“电子-声子耦合对有机半导体振动和电荷传输特性的影响”(e-Phonon)。RTD 的研究活动重点是研究在与其他研究小组合作的背景下获得的具有半导体特性的有机系统。特别是,并五苯和红荧烯是小分子类中研究最多的有机半导体,并用作 OFET 应用的参考点。第一阶段的研究活动重点是开发固态光谱技术,包括远红外和 THz 微拉曼,即使在高温和高压条件下也是如此。一旦开发出光谱配置,实验装置将设置成允许拉曼和可能的红外测量原位和操作。此阶段的设备是通过与意大利(CNR-Bologna)和外国(ICMAB-CSIC,西班牙)研究小组的长期合作制造的。在项目的最后阶段,开展了对施加于柔性设备上的机械应力的函数即原位晶格动力学研究。
为了表征有机sem iConductor中的内在电荷传输过程,必须最小化外部效应(例如接触电阻,非理想的污染物和外部污染物)的外在效应的影响。[1–3]半导体介电界面对于电荷传输至关重要,因为陷阱和表面粗糙可以阻止有效的电荷转移。[4,5]虽然表面粗糙度易于表征,例如,使用原子力显微镜(AFM)及其来源很容易识别,但[6]对于电活动陷阱而言,这是高度无琐的。此类陷阱通常与有机场效应晶体管(OFET)中使用的介电的影响有关,因为介电常数和其他内在特性会影响电荷转运。[4,5,7-10]为了减少半导体 - 二元界面处的捕获(例如,水和其他固有或外在陷阱),典型的是,表面是由于使用自组装单层(SAMS)而被钝化的。[11]最近还用本质上惰性的六角硼(H-BN)用作介电,其目标是实现无陷阱界面。[12–14]
聚合物和小分子混合薄膜在有机电子器件,尤其是有机太阳能电池中具有极高的应用价值。普通 P3HT 和最先进的 Y 系列非富勒烯受体 (NFAs) 的混合物具有很高的可混溶性,可以抑制相分离和聚集,从而抑制电荷分离和传输。在最近的一项研究中,引入了电流诱导掺杂 (CID),这是一种精确控制溶液中聚 (3-己基噻吩) (P3HT) 聚集的方法。本文使用溶液中高度有序的预聚集来控制纯膜和与 Y12 (BTP-4F-12) 的混合物中的 P3HT 聚集。这使得 P3HT 有机场效应晶体管 (OFET) 器件中的空穴迁移率提高了 25 倍,并且在 Y12 存在下 P3HT 聚集体质量可以在大范围内可调。同时,特别是 Y12 长程有序性因 P3HT 聚集性的增加而受到严重抑制。然而,溶剂蒸汽退火 (SVA) 可导致 Y12 有序性极高,Y12 晶体取向发生变化,P3HT 聚集性进一步改善。因此,仅通过改变加工参数而不改变材料系统的组成,就可以在最终薄膜中获得两种材料不同程度的聚集。
2025 年先进有机电子材料国际研讨会 (iWAOEM-25) 标志着材料科学的一个关键时刻,推动了柔性、轻质和可持续电子设备的发展。有机电子材料,包括小分子、聚合物和混合物,为传统半导体提供了碳基替代品。这些材料因其可调特性、经济高效的加工以及在有机光伏 (OPV)、有机发光二极管 (OLED) 和有机场效应晶体管 (OFET) 等尖端技术中的应用而受到重视。有机材料的主要优势在于其可通过分子设计和合成实现的可定制电子和光学特性。共轭聚合物和分子可实现可调带隙和高电荷迁移率,这对于能量转换和发光至关重要。它们固有的灵活性和溶液加工性支持卷对卷加工等创新制造方法,释放可穿戴电子产品的潜力,并降低与硅基技术相比的成本。有机材料在可持续性方面也表现出色,可实现节能的 OLED 显示屏和轻质透明的太阳能电池,适合集成到建筑窗户和便携式设备中。尽管有这些好处,但稳定性、电荷传输和可扩展性等挑战仍然存在。分子工程、掺杂和混合有机-无机钙钛矿方面的进步正在解决这些问题,从而提高性能和耐用性。
分子或聚合物。的确,从单晶到无定形的样品时,有机场效应晶体管(OFET)的迁移率通常会下降数量级。由于缺陷浓度低的结晶样品的制造是昂贵的,而且时间很密集,因此导电无序材料的发展是一个非常可取的目标。在这里,对结构障碍与电荷流动性之间关系的基本理解对于告知未来工程的工程至关重要。几项实验性和综合研究表明,晶体分子OS中的电荷转运属于一个困难的制度,在该方案中,该电荷既不完全在散装材料上完全取代,也没有完全在单个分子上进行局部局部[5-7],[5-7]正如通常假定的那样。[8–11]我们最近使用先进的量子动力学模拟显示了单晶OS中的载体“闪烁的极性”,这些载体是波和粒子之间中途的对象。[12–14]我们发现,它们在最有引导的晶体中被最高10–20分子被离域,并在原子的热运动(晶体振动)的影响下不断改变其形状和延伸。[12]以块状结晶五苯的例子为例,我们发现,多余的孔通常在17个分子上被脱落,[12,13]与电子自旋共振数据中的实验估计值非常吻合。[15] 9.6 cm 2 v -1 s -1,[13]的计算迁移率与实验同一致,5.6 cm 2 v -1 s -1。[21][16]极化子的离域和迁移率受到电子耦合的热波动的限制(非对角线电子 - phonon耦合)和位点能量(对角线电子 - phonon耦合)。This picture, emerging from direct propagation of the time-dependent electronic Schrödinger equation coupled to nuclear motion, resembles closely, and gives support to, the transport scenario predicted by alternative approaches including transient locali- zation theory (TLT) [17,18] and delocalized charge carrier hopping based on generalized Marcus theory [19] or polaron-transformed Redfield theory [20] mapped onto动力学蒙特卡洛。
在染料敏化的太阳能电池(DSSC)中,光被敏化的染料吸收。当光撞击染料分子时,它会吸收光子并将其兴奋至更高的能量状态。这种激发态允许染料分子将电子注入半导体的传导带,从而产生电流。选择染料特性非常重要,因为它可以帮助提高DSSC的性能。然而,从相同批次用作染料的植物或水果的相同输出电流特性非常困难。此外,改善了制造染料敏化的太阳能电池的电性能,例如短路电流密度和效率,这是至关重要的,因为需要考虑许多实验因素。因此,要最大程度地减少材料资源的额外利用,这是由于制造不成功的风险并理想地获得更好的性能,进行基于模拟的研究对于优化DSSC的性能很重要。自由软件通用光伏设备模型(GPVDM)是一个有前途且有趣的工具,因为它的免费许可和通过图形接口易于访问,用于模拟光电设备,包括OLED,OFET和各种类型的太阳能电池。本文考虑了3-D光伏设备模型GPVDM,以模拟用不同的叶绿素染料样品以DSSC性能模拟所提出的结构。本文旨在表征基于叶绿素的DSSC的高电流密度 - 电压(J-V),并确定合适的光伏仿真软件,用于运行基于叶绿素的DSSC的模拟。最后,将结果与各种文献来源中报道的实验数据进行了比较。结果表明,对于虫丝豆糖叶(CHL E),增强的短路电流密度(JSC)为0.3556 mA cm -2,这是所测试的其他染料中最高的。模拟短路电流密度(JSC)的值与已发表论文中报道的JSC的实验结果略有不同。总而言之,GPVDM可被认为适用于建模DSSC。
Heeger,MacDiarmid和Shirakawa等人发现导电聚乙炔。在1977年开设了一个新时代,这使他们因“导电聚合物的发现和开发”而获得了2000年诺贝尔化学奖。[1]在1987年,Tang和Vanslyke报告了砂含量的电致发光装置结构,代表了有机电子领域的里程碑。[2]在1990年,朋友,福尔摩斯,布拉德利及其来自剑桥大学的梅尔维尔实验室和梅尔维尔实验室的同事开发了其基于聚合物的电动发光设备,该设备被广泛认为是打开塑料电子设备的门。[3]从那时起,基于导电聚合物的有机发光二极管(OLED),有机光伏(OPV),有机场效应晶体效应(OFET)和有机固态激光器(OSSL)的技术一直非常迅速地推动。随着大量信息电子设备的灵活性,灵活的电子设备已成为现实。在过去的十年中,灵活的电子研究经历了快速增长,这也是由便携式和可穿戴仪器的功能驱动的。灵活的电子设备是一种猖ramp的技术发明,可重新使用软电介电和导电材料,它由于其出色的光电特性,例如电导率,opti-cal吸光度和载体和载体运输以及有吸引力的机械性能,包括灵活性,不良能力和溶液的制造,因此鼓励使用聚合物。核心组件的柔性设计在开发柔性电子设备方面起着至关重要的作用。灵活的电子设备被认为是基于开拓和跨学科研究的破坏性技术,它可以破坏基于经典硅电子产品的内在局限性。这可以为Ingration设计,能源革命,医疗技术变化开放创新的前景,从而为未来通过自我依赖的创新提供了重要的机会。柔性电子产品的优越性首先归因于对电子元素的性能的最终追求。灵活电子设备的关注问题通常是最佳光电特性和设备灵活性之间的权衡。出于织物的目的 - 高性能有机柔性设备,已经探索了不同的方法,主要集中在以下四个方面:a)内在灵活的有机成分(半导体,电极,绝缘体和底座),b)设备工程,c)c) - c)构造的构造技术和d)。具有内在灵活性的聚体用于构建灵活性