第1章 理论基础 1
1.1 电磁辐射与电磁波 1
1.2 分子的基态电子结构 2
1.3 分子的能级 4
1.4 分子的激发态 4
1.5 分子的激发态物种 6
1.6 能量传递和电子转移理论 9
第2章 光电测试技术 11
2.1 稳态光谱技术 11
2.1.1 紫外可见近红外吸收光谱 11
2.1.2 荧光光谱 13
2.1.3 红外吸收光谱 18
2.1.4 拉曼光谱 18
2.2 瞬态光谱技术 19
2.2.1 飞秒时间分辨吸收光谱技术 20
2.2.2 时间分辨荧光光谱技术 21
2.2.3 纳秒时间分辨吸收光谱技术 22
2.2.4 时间分辨拉曼光谱技术 22
2.2.5 瞬态光电压测试技术 22
2.3 光谱电化学技术 23
2.3.1 紫外可见近红外吸收电化学光谱技术 23
2.3.2 电化学拉曼光谱技术 24
2.4 色测试技术 25
2.4.1 基本原理 25
2.4.2 积分球及其测光原理 26
2.4.3 光色测试系统的结构 27
2.5 电流-电压测试技术 27
2.6 电荷迁移率测试技术 31
第3章 咔唑和噻唑有机材料的合成及其在电致发光器件中的应用 33
3.1 引言 33
3.1.1 OLED器件结构与工艺 33
3.1.2 OLED各层材料 34
3.1.3 多功能材料 43
3.1.4 咔唑类材料 44
3.1.5 噻二唑类材料 46
3.1.6 新材料的设计思路 47
3.2 DPDT-ICZ和DNDT-ICZ材料合成与晶体结构 49
3.2.1 DPDT-ICZ和DNDT-ICZ的合成 49
3.2.2 晶体结构 54
3.3 DPDT-ICZ和DNDT-ICZ的性质表征 57
3.3.1 合成材料的物理性质 58
3.3.2 咔唑类化合物的理论计算 66
3.4 吲哚并咔唑类化合物的器件研究 67
3.4.1 吲哚并咔唑类化合物的电荷传输性质 68
3.4.2 吲哚并咔唑类化合物的非掺杂发光器件 70
3.4.3 吲哚并咔唑类化合物的空穴传输性能 72
3.4.4 吲哚并咔唑类化合物的主体功能 75
3.4.5 吲哚并咔唑类化合物的多功能材料应用 79
3.5 联咔唑类化合物的器件研究 82
3.5.1 DPA-PCTP-CA的空穴单载流子器件的性能 83
3.5.2 DPA-PCTP-CA在荧光器件中的空穴传输性能 83
3.5.3 DPA-PCTP-CA在磷光器件中的空穴传输性能 86
3.5.4 DPA-PCTP-CA的多功能材料性能 88
3.6 噻二唑类化合物的器件研究 91
3.6.1 化合物作为空穴注入材料在单载流子器件中的性能 92
3.6.2 化合物作为空穴注入材料在荧光器件中的应用 94
3.6.3 化合物作为空穴注入材料对多功能材料器件的改进 97
第4章 基于界面调控的有机电致发光器件 109
4.1 引言 109
4.1.1 基本历程 109
4.1.2 OLED/PLED的原理和技术特点 111
4.1.3 国内外发展 114
4.2 基于界面修饰的高效率蓝光PLED 119
4.2.1 蓝光PLED的发光特性分析 120
4.2.2 高效率蓝光PLED的理论分析 121
4.2.3 高效率蓝光PLED的实验验证 123
4.2.4 高效率蓝光PLED的表面形貌分析 124
4.3 基于界面修饰材料的高效率白光PLED 125
4.3.1 白光PLED的研究背景 125
4.3.2 白光PLED的发光特性分析 126
4.3.3 高效率白光PLED的理论分析 129
4.3.4 高效率白光PLED的光谱特性分析 130
4.3.5 高效率PLED的表面形貌分析 134
4.4 基于银纳米线-聚合物复合电极的高效率柔性磷光聚合物电致发光器件 134
4.4.1 柔性聚合物电致发光器件及其电极的研究背景和进展 134
4.4.2 复合电极基板的光学特性分析 136
4.4.3 基于复合电极基板的蓝光器件的发光特性分析 137
4.4.4 基于复合电极基板的高效率蓝光器件的理论分析 138
4.4.5 基于复合电极基板的绿光和红光器件的发光特性分析 139
4.4.6 基于复合电极基板的高效率器件的光谱特性分析 141
4.4.7 基于复合电极基板的高效率器件的弯折特性分析 143
4.5 增强光提取的高效率白光聚合物磷光电致发光器件 143
4.5.1 有机电致发光器件中光提取的研究背景和进展 143
4.5.2 基于复合电极基板器件的基本结构 145
4.5.3 复合电极基板的表面结构分析 146
4.5.4 基于复合电极基板白光器件的发光特性分析 147
4.5.5 基于复合电极基板白光器件的光谱特性分析 150
4.5.6 基于复合电极基板白光器件的光提取特性分析 152
4.5.7 基于复合电极基板白光器件的弯折特性分析 155
第5章 共轭聚合物材料的设计、合成与光伏器件 165
5.1 有机聚合物太阳能电池概述 165
5.1.1 有机太阳能电池的基本原理 165
5.1.2 有机太阳能电池的输出特性 166
5.1.3 有机太阳能电池的几种基本结构 167
5.1.4 聚合物给体材料的发展 169
5.1.5 展望和挑战 185
5.1.6 本节研究内容和研究思路 187
5.2 基于含不同侧链吩嗪受体核的给受体聚合物的合成与表征 188
5.2.1 基于不同侧链长度取代吩嗪的给受体聚合物的合成与光伏器件表征 189
5.2.2 聚合物的表征 192
5.2.3 基于不同侧链取代位置吩嗪的给受体聚合物的合成与光伏器件表征 199
5.2.4 聚合物的合成与表征 201
5.3 基于氯代吩嗪受体核的给受体聚合物的合成与表征 208
5.3.1 目标分子 209
5.3.2 合成过程 210
5.3.3 聚合物的合成与表征 212
5.4 基于噻吩［3,2-b］并喹喔啉受体核的给受体聚合物的合成与表征 220
5.4.1 目标分子 220
5.4.2 合成过程 221
5.4.3 合成与表征 224
第6章 聚噻吩类太阳能电池的形貌与光电性能 245
6.1 引言 245
6.1.1 有机半导体材料与器件的发展历程 245
6.1.2 聚合物太阳能电池的光致电荷过程 249
6.2 P3HT在体相异质结共混膜中的相结构特征 250
6.2.1 P3HT类活性层的形貌 251
6.2.2 P3HT类活性层的光学吸收性能 253
6.2.3 P3HT孤立相的指认 253
6.2.4 P3HT结晶相和无序相的特征吸收光谱 255
6.2.5 P3HT相含量的估算与垂直分布特征 257
6.2.6 P3HT相结构的垂直分布特征 258
6.2.7 制膜工艺对P3HT吸收光谱的影响 260
6.2.8 体相异质薄膜中电荷的生成与传输特征 261
6.3 形貌和相界面对P3HT/PCBM体系中电荷传输的影响 262
6.3.1 薄膜形貌与晶体结构的表征 263
6.3.2 形貌和给受体界面对P3HT正负极化子吸收光谱的影响 265
6.3.3 相界面效应对电荷传输过程的影响 268
第7章 基于界面与结构设计的光伏器件 277
7.1 有机光伏器件的界面结构与材料 277
7.2 基于不同受体的平面异质结OPV电池的研究 282
7.2.1 引言 282
7.2.2 基于富勒烯受体的平面异质结OPV电池的研究 284
7.2.3 基于SubPc/C60和Rubrene/C60的OPV电池的研究 285
7.2.4 基于空穴传输材料（HTM）/C60的OPV器件的研究 286
7.2.5 基于SubPc受体的平面异质结OPV电池的研究 287
7.3 基于阳极复合有机界面层修饰的OPV电池的研究 291
7.3.1 引言 291
7.3.2 复合型阳极界面修饰层的设计 295
7.3.3 本节研究设计 296
7.3.4 HTL对器件性能的影响 298
7.3.5 ETL对器件性能的影响 300
7.3.6 复合阳极界面层的工作机理 300
7.4 带有阳极界面层的体异质结OPV电池的研究 303
7.4.1 引言 303
7.4.2 研究工作的设计 306
7.4.3 基于SubPc阳极界面层修饰的低浓度给体掺杂OPV电池研究 306
7.4.4 基于其他阳极界面层修饰的低浓度给体掺杂OPV电池研究 309
7.4.5 使用非TAPC给体掺杂的体异质结OPV电池研究 311
7.4.6 带有SubPc阳极界面层的体异质结OPV电池的工作机制 312