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基于Re（Ⅰ）配合物的有机光电器件

作　者: 王龙
导　师: 李传碧
学　校: 吉林师范大学
专　业: 无机化学
关键词: Re(I)配合物 高电子传输性能 OPVCs OLEDs
分类号: TN36
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


在21世纪，人类更加关注世界能源的供应。当前非常迫切需要开发一种清洁的可循环利用的能源，来解决当前这种环境污染和能源供需的矛盾。有机光电器件因其制作成本低廉、生产工艺简单、易于制成大面积器件等诸多优点而成为一个研究热点。本论文以Re(I)配合物磷光材料在有机光伏电池(organic photovoltaic cells, OPVCs)和有机电致发光(organic light-emitting diodes, OLEDs)领域中的应用为工作出发点，具体工作如下：1.分别以BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)、 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)、APTT(2,3-acenaphthene-1,4,8,9-tetraaza-triphenylene)为配体，合成了三个Re(I)配合物磷光材料Re-BCP、Re-Bphen、Re-APTT；2.采用真空镀膜工艺，利用Re-BCP为激子阻挡层(exciton blocking layers，EBLs)制备出OPVCs。开路电压(open circuit voltage, Voc)为0.425V；短路电流密度(short circuitcurrent density, Jsc)为5.38mA/cm2；能量转换效率(power conversion efficiency, PCE)为2%；3.采用真空镀膜工艺，利用Re-BCP为中间层制备出OPVCs。中间层厚度分别为1nm、3nm、5nm，随着器件中间层厚度的增加，器件的效率呈现逐渐下降的趋势。标准器件（没有中间层）的开路电压(Voc)为0.43V，短路电流密度(Jsc)为9.00mA/cm2，填充因子(FF)为0.35，能量转换效率(PCE)为1.16%；4.采用真空镀膜工艺，利用Re-BCP为掺杂材料制备出OPVCs。Re-BCP分别向给体材料CuPc和受体材料C60掺杂，向给体CuPc掺杂浓度为10%、20%、30%，器件的性能随着掺杂浓度的增大而逐渐降低；向受体C60掺杂浓度为5%、15%、20%，器件的性能随着掺杂浓度的增大而逐渐降低；5.采用真空镀膜工艺，利用Re-Bphen为激子阻挡层制备出OPVCs，最大开路电压(Voc)为0.45V，短路电流密度(Jsc)为7.48mA/cm2，能量转换效率(PCE)为1.58%；6.采用真空镀膜工艺，利用Re-Bphen为中间层制备出OPVCs，中间层厚度分别为1nm、3nm、5nm，器件的性能随着掺杂浓度的增大而逐渐降低；7.采用真空镀膜工艺，利用Re-Bphen为掺杂材料制备出OPVCs，向受体C60掺杂浓度为5%、15%、20%，器件的性能随着掺杂浓度的增大而逐渐降低；8.采用真空镀膜工艺，利用Re-APTT即Re(CO)3Cl-(2,3-acenaphthene-1,4,8，9-tetraaza–triphenylene)为发光材料制备出OLEDs。最高亮度和效率分别为4011cd/m2和1.17cd/A，启亮电压为6V。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
引言  10-11
第一章 研究背景和基本原理  11-25
  1.1 有机太阳能电池的发展  11-13
    1.1.1 有机太阳能电池的优点  11-12
    1.1.2 有机太阳能电池的发展  12-13
  1.2 OPVCs 的基本原理  13-14
  1.3 OPVCs 的器件结构  14-16
  1.4 OPVCs 的性能参数  16
  1.5 基于小分子材料的有机光伏器件  16-17
  1.6 常见有机小分子材料  17-18
  1.7 有机电致发光的发展  18-21
    1.7.1 OLEDs 的工作原理  19-20
    1.7.2 OLEDs 的结构  20-21
  1.8 OLEDs 的性能参数  21-22
  1.9 铼(I)配合物磷光材料的研究  22-23
  1.10 本论文设计思想  23-25
第二章 磷光材料 Re(I)配合物的合成  25-29
  2.1 引言  25
  2.2 Re(I)配合物的合成  25-28
    2.2.1 试剂及仪器  25-26
    2.2.2 Re(I)配合物的合成  26-27
    2.2.3 Re(I)配合物的吸收光谱  27-28
  2.3 小结  28-29
第三章 基于 Re(I)配合物的 OPVCs  29-41
  3.1 研究背景  29
  3.2 实验方法  29
  3.3 基于 Re-BCP 的 OPVCs 制作及性能  29-36
    3.3.1 Re-BCP 作激子阻挡层 OPVCs 性能研究  29-32
    3.3.2 Re-BCP 作中间层 OPVCs 的性能研究  32-34
    3.3.3 Re-BCP 作为掺杂剂的 OPVCs 性能研究  34-36
  3.4 基于 Re-Bphen 的 OPVCs 制作及性能  36-39
    3.4.1 Re-Bphen 作激子阻挡层 OPVCs 的性能研究  36-37
    3.4.2 Re-BPhen 作中间层 OPVCs 的性能研究  37-38
    3.4.3 Re-Bphen 作为掺杂剂 OPVCs 的性能研究  38-39
  3.5 小结  39-41
第四章 基于 Re(I)配合物的 OLEDs  41-45
  4.1 研究背景  41
  4.2 实验方法  41-42
  4.3 基于 Re-APTT 的 OLEDs 的制作及性能  42-44
    4.3.1 基于 Re-APTT 的 OLEDs 制作  42
    4.3.2 基于 Re-APTT 的 OLEDs 性能  42-44
  4.4 小结  44-45
结论  45-47
参考文献  47-54
攻读硕士期间发表的主要科研成果  54-55
后记  55

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 半导体光电器件
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