机共轭聚合物;;聚苯撑乙烯（PPV）薄膜在热转化过程中 结构、力学性质;聚集态结构变化;化学结构变化;掺杂态聚苯撑乙烯（PPV）薄膜 结构、力学性质;力学行为;力学性能;COMPASS 力场．;Degree of polymerization;MEH-PPV 链构象与其表面力学性能;;