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)
Rational utilization of intramolecular and intermolecular hydrogen bonds to achieve desirable electron transporting materials with high mobility and high triplet energy
合理利用分子内和分子间氢键获得高迁移率和高三线态能量的电子传输材料
  • DOI:
    10.1039/c5tc04198h
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Yin Xiaojun;Chen Dongcheng;Peng Qiming;Xiang Yepeng;Xie Guohua;Zhu Zece;Zhong Cheng;Li Feng;Su Shijian;Yang Chuluo
  • 通讯作者:
    Yang Chuluo
Photophysics and electroluminescence of red quantum dots diluted in a thermally activated delayed fluorescence host
热激活延迟荧光主体中稀释的红色量子点的光物理学和电致发光
  • DOI:
    10.1039/c9tc04340c
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Xiang Yepeng;Xie Guohua;Huang Manli;Yang Chuluo
  • 通讯作者:
    Yang Chuluo
High-color-purity and efficient solution-processable blue phosphorescent light-emitting diodes with Pt(ii) complexes featuring (3)pi pi transitions
高颜色纯度、高效、可溶液加工的蓝色磷光发光二极管,具有具有 (3)pi pi 跃迁的 Pt(ii) 配合物
  • DOI:
    10.1039/c9qm00347a
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Ma Huili;Shen Kang;Wu Yipei;Xia Fang;Yu Feiling;Sun Zhengyi;Qian Chunyue;Peng Qiming;Zhang Hong Hai;You Cong;Xie Guohua;Hang Xiao Chun;Huang Wei
  • 通讯作者:
    Huang Wei
Tuning the emission from local excited-state to charge-transfer state transition in quinoxaline-based butterfly-shaped molecules: Efficient orange OLEDs based on thermally activated delayed fluorescence emitter
调节基于喹喔啉的蝴蝶形分子中从局部激发态到电荷转移态转变的发射:基于热激活延迟荧光发射器的高效橙色 OLED
  • DOI:
    10.1016/j.dyepig.2017.02.035
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    Dyes and Pigments
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Yu Ling;Wu Zhongbin;Zhong Cheng;Xie Guohua;Wu Kailong;Ma Dongge;Yang Chuluo
  • 通讯作者:
    Yang Chuluo
Hexa-substituted benzene derivatives as hole transporting materials for efficient perovskite solar cells
六取代苯衍生物作为高效钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料
  • DOI:
    10.1016/j.dyepig.2018.12.010
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Dyes and Pigments
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Liu Yuan;Tao Chen;Xie Guoua;Verden Jeroen Van Der;Marras Sergio;Luo Zhenghui;Zeng Xuan;Petrozza Annamaria;Yang Chuluo
  • 通讯作者:
    Yang Chuluo

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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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