分子内弱电子耦合Donor-Acceptor材料体系的光电性能研究

针对有机电致发光器件的稳定性问题，本项目拟设计合成分子内弱电子耦合Donor-Acceptor（D-A）分子新体系，旨在发展一类具有高稳定性、载流子平衡迁移、高发光效率的新型有机电致发光材料。设计的分子由两个主要基元（D/A）组成，通过大扭曲角度构筑D-A间的弱电子耦合特征，实现分子内氧化、还原部位分离，以及空穴和电子的注入、迁移位点分离。通过选择氧化和还原稳定的基元（D/A），易于实现分子同时稳定的氧化还原状态；对分离的空穴和电子注入、迁移基团的修饰，调控载流子的注入、迁移平衡。重点研究不同D/A基元给受电子能力、扭曲角度、组成比例、环境介质等因素调控材料光电性能（稳定性、迁移性能和发光效率）的规律。扩展研究分子内弱电子耦合D-A体系适于电致发光（或光伏电池）的结构性质参数、调控方法。该设计材料期望的高稳定性、载流子迁移平衡和高发光效率特点，有望形成自主知识产权的材料体系。

针对有机电致发光器件的实用化问题，本项目设计合成了分子内弱电子耦合Donor-Acceptor（D-A）分子新体系，发展了一类具有高稳定性、载流子平衡迁移、高发光效率的新型低成本有机电致荧光材料。设计的分子由两个主要基元（D/A）组成，通过大扭曲角度构筑D-A间的弱电子耦合特征，实现分子内氧化、还原部位分离，实现分子稳定的电化学性质。重点研究不同D/A基元给受电子能力、扭曲角度、组成比例、环境介质等因素调控材料光电性能的规律。通过溶剂化效应和理论模拟研究，发现了一种具有高发光、高激子利用性质的特殊激发态形式（杂化局域-电荷转移激发态，HLCT）。发现了三线态→单线态能量转换的反系间窜越（RISC）通道，提出了显著增强单线态→三线态激子转换效率的热激子过程新原理。获得分子内弱电子耦合D-A体系适于电致发光的分子结构、激发态能级结构参数。该设计材料具备的高稳定性、高能量利用效率、低成本等优点，已经成为下一代具有自主知识产权的有机电致发光新材料体系的研究热点。