兼容性共混主体材料优化TADF-聚合物发光电化学电池性能的研究

本研究针对TADF-聚合物发光电化学电池（LEC）中电化学掺杂与多组分相容性难以协同优化的难题，通过筛选兼容的p型（SimCP2）和n型（OXD-7）小分子共混主体，实现了平衡的p-/n型电化学掺杂、高效能量转移及分子间相互作用抑制。最终器件峰值亮度达1292 cd m?2 ，外量子效率（EQE）提升至2.24%，为低成本、高性能柔性显示器件开发提供了新思路。

　　

研究背景与意义

发光电化学电池（LEC）因其简化的单层器件结构和低成本溶液加工潜力，成为柔性显示领域的研究热点。然而，基于热激活延迟荧光（TADF）聚合物的LEC性能长期受限，亮度不足500 cd m^?2
，外量子效率（EQE）低于1%。这一瓶颈源于TADF聚合物与主体材料间的强烈相互作用，导致电化学掺杂失衡和分子聚集问题。此前研究多聚焦于小分子TADF材料，而聚合物体系仅有一例报道（Edman团队，2019年），其性能仍远落后于金属配合物体系。

研究设计与技术方法

华南某高校团队通过筛选p型树枝状分子SimCP2与n型平面分子OXD-7作为共混主体，结合TADF聚合物PABPC（含0.05 mol% ABP发光单元），采用溶液法制备LEC器件。关键实验包括：紫外-可见吸收/荧光光谱分析能级匹配性，电化学测试评估掺杂稳定性，原子力显微镜（AFM）表征薄膜形貌，以及器件性能测试（亮度、EQE、驱动电压）。

研究结果

1. 光物理性质
共混主体SimCP2:OXD-7（1:1）与PABPC的能级匹配良好，且OXD-7的引入显著提升电子传输能力，但单一OXD-7宿主因分子平面性导致严重聚集。

2. 电化学行为
PABPC缺乏可逆n型掺杂能力，而OXD-7的加入使体系实现平衡的p/n掺杂，循环伏安曲线显示氧化/还原电位差从0.8 V降至0.3 V。

3. 形貌与器件性能
AFM显示共混主体薄膜粗糙度（R_q
）仅为0.5 nm，远低于单一OXD-7宿主（3.2 nm）。最优器件在6.5 V驱动下实现1292 cd m^?2
亮度、2.24% EQE和6.89 cd A^?1
发光效率，较对照组（SimCP2单宿主EQE 1.1%）提升一倍以上。

结论与展望

该研究首次证明兼容性小分子共混主体可同步解决TADF聚合物LEC的电化学掺杂与形貌控制难题。通过分子设计抑制OXD-7聚集的策略，为开发高性能柔性光电器件提供了普适性方案。未来研究可进一步探索主体-聚合物相互作用机制，优化共混比例以突破效率极限。论文发表于《Organic Electronics》，标志着聚合物TADF-LEC研究迈入新阶段。