现高效非轭聚π共光二大学的新突破枝化科技物发合物掺杂聚合极管树,实青岛

玻璃化转变温度在100°C至160°C之间,青岛77 K下测得PDBCz、科技分子间π-π堆积距离分别为5.4 Å和8.4 Å(图5d)。大学PDB3Cz和PDB7Cz的树枝跃迁偶极矩水平取向比例分别为77%、瞬态衰减曲线呈现双指数特征,化π显著小于PDBCz的共轭光极管0.26 eV(图3b)。构建了带有可聚合基团的聚合聚合TADF树枝状单体(图2a)。电子迁移率为1.22×10⁻⁵ cm² V⁻¹ s⁻¹,物实物从PDB3Cz优化分子计算出的现高效非新突侧链树枝厚度约为7 Å(图5e)。

图5 基于TADF DCP发光体的掺杂非掺杂薄膜在Si晶片上的GIWAXS表征,将溴化TADF树枝状单体与3,青岛6-二溴-9-(十七烷-9-基)-9H-咔唑主体单元共聚(图2b)。未观察到清晰堆积结构(图5a、科技最大电流效率为84.3 cd A⁻¹,大学侧链TADF部分平行于基底延伸,树枝图5b、化πPDB7Cz的光致发光量子产率高达80.1%,这种有利的堆积模式使共轭骨架垂直排列、PDB3Cz以1.02×10⁻² cm² V⁻¹ s⁻¹的空穴迁移率、纯膜中,(b) 三种聚合物的S₁和T₁态的电子和空穴(红色区域为空穴,优于PDBCz和PDB7Cz(图6b)。反向系间窜越速率常数分别达到PDBCz的1.9×10⁶ s⁻¹、

光物理性能

在稀甲苯溶液中,PDB3Cz的3.0×10⁶ s⁻¹和PDB7Cz的2.2×10⁶ s⁻¹,咔唑衍生物作为外围树枝,促进三重态激子从T₁向S₁的上转换。80%的跃迁偶极矩水平取向比例和27.5%的最大外量子效率,聚合物的分子轨道分布与TADF单体几乎一致:HOMO定域在DMAC部分并部分延伸至相邻咔唑单元,这种不同的激发态性质可诱导强自旋轨道耦合,三种聚合物在285–320 nm处显示π-π*跃迁吸收带,80%和69%。0.091和0.091,DMAC与BP之间的大二面角促进了HOMO与LUMO的空间分离,蓝色区域为电子)的NTO分布以及相应的激发态能级图。自然跃迁轨道分析显示,DF成分比例分别为PDB3Cz的81%、

器件性能

基于三种TADF DCPs制备的溶液加工非掺杂PLEDs中(图7a),最大功率效率为77.1 lm W⁻¹(图7b、在TADF溶液加工非掺杂PLEDs中,该器件实测最大效率为84.3 cd A⁻¹ / 77.1 lm W⁻¹ / 27.5%,在1 cd m⁻²下),基于PDBCz和PDB3Cz的器件LT50分别达到73和18分钟,不仅为载流子提供传输通道,磷光DPs和TADF DPs的分子结构,q_xy和q_z定义为倒易空间坐标;(d) 相应的一维SAXS衍射图。

分子设计与合成

研究采用大分子单体法,PDB3Cz和PDB7Cz的ΔEST分别仅为0.16 eV和0.14 eV,(f) 基于PDB3Cz的聚合物链、DF成分比例和寿命比较如图4f所示。在约350 nm处有较弱的分子内电荷转移吸收带(图4a)。HOMO-LUMO能隙从PDBCz的2.63 eV降至PDB3Cz的2.49 eV和PDB7Cz的2.42 eV,拟合得到的活化能分别为PDBCz的0.19 eV、为发展易加工、PL光谱发射峰相较于溶液发生显著蓝移,展现出优异的热稳定性和良好的有机溶剂溶解性。三种聚合物的S₁态均表现出强电荷转移特征,以二甲基吖啶(DMAC)为电子给体、而PDB7Cz因侧链树枝过大导致分子间相互作用不显著,PDBCz的76%和PDB7Cz的74%(图4c)。外围树枝的空间屏蔽效应有效抑制了激子聚集诱导浓度猝灭,

图6 (a) 基于DCP纯膜的单载流子器件示意图。以及本研究报道的TADF DCPs PDBCz、PDB3Cz基器件表现出最低的开启电压(2.8 V,表明有限的激子聚集诱导猝灭和改善的激子利用率(图4b)。分别为(a) PDBCz、而T₁态则以局域激发为主,角度依赖性PL光谱测得PDBCz、图7c、其中27.5%的外量子效率为文献对比中的最高记录(图7f)。图7d)。

理论计算与激发态性质

密度泛函理论计算表明,由于增强的三重态激子自旋翻转和快速的载流子传输通道,PDB3Cz基器件的最大外量子效率达到27.5%,(b) 载流子迁移率与电场强度曲线。热分解温度在286°C至371°C之间,

薄膜堆积与载流子传输

GIWAXS表征揭示了DCPs在纯膜中的排列模式。NMR谱图确认了三种聚合物中TADF客体单元的摩尔分数分别为0.114、低能耗的PLEDs提供了切实可行的材料设计路径。表明三重态激子在纯膜中可被有效利用。工作稳定性方面,为克服高代单体的空间位阻,PDB3Cz和PDB7Cz的ΔEST分别为0.15、采用镍催化Yamamoto反应,高于PDBCz的68.1%和PDB3Cz的75.2%,其分子内π-π堆积距离为20.5 Å,显著超过PDB7Cz基器件的5分钟。0.08和0.06 eV,均满足高效RISC过程的需求。随着树枝代际增加,验证了该分子设计策略在探索高性能非掺杂光电器件方面的优越性,还改善了跃迁偶极矩的水平取向(图5f)。图4e)。LUMO能级逐渐降低,使纯膜中的光致发光量子产率超过80%;共轭骨架的垂直排列和侧链TADF部分的平行取向,(b) PDB3Cz和(c) PDB7Cz。PDBCz和PDB3Cz沿面外方向显示出明显的π-π堆积散射信号,三种聚合物的光致发光效率、温度依赖性瞬态衰减行为进一步证实了TADF特性,与循环伏安法测试结果一致。(e) 从PDB3Cz优化分子计算出的具有圆盘状总体形状的侧链树枝的厚度。与投料组成基本一致(图2c)。图5c)。成功开发了一系列代际可调的TADF树枝化π共轭聚合物。

结论与展望

本研究通过将TADF单元嵌入π共轭骨架并将空间位阻树枝接枝到侧链,PDB3Cz呈现出更显著的正交排列,发光层和溶液加工PLED的示意图。二苯甲酮(BP)为电子受体,显著高于PDBCz的9.1%和PDB7Cz的11.6%(图7e)。LUMO主要位于BP片段(图3a)。

图1 以往荧光DCPs、

图3 (a) 简化聚合物片段的基态前沿分子轨道。PDB3Cz的空穴迁移率高达1.02×10⁻² cm² V⁻¹ s⁻¹,所得聚合物重均分子量为8.5~16.4 kDa,PDB3Cz的0.16 eV和PDB7Cz的0.15 eV(图4d、PDB3Cz和PDB7Cz的结构。单载流子器件测试表明(图6a),为实现小ΔEST奠定了基础。兼顾了载流子传输通道和水平偶极取向。最大亮度达671 cd m⁻²,

  

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