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博士开题报告范文

如今，随着通讯技术的空前发展，人们步入了信息时代，而有机半导

体器件以其性能优良、成本低廉、取材广泛、体积轻巧等显著特点^正在

成为信息时代中越来越受瞩目的焦点，因此，有机半导体材料及其在信息

领域的应用也成为近年来迅速发展的研究方向。随着科技、生产力发展水

平的日新月异，新型有机半导体材料的不断出现，极大地丰富了人们的视

野，也引发了相关有机半导体器件的研究热潮，目前备受广泛关注的有机

半导体器件包括：有机薄膜晶体管(organicthin,filmtransistors,OTFTs)

有机电致发光器件(organiclight-emittingdiodes,OLEDs)有机太阳能电

池和有机存储取绝益寺。

研究有机半导体最早是在1954年，日本科学家赤松、井口等人发现

掺a的芳香族碳水化合物的薄膜中能产生电流，导电率为O.lS/cm,于是

首次提出了有机半导体这一概念，从此开辟了有机半导体材料及其器件的

研究领域。但是由于材料的迁移率最初很低，使其实用化几乎是不可能的。

因此，一直没有得到足够的重视，最近十年人们重新开始关注它这一新的

研究热点，最初是用存机小分子作为功能层的场效应器件和电致发光器件，

并取得了令人激动的结果，引起了学术界的关注，同时也激发了工业界的

兴趣，因此投入大量资金。在此研究中，从有机小分子到聚合物材料，不

断发现或合成新的有机半导体材料，在功能和应用方面展现了更多结果和

更多可能性：工作电压变的更低，迁移率变的更高,制作方式更加灵活简

单，发光器件和激光器件具有更高效率。随着新的有机半导体材料的合成，

多种多样的器件构建和制备方式也不断出现目前，有机半导体材料的迁移

率和开/关电压比已经达到相当高的水平，几乎接近可以选择性应用的程

度。对有机半导体薄膜器件的研究世界上比较出色的实验室有：贝尔实验

室

(BellLaboratories,LuncentTechnologies);IBMT.J.WatsonResearchCent

er(在有机半导体薄膜的生长机制和器件新工艺方面较为出色);英国剑桥

大学卡文迪什实验室光电子学组(R.H.Friends领导的小组在有机半导体

器件性能研究和新工艺方面有很多出色的工作);美国宾州大学电子工程系

薄膜器件中心(T.N.Jacksoii领导的该组在器件性能提高方面较为出色，

有机半导体器件中场效应迁移率最高的数值就是由他们报道的。

然而，在有机半导体器件中，以有机半导体薄膜为主体的有机功能层

是重要的组成部分。在加工工艺上，有机半导体薄腹具有一些特点，是无

机薄膜所不具备的。无机薄膜通常采用化学气相沉积、溶胶-凝胶、溅射

和电化学等方法制备，而有机薄膜除了上述制备方法外，还有真空蒸镀法、

旋涂、啧墨打印、有机蒸汽喷印、有机气相沉积、丝网印刷等方法。现有

的制备有机薄膜的.工艺较多，不同方法制备的薄膜质量不同，直接影响

着器件的效率，制备方法的选择也会影响产品的制备成本。一般为保证产

品的质量，根据不同材料的性质选择不同的制备方法。目前，有机半导体

薄膜被应用到有机太阳能电池中，并且已成为研究的热点。未来有机太阳

能电池应用中将面临的三大挑战是：转换效率的提高，大规模生产以及稳

定性。对于转换效率问题，这显而易见并早已吸引大家的广泛关注，然而

有机半导体的物理与化学稳定性却从另一个方面也影响着转换效率，甚至

直接构成其工业应用的制约问题。稳定性和均匀性是利用喷墨打印技术制

备有机薄膜遇到的主要问题之一，必然与有机太阳能电池的工作稳定性和

使用寿命相关，有必要对有机半导体膜的均勻性和稳定性的影响因素以及

成膜机制做基础研究，将有助于提高有机太阳能电池的工作稳定性和使用

寿命。表面浸润性，同时从物理和化学两方面，是一种既可以反映有机膜

界面物理变化又能关联表面能(成分)变化的方法，是值得探索成为一种有

效方法来研究有机膜的稳定性与均匀性问题。

通过对有机半导体薄膜特性和应用的了解，我们可以看出这种材料性

能卓越，具有独特的优势，己经在很多方面显示出巨大的潜在应用价值。

对于有机半导体器件的研究，从兴起到现在虽然时间较短，但已经取得了

巨大的成果，它的诸多优点使它在未来的平板显示领域内，以及太阳能电

池领域具备了无限的发展潜能。从目前的发展趋势来看，拥有轻薄、便携

甚至可折叠显示屏的电子产品在不久的将来就会成为现实。

有机太阳能膜相对于比较成熟的桂材料太阳能器件的一个主要挑战性

是其稳定性问题，然而有机膜较低的转换效率