过去几十年来,有机半导体 (OSC) 因与传统有机半导体相比具有机械灵活性、低潜在制造成本和合成可调性等独特优势,在下一代印刷电子设备中备受关注。1 – 3 这些材料可广泛应用于有机光伏 (OPV)、4 – 6 有机场效应晶体管 (OFET) 7,8 到有机发光二极管 (OLED) 等等。9 为了充分发挥这些技术的潜力,人们付出了大量的努力来调整 OSC 的特性,包括其吸光能力和载流子传输,主要通过设计和合成新型半导体化合物。根据其传输的载流子类型,OSC 可分为 p 型(多数空穴传输)和 n 型(多数电子传输)材料。从历史上看,n 型 OSC 的发展在载流子迁移率和合成可扩展性方面明显落后于 p 型 OSC,因此,
脉冲激光沉积 (PLD) 是一种成熟的复杂化学计量薄膜沉积技术,在成功制造薄膜形式的高温超导体 (HTS) 后引起了广泛的研究关注。[1] 从那时起,PLD 主要用于在晶格匹配基板上外延生长多种复合氧化物的应用,但在光伏 (PV) 领域尚未得到探索。尽管在 21 世纪初,高导电性的 In 基 TCO 已通过 PLD 制造并成功用作 OLED 的前触点 [2,3],但关于 PLD 生长触点在 PV 设备中的应用的报道仍然很少。文献报道包括用于 CIGS [4] 和有机 [5] 太阳能电池的掺杂 ZnO 薄膜以及用于卤化物钙钛矿太阳能电池的金属氧化物传输层。 [6] 此外,PLD 已被提议用于硫族化物吸收层的制造 [7,8],最近又用于卤化物钙钛矿吸收层。[9,10]
和现代建筑建立在更普遍的有机LED(OLEDS)的基础上。[1,3-5]在整个可见频谱中具有电荷平衡和高效率仍然远离最佳的QD,QD通常被用作颜色 - 纯发光下调转换器,用于在背光无机LED中显示。[2,6]虽然对设备档案的研究对于将来的开发至关重要,但许多小组也在探索QD的替代材料,以降低成本,最大程度地减少丰富的问题并限制毒性。[7-9]最初在2012年作为照片伏特的有前途的材料出现,[10]卤化物钙钛矿对于几乎所有光启动器件(例如光电探测器)具有巨大的潜力,例如光电探测器,[11]激光器,[12]和LED。[13–15]卤化物钙钛矿NC对于光发射特别有利,其发射波长可以通过组合和形态在整个可见范围内进行调谐,[16]超高的量子产量(Qys)(Qys),即使接近统一,甚至接近统一,[17-19],[17-19]和合成,通常是actile and facile conigile facile cookile cookile,sable,便宜,易于扩展。[20,21]相比之下,传统QD通常需要Inorranic Core-shell结构,高前体纯度和复杂的,乏味的合成以获得令人印象深刻的光学特性。[22]但是,钙钛矿NC缺乏足够的稳定性
蓝色有机发光二极管(OLED)技术需要进一步的进步,而超荧光(HF)OLED已成为解决稳定性和颜色纯度问题的有希望的解决方案。影响HF-OLEDS性能的关键因素是Förster共振能量转移(FRET)。在这里,我们使用对比鲜明激活的延迟荧光(TADF)敏化剂研究了蓝色HF-OLED的FRET机制。我们证明,敏化剂的分子结构深刻影响了FRET效率,以螺旋罗连接的TADF Molecule Acrsa为例,TADF Molecule acrsa抑制了二面 - 角度的不均匀性和任何低能源构象异构体,这些构象异构体对末期发射极端发射极小。因此,可以将FRET效率优化至近100%。此外,我们演示了近乎理想的敏化剂的性质与理想的TADF发射器的分歧。与非HF设备相比,使用绿色敏化剂的蓝色HF-oleds具有外部量子效率的三倍(约30%)。这种新的理解为敏化剂设计打开了途径,表明绿色敏化器可以有效地泵送蓝色端子发射器,从而减少设备激素激素能量并改善蓝色OLED稳定性。
1. 引言近年来,OLED 技术的巨大进步 [1,2,3] 和有机光伏 (OPV) 的迅猛发展证明了有机电子器件的工业和商业潜力。有报道称,体异质结设计中的经典有机光伏器件的效率接近 20%,而钙钛矿的效率甚至超过了这个值。这些里程碑式的进步使得此类发展如今既适用于小规模也适用于大规模应用 [4,5]。尽管如此,尽管最近电子器件和传感器取得了令人瞩目的进步,但下一代 OLED、太阳能电池和印刷电路(基于有机场效应晶体管 (OFET))的制造在寻找新型更高性能半导体、基板和封装材料、电介质和加工条件 [6–11] 等方面仍面临挑战。有机材料在 RF 范围内(即兆赫甚至更高频率)在空气中的稳定运行将支持许多能够与硅基 CMOS 电路竞争的新技术的开发 [8,12–18]。当这些新型电子元件与生物传感元件相结合时,将为开发一次性诊断和药物输送技术开辟可能性[19–29]。
窄带发射多谐振热激活延迟荧光 (MR-TADF) 发射器是一种有前途的解决方案,无需使用光学滤光片即可实现当前行业针对蓝色的色彩标准 Rec. BT.2020-2,旨在实现高效有机发光二极管 (OLED)。然而,它们的长三线态寿命(主要受其缓慢的反向系统间穿越速率影响)会对器件稳定性产生不利影响。在本研究中,设计并合成了螺旋 MR-TADF 发射器 (f-DOABNA)。由于其𝝅 -离域结构,f-DOABNA 拥有较小的单重态-三重态间隙𝚫 E ST ,同时显示出异常快的反向系统间穿越速率常数k RISC ,高达 2 × 10 6 s − 1 ,以及非常高的光致发光量子产率𝚽 PL ,在溶液和掺杂薄膜中均超过 90%。以 f-DOABNA 为发射极的 OLED 在 445 nm 处实现了窄深蓝色发射(半峰全宽为 24 nm),与国际照明委员会 (CIE) 坐标 (0.150, 0.041) 相关,并显示出较高的最大外部量子效率 EQE max ,约为 20%。
发现无金属有机色彩团可以作为有机光发射二极管(OLEDS)中有效发射器的发现,近年来改变了光电设备的材料科学。在OLED发射器中,根据自旋统计数据,最低的单线(S 1)和激发电子状态通过注射电子和孔的重组填充,根据自旋统计量。T 1状态的高种群不利于实现高荧光量子产率。但是,如果S 1 -T 1能隙,δST= E S1 - E T1足够小(即在热能范围内),则可以通过在室温下通过反向间间交叉(RISC)的过程从下层t 1状态填充S 1状态。三胞胎群体向单线种群的热转化增强了荧光产量。依靠RISC工艺的发射器是由Adachi和同事开创的,被称为热活化的延迟荧光(TADF)发射器。1–4一类特殊的TADF发射器是由Hatakeyama和同事合成的。5–9在这些平面异源化合物中,B和N杂原子以某种方式排列,以至于最高占用的分子轨道(HOMO)和最低的无分子轨道(LUMO)位于交替原子上,称为“多重谐振效应”。5,9这些化合物中HOMO和LUMO的特殊空间重叠会导致一个小的交换矩阵元素,因此在小的S 1 -T 1间隙中产生了一个小的空间重叠。5典型的Hatakeyama化合物(DABNA-1)是二氮杂的抗抗浓度,表现为0.15 eV的ΔST。
Markets News 6 Mini-LEDs to challenge OLEDs in high-end display market • GaN device market grows at 12.13% CAGR to $7bn in 2022 Microelectronics News 8 CML buys Microwave Technology • Micross buys KCB Solutions • NEC achieves record output power in 150GHz band using mass- producible GaAs technology Wide-bandgap electronics News 11 Wolfspeed to supply SiC devices for梅赛德斯 - 奔驰EV•CEA和雷诺开发基于WBG的双向板载充电器•Infineon符合与Resonac的SIC材料材料多年供应与合作协议•Finwave加入了美国半导体创新联盟•Navitas•Navitas在塞里卡尼(IC JV)的材料和加工设备中剩余的股份•Meterogation 28 k-Space启动•X. XR XR X.XRFFIR•xrfffir• Epi appoints Neil Gerrard as director of epitaxy LED News 34 Nichia and Infineon launch first fully integrated micro-LED light engine for HD adaptive driving beams • MICLEDI demos red AlInGaP micro-LEDs at CES Optoelectronics News 48 NIST and AIM Photonics collaborating to boost photonic chip designs to 110GHz •Ganvix and BluGlass to co-develop green GaN VCSELS•荷兰联盟投资350万欧元的Lionix•OpenLight任命CEO Optical Communications News 48生产诗人的光学发动机,以100G,200G和400G PHOTOVOLTAICS NEWS 52 FRAUNHOFER ISE ISE ISE ADVANCE ADVANCTION PEROVSKITE PEROVSKITE -SILICON TANDEM Cell and Module to Industrial Maturility Maturility Maturility
好消息是,通过精心合理地设计活性材料内的光子产生发射区 (EZ) 可以缓解这些问题。在 OLED 中,这通常是通过将薄活性材料分成多个更薄的子层来实现的,其中一个位置和设计适当的子层执行 EZ 的任务,而其他子层则协助电子电荷载流子的注入和传输。[3,5] 缺点是这种纳米级精确(且对空气敏感)的多层结构通常需要在高真空条件下通过热蒸发进行昂贵的制造。LEC 与 OLED 的区别在于,LEC 在活性材料中加入可移动离子,并与 EL 有机半导体 (OSC) 混合。可移动离子在初始 LEC 操作期间起着关键作用。简而言之,当施加电压时,移动离子会重新分布,首先在电极界面处形成有利于注入的电双层 (EDL),然后实现 OSC 的电化学 p 型和 n 型掺杂。这些掺杂区在活性材料中相遇,形成 pn 结,这实质上定义了 EZ 位置。[6] 在 LEC 器件中原位形成“多层”结构很有吸引力,因为它可以实现低成本的印刷和涂层制造,[7] 但也具有挑战性,因为它使 EZ 的控制变得不那么直观和困难。[1d,6a,8]
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。
