本書基于近三十年來新發展起來的有機光電子學，有機光電子學是無機光電子學(即無機半導體)的新發展。本書共分6章：第1章介紹有機分子間電荷轉移機制及其WOLED(白光有機發光二極管)器件結構設計，第2章介紹基于激基復合物的電致發光機制及其高效OLED器件研究，第3章介紹基于激基復合物主體的高效OLED，第4章介紹基于分子內電荷轉移的TADF(熱活化延遲熒光)OLED研究，第5章闡述基于電荷轉移激發態的有機太陽電池器件設計原理，第6章介紹基于分子間電荷轉移機制的有機光探測器件研究。
目錄
“光電子科學與技術前沿叢書”序
前言
第1章 有機分子間電荷轉移機制及其WOLED 器件結構設計 1
1.1 有機-有機分子間電荷轉移激發態的形成 1
1.1.1 有機給體與受體分子間的激發態形成過程 1
1.1.2 分子間單重態激基復合物的形成 5
1.1.3 三重態激基復合物發光 7
1.2 基于分子內電荷轉移的OLED 研究 10
1.2.1 分子內CT 的熱活化延遲熒光(TADF)的主要機制 10
1.2.2 利用局域激發態和分子內CT 態雜化為一體的有機電致發光 10
1.3 基于分子間電荷轉移態的WOLED 器件 12
1.3.1 實現WOLED 的各種結構設計 12
1.3.2 激基復合物為橙色發射的WOLED 器件結構 12
1.4 本章小結 25
參考文獻 26
第2章 基于激基復合物的電致發光機制及其高效OLED 器件研究 29
2.1 引言 29
2.2 基態、激發態和激基復合物分子內電荷轉移態 30
2.2.1 有機材料的分子軌道能級 30
2.2.2 有機材料的基態和激發態 31
2.2.3 單重態和三重態激基復合物 31
2.2.4 躍遷、內轉換和系間竄越 33
2.3 激基復合物的TADF 物理機制 35
2.3.1 給受體混合體系的吸收特性 35
2.3.2 光致發光光譜、時間分辨光譜和電致發光光譜 36
2.3.3 光致發光壽命和電致發光壽命 38
2.3.4 溫度的影響 39
2.3.5 基于間隔層的激基復合物 41
2.3.6 小結 43
2.4 TADF 機理和發光動力學過程 43
2.4.1 發光動力學過程 43
2.4.2 與TTA 過程的區別 46
2.5 分子間激基復合物的TADF OLED 器件研究 50
2.5.1 器件結構 50
2.5.2 傳輸層對發光效率和質量的影響 50
2.5.3 給受體混合比例、載流子平衡和器件效率的影響 51
2.5.4 激基復合物TADF 單色光器件 52
參考文獻 57
第3章 基于激基復合物主體的高效OLED 60
3.1 激基復合物主體的特點 60
3.1.1 不具有TADF 特性的激基復合物作主體 61
3.1.2 具有TADF 特性的激基復合物作主體 62
3.1.3 具有TADF 特性的激基復合物主體敏化傳統熒光材料 62
3.2 激基復合物主體的實際應用 64
3.2.1 激基復合物主體的初步研究 64
3.2.2 激基復合物主體的廣泛應用 65
3.2.3 激基復合物主體在白光OLED 中的應用 73
3.3 激基復合物主體與非激基復合物混合主體的共性與區別 77
3.4 本章小結 79
參考文獻 80
第4章 基于分子內電荷轉移的TADF OLED 研究 82
4.1 TADF 材料的產生和特征特點 82
4.1.1 TADF 材料產生的背景 82
4.1.2 TADF 材料的發展和設計 85
4.1.3 TADF 材料中關鍵的TADF 過程 86
4.2 TADF 材料作為發光材料在OLED 中的應用 87
4.2.1 基于TADF 材料的主客摻雜型高效OLED 88
4.2.2 基于TADF 材料的非摻雜高效OLED 93
4.2.3 基于TADF 材料的OLED 壽命研究 95
4.3 TADF 材料作為主體材料在OLED 中的應用 96
4.3.1 TADF 材料作為輔助摻雜劑在熒光OLED 中的應用 97
4.3.2 TADF 材料作為主體在熒光OLED 中的應用 102
4.3.3 TADF 材料作為主體在磷光OLED 中的應用 106
4.4 TADF 材料在WOLED 中的應用 110
4.4.1 TADF 材料作為發光摻雜劑的WOLED 110
4.4.2 TADF 材料作為摻雜主體的WOLED 112
4.5 本章小結 116
參考文獻 116
第5章 基于電荷轉移激發態的有機太陽電池器件設計原理 119
5.1 引言 119
5.2 OPV器件基本工作原理 120
5.2.1 有機太陽電池的基本結構 120
5.2.2 有機太陽電池的性能參數 121
5.2.3 有機太陽電池的等效電路模型 122
5.2.4 有機太陽電池工作的微觀機制 123
5.3 CT 激子對OPV 性能影響 129
5.3.1 CT 激子對短路電流的影響 130
5.3.2 CT 激子對開路電壓的影響 131
5.4 基于電荷轉移激發態的PV 器件設計相關文獻 132
5.4.1 聚合物PV 器件設計 132
5.4.2 小分子光伏電池設計 135
5.4.3 界面修飾層的作用 137
參考文獻 138
第6章 基于分子間電荷轉移機制的有機光探測器件研究 140
6.1 光探測器 140
6.2 有機光探測器 141
6.3 有機光探測器和有機光伏器件的工作原理比較 141
6.4 基于分子間電荷轉移激發態的有機光探測器 142
6.4.1 基于純有機材料給體/受體間電荷轉移的光探測器件 142
6.4.2 寬波段光響應OPD 研究 146
6.4.3 基于有機晶體給體/受體的OPD 器件研究 150
6.4.4 基于有機-無機分子間電荷轉移的OPD 研究 152
6.4.5 摻雜金屬納米晶體的有機OPD 研究 160
6.5 基于鈣鈦礦材料的OPD 研究 163
6.5.1 鈣鈦礦作為光伏材料的發現及其主要結構 163
6.5.2 基于寬光譜響應鈣鈦礦PD 器件 164
6.5.3 基于無濾光片的窄帶紅、綠、藍光響應的鈣鈦礦PD 二極管 168
6.5.4 紅外盲-可見光敏感的鈣鈦礦光探測研究 171
6.5.5 與鈣鈦礦PV 電池集成在一起的可自供電的鈣鈦礦PD 二極管 172
6.6 基于石墨烯的PD 二極管 175
6.6.1 石墨烯材料的電子結構和載流子傳輸 175
6.6.2 純石墨烯的PD 二極管 176
6.6.3 石墨烯-鈣鈦礦雜化的PD 二極管 177
參考文獻 182
縮略語簡表 186
索引 190
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