论文部分内容阅读
本论文主要研究了有机发光器件和有机太阳能电池器件的磁效应,实验表明外加磁场对有机发光器件的电致发光强度和有机太阳能电池器件的光电流密度均有影响。本论文实验工作的第一部分是有关有机发光器件的磁效应研究。我们制备了结构为ITO/NPD/Alq3/LiF/Al的有机发光二极管,并测量了该器件电致发光的磁效应。实验发现在IT范围内的磁场对Alq3发光层的光致发光没有影响。但在外加磁场作用下,器件的电致发光却呈现出明显的磁效应,且电致发光强度与器件的偏压有很强的依赖关系:即在小偏压时,随着磁场的增强电致发光强度迅速增加,在大约500 Oe的磁场下电致发光强度达到饱和,之后即使磁场增大到约1T时也不再变化;但当偏压变大时,电致发光强度则呈现先增加,在500 Oe处达到峰值后又减弱的现象,而且偏压越大,电致发光的减弱越明显。本论文对所观察到的实验结果进行了定性解释:即三重态激子相互淬灭产生单重态激子和三重态激子与器件中的非平衡载流子相互作用是产生此效应的物理机制。本论文实验工作的第二部分是有关有机太阳能电池的磁效应研究。我们制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Ca/Al的有机太阳能电池器件,并测量了磁场对该器件在开路电压附近的光电流密度的影响。在没有外加磁场时,器件的光电流密度-电压曲线随温度变化。当温度降低,太阳能电池的开路电压不断增大,但短路电流却相应地减小。其原因可归结为器件中载流子迁移率随温度的变化和由激子分离产生的电子和空穴的复合。此外磁场也能够对太阳能电池器件的光电流密度产生影响。在开路电压附近,光电流很小,外加磁场使光电流产生负向的增大,这导致在开路电压器件有明显的磁电阻效应:偏压低于开路电压时,根据定义计算的器件磁电阻值为负;偏压高于开路电压时,器件的磁电阻变为正值。这种变化与磁场的方向无关。我们对这种现象的物理机制进行了尝试性的解释:即磁场的作用使寿命较短的单重态激子转变为寿命较长的三重态激子,三重态激子的增加使光电流在负向增强,并导致了开路电压附近的磁电阻效应。