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具有光伏特性的有机电致发光器件研究

作　者: 魏晗志
导　师: 李文连
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 凝聚态物理
关键词: 有机电致发光有机光伏激基复合物白光电致发光器件稀土配合物
分类号: TN383.1
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

有机电致发光在现代显示技术领域中因其不可比拟的优势而受到人们的广泛关注,同时,有机光伏电池因成本低、工艺简单、易于制成大面积器件等诸多优点而成为一个研究热点,以期为太阳能的利用开辟新的道路。有机电致发光器件与有机光伏器件具有相似的器件结构,这就使某一有机器件可能同时具有电致发光和光伏两方面的性能。本论文基于此开展了一些探讨性的研究工作。在传统的基于掺杂的高亮度的红、绿光有机电致发光器件的基础上,研究了器件的光伏性能,详细讨论了各有机功能层对光伏性能的贡献及影响。基于有机功能层界面处激基复合物与器件光伏效应的关系,选用传统的有机小分子电致发光材料来制备光伏器件,对其光伏特性的规律、特点进行了初步的探讨,同时对其电致发光过程进行了研究。尤其基于对材料的选择,首次获得了具有光伏效应的白光电致发光器件,这使得在未来的应用过程中,有可能直接通过利用太阳能来驱动该器件,使其用于显示技术或照明光源领域。稀土配合物材料作为电致发光材料具有窄谱带发射的特点,同时具有一定的载流子传输能力。但其往往易与空穴传输材料形成激基复合物,大大降低了器件的性能,这同时也限制了稀土配合物的应用。本文从两个方面对其进行了探讨。以Gd（DBM）₃bath为电子传输材料,通过器件设计在一定程度上消除了激基复合物对器件性能的影响,制备了非掺杂的效率相对较高的蓝光电致发光器件。通过在器件中引入空穴阻挡层和交互叠层的空穴传输层,以Eu（DBM）₃bath为发光层,较好地克服了激基复合物对Eu³⁺特征红光的干扰,获得了效率相对较高的、高亮度的Eu³⁺特征红光有机电致发光器件。与传统的掺杂型和模糊界面型Eu³⁺特征红光有机电致发光器件相比,该方法的制备过程简单且易于控制。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章前言  9-48
  1.1 有机电致发光的发展历史  9-11
  1.2 有机电致发光材料  11-16
    1.2.1 空穴传输材料  11-12
    1.2.2 电子传输材料  12-13
    1.2.3 发光材料  13-15
      1.2.3.1 有机小分子发光材料  13-14
      1.2.3.2 聚合物EL发光材料  14-15
    1.2.4 电极材料  15-16
      1.2.4.1 阴极材料  15
      1.2.4.2 阳极材料  15-16
      1.2.4.3 电极与有机层之间的缓冲层  16
  1.3 有机电致发光器件结构  16-18
  1.4 有机电致发光的发光过程  18
  1.5 有机电致发光器件效率的提高  18-25
    1.5.1 磷光发光材料的应用  18-20
    1.5.2 稀土配合物EL的潜在优势及研究进展  20-24
      1.5.2.1 稀土配合物发光  20-21
      1.5.2.2 稀土配合物EL的潜在优势  21
      1.5.2.3 稀土配合物EL的研究进展  21-24
    1.5.3 利用光学原理从器件方面改进  24-25
  1.6 OEL器件的应用领域的扩展  25-27
    1.6.1 光→光转换器件(光放大器件)  25
    1.6.2 有机光泵浦和有机电泵浦激光的实现  25-26
    1.6.3 具有微腔结构的OEL器件  26-27
    1.6.4 有机量子阱结构EL器件  27
    1.6.5 聚合物发光发射电化学器件(LEC)  27
  1.7 有机光伏电池的发展历程  27-35
    1.7.1 光伏器件的工作原理  28-29
      1.7.1.1 无机太阳能电池的工作原理  28-29
      1.7.1.2 有机光伏器件的工作原理  29
    1.7.2 光伏器件的表征  29-30
      1.7.2.1 光伏器件的性能参数  29
      1.7.2.2 光伏器件的效率  29-30
    1.7.3 有机光伏器件的进展  30-35
  1.8 本论文的主要研究内容  35-36
  参考文献  36-48
第二章传统的高亮度的掺杂型有机小分子电致发光器件的光伏效应的研究  48-62
  2.1 材料和实验方法  48-49
    2.1.1 材料  48-49
    2.1.2 实验方法  49
  2.2 有机掺杂红光器件的光伏性能  49-55
    2.2.1 有机掺杂红光器件的电致发光性能  50-51
    2.2.2 有机掺杂红光器件的光伏性能  51-52
    2.2.3 有机掺杂红光器件的光伏产生过程  52-55
      2.2.3.1 各有机功能层对器件光伏性能的贡献  52-54
      2.2.3.2 掺杂器件的光伏产生过程  54-55
  2.3 有机掺杂绿光器件的光伏性能  55-59
    2.3.1 有机掺杂绿光器件的电致发光性能  55-57
    2.3.2 有机掺杂绿光器件的光伏性能  57-59
  2.4 小结  59
  参考文献  59-62
第三章异质结有机小分子电致发光及光伏器件的研究  62-79
  3.1 材料  62-63
  3.2 激基复合物的形成过程与光生激子分离  63-64
  3.3 有机小分子激基复合物电致发光及光伏器件  64-70
    3.3.1 器件的电致发光性能  64-67
    3.3.2 器件的光伏性能  67-69
    3.3.3 小结  69-70
  3.4 有机白光电致发光及光伏器件  70-76
    3.4.1 白光器件的电致发光性能  70-74
    3.4.2 白光器件的光伏性能  74-76
    3.2.3 小结  76
  参考文献  76-79
第四章稀土配合物电致发光器件  79-94
  4.1 材料的化学结构式  79-80
  4.2 Gd(DBM)_3bath作为电子传输层的蓝光电致发光器件  80-85
  4.3 Eu(DBM)_3bath作为发光材料的电致红光器件  85-91
    4.2.1 Eu(DBM)_3bath发光器件中激基复合物的消除  85-87
    4.2.2 利用交互叠层的空穴传输层提高Eu(DBM)_3bath的电致发光性能  87-90
    4.2.3 小结  90-91
  参考文献  91-94
结论  94-96
读博期间已发表和待发表的文章目录  96-97
作者简介  97-98
致谢  98-99
长春光学精密机械与物理研究所博士学位论文原创性声明  99

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