光电高分子材料-1课件.pdf

高分子光电材料

主要内容

一，本课程的地位、作用和任务

二，高分子光电材料的分类

三，高分子光电材料的概况

本课程的地位、作用和任务

高分子光电材料是一类新型的功

能高分子材料，由于兼有高分子的可

加工性和柔韧性以及无机半导体或金

属的导电性，因而它们在电子信息技

术、通讯设备和能源等领域具有广阔

的应用前景。

主要包括两大类材料

电致发光：平面显示器、照明和各式

灯光布置

光电转：太阳能电池

(1)电致发光材料

高分子电致发光的光源像纸一样，能任

意弯曲。如果解决了发光效率问题，还可做

普通的照明光源。在电致发光材料领域，目

前已有小批量的有机/高分子显示屏用于手

机、数码相机。有机/高分子显示屏被专家

预测为继液晶显示之后的新一代产业化技术，

是液晶显示器的更新换代产品。

(2)光电转换材料

目前已使用的光电转换材料以单晶硅、

多晶硅和非晶硅为主。用单晶硅制成的太阳

能电池转换效率超过20%但其成本高

主要用于空间技术。虽然多晶硅薄片制成的

太阳能电池的光电转换效率不高(约10%)

但价格低廉故已获得大量应用。

高分子光电材料的概况

固体光电子器件是利用光量子作用

的一类重要器件是通过在固体材料中

的电-光或光-电效应等来实现其功能的。

光电子器件材料的光转变（吸收和发光）

一般包括的能量是从红外到近紫外光范

围的光子因此光电子器件材料的能带

宽度一般在1.0～3.0eV之间。

光电子器件通常分为三类

光源（发光二极管和二极管激光器等）

光探测器（光导体和光二极管等）

能量转换器件（光伏电池等）

高分子光电材料的研究主要包括

高分子发光材料及器件

高分子光电材料及器件

高分子场发射阴极材料

导电聚合物(Conductingpolymers)

共轭聚合物（Conjugatedpolymers）

电活性聚合物(Electroactivepolymers)

合成金属(Syntheticmetals)

导电聚合物的光电功能主要由其共轭结构中

的电子状态决定，因此人们又把它们叫做“

电子聚合物”。

事实上共轭聚合物是不导电的。

要使它们表现出导体或者半导体的特征，

必须使它们的共轭结构产生某种缺陷，

即进行某种“掺杂”。

掺杂就是使共轭聚合物链上发

生电荷转移或者发生氧化/还原反应。

掺杂方法主要有三种

电化学掺杂法

化学掺杂法

物理掺杂法

经过三十多年的努力，已经合成了许多各种类型

的导电高分子，其可能的应用领域包括：发光二

极管、薄膜晶体管、太阳能电池、聚合物存储器、

聚合物光学开关、聚合物传感器、聚合物激光以

及聚合物非线性光学材料等;

本、柔性光电子器件而使其在光电信息领域的应

用研究更是日新月异，由此材料科学又开辟了一

个崭新的研究领—光电高分子材料。

目前国际科技界公认“有机/聚合物光电

功能材料”将为新世纪信息产业的飞速

发展和技术应用提供物质上的硬件基础。

正如美国德克萨斯大学的教授艾伦·巴

德所说，“在材料科学领域，对有机/

聚合物材料电子过程的研究将建立一个

由新型电子屏幕、存储器和晶体管组成

的“有机电子工业”。

(1)高分子电致发光材料

1936年，居里夫人实验室的G.Destnau

将有机荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜，

发现了有机电致发光现象。20世纪50年代人

们开始了用有机材料制作电致发光器件的探

索，但由于单晶成长和大面积化比较困难，

且驱动电压高，因此有机电致发光材料并未

真正引起人们的重视。

1987年，美国柯达公司的TangCW用

8－羟基喹啉铝络合物作为发光层制作出的

有机电致发光器件(OLED)受到了广泛的关

注，才形成了一个新的研究热点。

OLED：有机电致发