N型电学掺杂剂作用机理及其在有机光电器件中的应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61575146
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The electrical doping of organic semiconductor is an important scientific issue which is worth intensive investigation. The aim of this project to systematically investigate the route of synthesis of the N-type dopants based on novel transition metal complexes. Via the synthesis and application of the N-type electrical dopants, we are able to assess the doping mechanism of different transition metal complexes and study the application of these dopants in organic light-emitting diodes and organic photovoltaic devices. It is the relationship of the synthesis route of the N-type dopants, ionisation potential and the position of the elements of transition metals in the periodic table of the elements that will be fully explored in this research. The rule of the synthesis of the highly efficient N-type electrical dopants will be predicted accordingly. Based on the Seebeck effect, the type of the electrical doping can be readily verified. By doping these materials into the electron transport materials, we can obtain the correlation of the doping efficiency, carrier concentration and mobility with the N-type dopants. According to the energy level relationship and charge transfer mechanism, the reaction during the N-type doping process will be unveiled. We will specify the compatibility of the N-type dopants and the electron transport materials. Finally, these dopants will be applied in the research of organic light-emitting diodes and organic photovoltaic devices and the performance will be compared systematically. Throughout this project, we will further correlate the reduction ability of a series of transition metal complexes with the doping effect. It will be a good theoretical and experimetal basis which potentially leads to new pathways of developing new kind of materials and devices in this interdisciplinary study.
有机半导体材料的电学掺杂是有机半导体研究中值得深入研究的重要科学问题之一。本项目旨在利用有机半导体的电学掺杂剂合成和应用技术,系统地研究基于过渡金属配合物的的N型电学掺杂剂的合成路线,探索不同过渡金属配合物的掺杂机理及其在有机电致发光器件和有机光伏器件中的应用。通过研究过渡金属在元素周期表中位置与N型电学掺杂剂的合成方法、电离能大小关系,摸索高效率N型电学掺杂剂的一般合成规律。根据Seebeck效应,验证电学掺杂剂的掺杂类型,并研究其在电子传输材料中的掺杂效率及其对载流子浓度和迁移率大小变化的影响。根据能级关系和电荷转移机制,明确有机半导体N型掺杂涉及的反应机制,摸索N型掺杂剂与电子传输材料的最佳配伍关系。最后研究N型电学掺杂层对有机电致发光器件和有机光伏器件性能的影响,总结不同还原性的材料作为有机半导体N型电学掺杂剂的一般规律,为开发新材料和新器件结构这一交叉学科研究奠定理论和实验基础。

结项摘要

有机半导体的N型电学掺杂可以产生可“自由移动”的电子,提高载流子的密度,同时提高传输层的电导率,对于降低电子从电极到电子注入层或传输层或有源层都会起到有益的作用。常见的适合有机半导体的高效N型电学掺杂剂对环境的要求十分苛刻,本研究针对这一特点,利用无水无氧的手套箱环境,合成了一系列具有较高还原性的基于过渡金属配合物的电学掺杂剂,并将其进行相应的器件应用,发现这类材料可以大幅降低有机电致发光器件的工作电压,起到了电学掺杂的作用。针对基于过渡金属配合物对水氧及其敏感的特点,本研究也摸索出一套新的发展N型电学掺杂结构的方法,包括设计和合成了一系列掺杂剂前驱体,利用其在真空蒸镀的过程分解为有效的电学掺杂剂;进一步地,本项目还开发出一系列具有N型自掺杂效应的电学材料,采用溶液加工的工艺,制备了一系列有机电致发光器件和有机光伏器件,分析了自掺杂体系的材料结构与器件性能的关系,摸索出发展N型电学掺杂材料的一些规律。综上,藉由本研究开展,推动了N型电学材料的研究体系和器件应用开发,达到了项目实施的意义,为下一步开发新的材料体系,研究有机半导体的电学掺杂现象奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量(33)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Electroluminescence of intra-molecular exciplexes based on novel Lewis acid borane acceptors and a high triplet level donor
基于新型路易斯酸硼烷受体和高三线态供体的分子内激基复合物的电致发光
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.122527
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Zhang Minli;Xie Guohua;Xue Qin;Wang Hong-Bo
  • 通讯作者:
    Wang Hong-Bo
Self-doping cathode interfacial materials simultaneously enabling high electron mobilityand powerful work function tunability for high-efficiencyall-solution-processed polymer light-emitting diodes
自掺杂阴极界面材料同时实现高电子迁移率和强大的功函数可调性,用于高效全溶液加工聚合物发光二极管
  • DOI:
    10.1002/adfm.201700695
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Yin Xiaojun;Xie Guohua;Peng Yuhao;Wang Bowen;Chen Tianhao;Li Shuqi;Zhang Wenhao;Wang Lei;Yang Chuluo
  • 通讯作者:
    Yang Chuluo
Pure organic emitter with simultaneous thermally activated delayed fluorescence and room-temperature phosphorescence: thermal-controlled triplet recycling channels
同时具有热激活延迟荧光和室温磷光的纯有机发射体:热控三重态回收通道
  • DOI:
    10.1002/adom.201700588
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Advanced Optical Materials
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Yu Ling;Wu Zhongbin;Zhong Cheng;Xie Guohua;Zhu Zece;Ma Dongge;Yang Chuluo
  • 通讯作者:
    Yang Chuluo
Using Ring-Opening Metathesis Polymerization of Norbornene To Construct Thermally Activated Delayed Fluorescence Polymers: High-Efficiency Blue Polymer Light-Emitting Diodes
利用降冰片烯开环复分解聚合构建热激活延迟荧光聚合物:高效蓝色聚合物发光二极管
  • DOI:
    10.1021/acs.macromol.7b02629
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Macromolecules
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Zeng Xuan;Luo Jiajia;Zhou Tao;Chen Tianheng;Zhou Xiang;Wu Kailong;Zou Yang;Xie Guohua;Gong Shaolong;Yang Chuluo
  • 通讯作者:
    Yang Chuluo
Feasible modification of PEDOT:PSS by poly(4-styrenesulfonic acid): a universal method to double the efficiencies for solution-processed organic light-emitting devices
聚(4-苯乙烯磺酸)对PEDOT:PSS的可行改性:一种使溶液加工有机发光器件效率加倍的通用方法
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b09346
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Xiang Yepeng;Xie Guohua;Li Qian;Xue Longjian;Xu Qian;Zhu Junfa;Tang Yang;Gong Shaolong;Yin Xiaojun;Yang Chuluo
  • 通讯作者:
    Yang Chuluo

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其他文献

螺二芴和均三嗪构筑的主体材料的合成及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    乐勇军;相烨鹏;彭志伟;薛钦;谢国华
  • 通讯作者:
    谢国华

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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