研制基于超大环酞菁的波长范围在1.5~1.6微米的有机近红外发光二极管(NIR-OLEDs)和响应波长在0.9~1.6微米的光伏器件,包括适用于光纤通信波段的光电探测器和红外波段有机太阳能电池。基于超大环酞菁的NIR-OLEDs和红外光电探测器以无毒、易于与Si器件集成,低廉的价格等优点将会在红外发光器件、探测器件领域取得相当大的市场份额,如真正的实现"fiber to home(光纤到户)"的信息光互联。同时,有机红外光电探测器以其廉价、易集成、可做在柔性衬底等优点将会代替一部分无机材料器件成为光纤通讯、光信息处理领域的主力。另外,旋涂在Si太阳能电池的背面所构成的复合太阳能电池,将红外波段也利用起来,能够大大的提高太阳能电池的效率,将在宇航、军事、民用方面有广泛的应用。
在世界上首次发现合成了具有六个相同亚单元的超大环酞菁。这种扩展了的六边形新一族超大环酞菁分子结构是上万种酞菁分子结构中的第四种基本结构。它的发现与合成代表着酞菁家族的一个新的重要分支的发现和建立。这是继1972年合成亚酞菁以来,30多年来在酞菁领域的又一重要的创新性工作。利用STM、质谱、核磁共振、元素分析及金属元素含量测定、顺磁共振、紫外-可见-近红外吸收谱等对这种超大环酞菁的分子结构,化学、物理特性进行了深入的研究,发现了这种超大环酞菁在大于1微米近红外波段,特别是在光纤通讯的1.5微米波段具有良好的光活性。这也是有机材料光电特性方面的重要发现,并在此基础上,成功的研制出1.5微米波段有机发光二极管单层器件和多层器件,器件的发光峰值分别位于1.58μm和1.565μm,研制出近红外光伏器件原型器件。还研究了传统酞菁材料-CuPc的近红外发光特性,成功制造出了1.1微米的近红外电致发光器件,这表明通过优化器件材料组成完全可能将有机发光二极管延伸到红外领域。同时在酞菁的单晶培养,有机薄膜晶体管等方面作一系列的研究工作。