为了探究有机发光二极管(OLEDs)中三重态激子参与的多种机制共同作用下磁场效应的变化规律,揭示复杂环境下OLEDs的性能变化规律,本文在具有较高三重态激子能量的磷光材料m CP中掺入单重态与三重态激子能量共振(ES≈2ET)的荧光染料Rubrene,制备了Rubrene掺杂型的OLEDs.实验发现,掺杂器件的电致发光磁场效应(MEL)表现出了复杂变化,且MEL的低场(B≤5 m T)和高场(5 m T≤B≤500 m T)部分随着掺杂浓度的改变都发生了明显的变化.这些MEL曲线可归结为掺杂体系内超精细相互作用、单重态激子裂变和三重态-三重态激子淬灭三种微观过程共同作用的结果;而不直接产生荧光的三重态激子,可以通过一些自旋混合过程,改变单重态激子的比例,从而对器件发光产生重要影响.器件的工作温度和注入电流密度对磁场效应的影响进一步证实了本研究组的观点.
聚[3,4-乙烯二氧噻吩]:聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)因其制备工艺简单、导电性能良好、成膜均匀及成本低廉等优势,已成为倒置型钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)中空穴传输层的首选材料.然而,由PSS链中的磺酸基团所导致的酸性和吸湿性等问题,对PSCs器件的光电性能和长期稳定性都造成了不良影响.针对以上问题,本文采用向PEDOT:PSS溶液中加入适量碱性赖氨酸的方法,利用赖氨酸中的氨基与PSS链中的磺酸基团的中和反应以适度调节PEDOT:PSS的酸性,改善了沉积于其上的钙钛矿薄膜的成膜质量,提高了器件的光电性能和长期稳定性.实验结果表明:使用赖氨酸掺杂的PEDOT:PSS薄膜为空穴传输层(hole transport layer,HTL)制备的倒置型PSCs器件,其开路电压(open circuit voltage,V_(OC))从0.94 V(未掺杂的PEDOT:PSS薄膜为HTL的参考器件)提升至1.04 V,短路电流(short circuit current,J_(SC))从20.81 mA cm^(-2)(参考器件)增加到21.35 mA cm^(-2),光电转换效率(power conversion efficiency,PCE)从15.71%(参考器件)提高到17.65%.此外,将未封装的赖氨酸掺杂的PSCs器件在氮气氛围(25℃)中存储2160 h后,其PCE保持为初始效率的86.54%;而在空气环境(25℃@15%相对湿度)中储存360 h后,其PCE仍能保持初始效率的85.88%.总的说来,将碱性赖氨酸作为掺杂剂引入PEDOT:PSS溶液,不仅能够适度中和PEDOT:PSS的酸性,还能改善钙钛矿薄膜的结晶性能和成膜质量,为实现高效稳定的倒置PSCs提供了一种新的思路.
