基于Alq?的OLED中PEDOT:PSS–HTL和BPhen–ETL层的荧光界面工程在生物医学应用中的应用

《Journal of Fluorescence》：Fluorescence Interface Engineering of PEDOT: PSS–HTL and BPhen–ETL Layers in Alq?-Based OLEDs for Biomedical Applications

研究不同电子传输层（ETL）和空穴传输层（HTL）对Alq3基OLED性能的影响，通过材料选择、界面优化及参数调节，结合Oghmanano软件分析I-V、J-V等特性。优化结构（PEDOT:PSS/Alq3/BPhen/LiF/Al）使电压提升至2.8V，光子流达7.35×10?? W/m2，并拓展至荧光生物医学应用。

　　

摘要

在这项研究中，我们探讨了不同电子传输层（ETL）和空穴传输层（HTL）对铝喹啉（Alq?）基有机发光二极管（OLED）性能的影响。研究重点在于材料选择、界面优化以及参数调整，以提升器件性能。使用Oghmanano软件分析了各种电学特性，包括电流-电压（I–V）、电流密度-电压（J–V）、光子通量-电压（Φ–V）、电荷密度-电压（Qt–V）、复合率-电压（K–V）和光子通量-电流（Φ–I）关系，针对初始模型结构（层配置为氧化铟锡（ITO）/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT: PSS）/Alq?/C??/氟化锂（LiF）/铝（Al））。初始模拟结构的性能参数为：开启电压（Vk）= 2.5 V，电流密度（J）= 1.85 × 103 A cm?2，光子通量（Φ）= 3.57 × 10?? W m?2，电荷密度（Qt）= 1.65 × 1023 m?3，复合率（K）= 8.13 × 10?1? m3 s?1。此外，还研究了发光层和电荷传导层厚度变化对器件性能的影响，以确定最佳参数。在所测试的材料中，作为HTL的PEDOT: PSS和作为ETL的浴酚anthroline（BPhen）表现出优异的电荷传导性和与Alq?的能带对齐性。优化后的模拟结构参数有所提升：Vk = 2.8 V，J = 2.63 × 103 A m?2，Φ = 7.35 × 10?? W m?2，Qt = 1.89 × 1023 m?3，K = 2.79 × 10?1? m3 s?1。这些结果表明，优化后的OLED结构可以作为可见光谱领域先进光电子应用的传统配置的有效替代方案。此外，优化后的OLED结构具有更高的荧光效率和可调的可见光发射特性，这使其在基于荧光的生物医学应用（如生物成像、生物传感和光动力疗法）中具有巨大潜力。