有机光电器件的阴极界面修饰及研究

【摘要】本文的研究重点是有机发光二极管和聚合物太阳电池中阴极界面修饰及界面物理的研究。主要包括以下两方面内容：1、利用碱金属盐LiF、NaF、CsF、Cs2CO3作为阴极界面修饰材料，制备高效率小分子有机电致发光二极管（organiclight-emittingdiodes,OLEDs）、聚合物电致发光二极管（polymerlight-emittingdiodes,PLEDs）以及聚合物太阳电池（polymersolarcells,PSCs）。在OLEDs和PLEDs中，比较上述四种碱金属盐，CsF作为阴极界面修饰层的器件流明效率和功率效率最高，其次分别为Cs2CO3和NaF，LiF的修饰效果最差。特别是在以Poly(p-phenylenevinylene)(P-PPV)为发光层的PLEDs中，CsF作为阴极界面层的器件最大流明效率可达17.8cd/A，比LiF作为阴极界面修饰层的器件流明效率提高了将近300%。在以Poly(3-hexylthiophene)（P3HT）：Phenyl-C61-butyricacidmethylester（PC61BM）为活性层的PSCs中，当选用LiF作为阴极界面层，器件功率转换效率（powerconversionefficiency,PCE）可达4.12%。而其它碱金属盐NaF、Cs2CO3和CsF的PCE分别为：3.72%、3.55%以及3.2%。2、利用具有水/醇溶性的有机小分子金属酞菁衍生物（VOPc(OPyCH3I)8）作为阴极界面修饰层，制备了以polymerthieno[3,4-b]-thiophene/benzodithiophene(PTB7)和[6,6]-phenylC71-butyricacidmethylester(PC71BM)为活性层的PSCs。光伏测量结果显示VOPc(OPyCH3I)8的引入同时提高了器件的开路电压（Voc）、短路电流(Jsc)以及填充因子(FF)，因此在工作面积为44mm2的PSCs中，PCE达到7.23%。而在工作面积为22mm2的器件中，PCE更可高达8.12%。除了光伏特性，我们还进行器件暗态电流、外量子效率、电子迁移率以及紫外光电子能谱（UPS）、原子力显微镜（AFM）和接触角的测量，对Voc、Jsc和FF的增加给予了合理的解释，并初步提出了界面偶极是VOPc(OPyCH3I)8在PSCs中的主要作用机理。
【作者】孙书恒；
【导师】李枫红；
【作者基本信息】吉林大学，物理化学，2014，硕士
【关键词】有机电致发光二极管；聚合物太阳电池；阴极界面修饰；碱金属盐；水/醇溶性有机小分子；

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