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金属纳米粒子增强有机光电器件性能研究进展
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O621[理学—有机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室,长春130012, [2]华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室,广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51303057;91233113;21334002;51373054;51473052;21174042)资助
中文摘要:

金属纳米粒子以其特殊的体积效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应提供了诸多优异的光学和电学性能.实验表明,利用金属纳米粒子的光学和电学效应可以有效提升有机光电器件的综合性能.目前在有机发光二极管器件中流明效率最好的增强效果为150%,在有机光伏器件中功率转换效率最好的增强效果为70%,特别是在一些高效有机光电器件中的成功应用,虽然增强的比例相对较低,但是器件效率基数大,最终得到的器件性能相当优异.这些性能提升的主要机理包括表面增强荧光、等离激元光捕获、能量转移、电学效应、散射效应等.本文以金属纳米粒子的表面等离子体共振效应和电学效应为主线,按照不同纳米粒子及器件中的修饰位置进行分类,系统总结了金属纳米粒子提高有机发光二极管器件和有机光伏器件性能方面的工作.针对纳米粒子的局域表面等离子共振效应作用范围小,增强波长单一等问题,总结了一些新的设计思路如远场增强效应、纳米粒子和激子剖面的调控与匹配及散射增强效应等,希望为进一步的结构设计提供帮助.

英文摘要:

Metal nanoparticles( NPs) have made great contributions to the optical and electrical properties in the field of materials science,primary to the interest in their unique small size effect,quantum effect,surface effect and macro quantum tunnel effect. Recently,utilizing the unique optical and electrical properties of metal NPs enable them to be extensive applied in organic optoelectronic devices for further enhancing device performances,has becoming the research focus area. Until now,the best enhancement ratio of efficiency in organic light-emitting diodes and organic photovoltaics are 150% and 70%,respectively,especially the successful applications in the high-performance optoelectronic devices. The enhancement mechanism could be concluded to metal enhanced fluorescence,plasma enhanced absorption,energy transfer,electrical effect,scattering effect and so on. Here we review the different enhancement mechanisms introduced by surface plasma resonance and electrical effect of metal NPs,present the different strategies of incorporating different NPs and summarize the research works of metal NPs-based enhancing the performance of organic optoelectronic devices.The local surface plasma resonance of NPs also exist some problems when applied in devices,such as the limitation of action range,the enhanced wavelength region should matching with plasma resonance and so on. The researchers proposed some new design views such as "far-field"effect,the adjusting between NPs and excitons profile,scattering effect. With the comprehensive understanding of the mechanisms,further improvement in device performance and emerging applications can be expected for the new class of NPs-incorporated organic optoelectronic devices.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676