基于体相激基复合物能量转移的高效双层界面激基复合物OLED研究

为解决界面激基复合物（interfacial exciplex）效率低于体相激基复合物（bulk exciplex）的难题，研究人员通过设计三元给体/受体体系TCTA/PO-T2T: x% mCP，实现了从高能单层体相激基复合物（PO-T2T: mCP）向低能双层界面激基复合物（TCTA/PO-T2T）的能量转移，将器件外量子效率（EQE）提升55.8%至6.7%，并证实了光谱蓝移（566 nm→544 nm）现象。该研究为提升界面激基复合物效率提供了新策略。

　　

在显示与照明领域，有机发光二极管（OLED）因其自发光、高色纯度及柔性可制备等特性备受关注。然而，传统荧光材料仅能利用25%的单重态激子，而磷光材料虽能通过重金属自旋轨道耦合实现100%激子利用率，却面临成本高昂的瓶颈。热激活延迟荧光（TADF）材料的出现为解决这一矛盾提供了可能，其通过反向系间窜越（RISC）将三重态激子（T₁）转化为单重态激子（S₁），但单分子发射机制仍存在局限性。激基复合物（exciplex）作为一种由给体（donor）和受体（acceptor）分子间电荷转移产生的双分子发光体系，具有与TADF相似的RISC机制，但其效率尤其是界面激基复合物（interfacial exciplex）的效率长期低于体相激基复合物（bulk exciplex）。

针对这一问题，山西大学的研究团队在《Dyes and Pigments》发表论文，提出通过体相激基复合物向界面激基复合物的能量转移策略，显著提升后者效率。研究采用三元给体/受体体系TCTA/PO-T2T: x% mCP，通过优化mCP掺杂浓度（30%），使基于TCTA/PO-T2T界面激基复合物的OLED器件电流效率、功率效率和EQE分别提升至20.5 cd A^-1、19.5 lm W^-1和6.7%，较未掺杂器件提升62.7%、62.5%和55.8%。光谱分析显示，发射峰从566 nm蓝移至544 nm，证实了高能体相激基复合物（PO-T2T: mCP）向低能界面激基复合物（TCTA/PO-T2T）的能量转移。该策略在DMAC-TRZ/PO-T2T体系中也使EQE提升至10.0%，为界面激基复合物效率优化提供了普适性方法。

关键技术方法

1. 器件制备：采用真空蒸镀法在ITO衬底上沉积有机层，优化TCTA/PO-T2T: x% mCP三元发光层结构。
2. 光谱分析：通过光致发光（PL）光谱验证激基复合物形成及能量转移路径。
3. 效率测试：对比不同mCP掺杂浓度下器件的电流效率、功率效率和EQE。

研究结果

1. Abstract：mCP掺杂使TCTA/PO-T2T界面激基复合物效率显著提升，EQE达6.7%，光谱蓝移22 nm。
2. Introduction：阐明了激基复合物效率提升的瓶颈，提出能量转移的创新思路。
3. Results and discussions：PL光谱证实PO-T2T: mCP与TCTA/PO-T2T间的能量转移；电致发光（EL）性能优化表明30% mCP为最佳掺杂比例。
4. Conclusions：能量转移策略可普适性提升界面激基复合物效率，为OLED设计提供新方向。

结论与意义
该研究首次将体相激基复合物的能量转移机制应用于界面激基复合物效率优化，突破了传统界面激基复合物效率低的技术壁垒。通过精准调控三元体系能级匹配，实现了高达55.8%的EQE提升，且策略可拓展至其他给体/受体组合（如DMAC-TRZ/PO-T2T）。这一发现不仅深化了对激基复合物发光机制的理解，更为低成本、高性能OLED器件的开发提供了理论依据和技术路径。