功能材料——有机光电材料

一、简述

光功能材料是指在外场(如光、电、磁、热等)作用下，利用材料本身光学性质发生变化的原理，实现对入射光信号的探测、调制及能量或频率转换作用的光学材料。光功能材料是以光为驱动力的功能材料体系。在初始阶段，人们称之为光响应性材料(Photoresponse materials)。近年来出现的在信息科学和IT工业中有着巨大意义的学科—光信息材料科学就是在此基础上发展起来的。

有机光电材料是指具有光电转换功能、光电活性的有机材料。广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子，分为小分子和聚合物两类。与无机材料相比，有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。此外，有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间，可以通过分子设计来获得所需要的性能，能够通过自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。

二、发展史

1、早期(二十世纪50到80年代中期)

高电压、低亮度、低效率光电材料(蒽单晶1963)；

2、中期(1987-1990年)

美国Eastman Kodak公司的邓青云和Vanslyke开创性的工作，有机EL器件雏形形成；

3、近期(1990以后)

英国剑桥大学的Burroughs等人成功地用聚苯撑乙烯(PPV)的预聚体制成薄膜，制成了单层结构聚合物电致发光器件(EL)。关于有机光电材料的研究已成为热点课题。

三、光电材料分类

1、空穴传输材料

有机芳香多胺类化合物，结构中的氮原子具有很强的给电子能力，电子不间断给出，表现出空穴迁移特性。如NPD和HTM2。

2、电子传输材料

具有大的共轭平面的芳香族化合物，能有效地传递电子，有较好的接受电子的能力。如PBD和DPVBi。

3、小分子发光材料

有些有机小分子本身就具有发光功能，如六苯并苯、红荧烯和TPCP。

4、高分子光电转换材料

有些主链共轭或非主链共轭的高分子具有光电转换功能。主链共轭型的如聚二烷基芴、PPV等。非主链共轭高分子如N,N-二苯基甲基丙烯酰胺等。

5、修饰化高分子光电转换材料

如将PPV修饰转化为MEH-PPV，其光电转换能力有所提高。

6、材料复合-功能耦合高分子光电转换材料

美国加州大学俞刚博士将MEH-PPV作为电子给体，C60为电子受体，构成D-A型光电池，其光电转换能力大幅度提高。

7、高分子复合物光电转换材料

如将MEH-PPV和另一个PPV的衍生物CN-PPV配合使用，组成了D-A网络结构光电池，光电转换能力进一步提高。

8、半菁类有机小分子光电转换材料

9、修饰性半菁类有机小分子光电转换材料

以推电子基团对电子给体或拉电子基团对电子受体进行结构修饰，结果表明：电子给体的推电子或电子受体的拉电子能力越强，其光电转换性能越好。推电子修饰基拉电子修饰基当在电子给体和电子受体之间加入共轭桥时，对光电转换时间有延长作用。

伟伯化工一直关注有机光电材料领域相关研究与发展，目前可提供一系列高纯、新颖相关化合物，满足有机光电材料领域发展需求。

◆ 富勒烯及其衍生物

◆ 聚噻吩衍生物