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柔性半导体光电器件

2018-01-19 17:22:00 yh 成果展示

一、项目概述

       传统的硅基半导体给我们带来了信息化革命,但其制造成本却十分昂贵,且其发展已经受到理论极限的限制。本项目采用柔性半导体代替传统的硅基半导体,制备柔性半导体光电器件。此项目将有效降低硅基半导体的制造成本,克服硅基半导体不能弯曲、折叠、大面积成膜的弱点,为我国抢占在下一代柔性半导体器件的战略地位奠定基础。

二、工作基础

开发出有机半导体材料的电子传输性能均超过常用的电子传输材料Alq3(日本专利特开2005-281136),应用于蓝色磷光发光器件得到47lm/W的最大视感效率(内量子效率接近100%)。成功利用溶胶-凝胶和自组装方法实现了有机/无机复合电致发光器件,实现了稳定的多彩显示,简化了器件的制备工艺,有利于降低大面积电致发光显示器件的制作成本。

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            图  柔性显示器件(左); 柔性太阳能电池(右)。

三、技术优势、技术路线及实施方案

       设计和制备具有高电荷迁移率的有机半导体材料的前驱体,通过全湿化学过程,制备具有良好光电性能的复合柔性半导体薄膜。通过化学自组装、光交联、电化学成膜等技术改善薄膜界面间的结合性能,提高器件的稳定性,实现膜厚和结构在分子水平上的精确控制,制备高性能柔性显示屏、柔性薄膜储存器、电子纸、柔性薄膜晶体管、柔性感光体、柔性薄膜电池等柔性半导体光电器件,为最终实现多功能集成柔性塑料芯片奠定基础。

四、技术水平

本实验室在OLED器件研究和有机太阳能电池的研究方面已有多年的经验积累,技术水平和实验条件在国内处于领先地位。自主创新的多项专利有待与业界进一步结合,转化为生产力。

五、市场状况及市场预测

    当前,OLED显示技术借助柔韧性等诸多优势,有望替代液晶,从而成为下一代显示技术,市场前景极为广阔。而有机太阳能电池的研发,对解决能源问题提供了一种行之有效的解决方案,因为太阳能是一种取之不尽、用之不竭的绿色能源。因此,关于OLEDs和有机太阳能电池的研发,将为业界在今后的显示和能源领域提供坚实基础。

六、  所需设备及投资估算

       需要进一步建立和完善材料合成和器件制备的实验设备与操作环境,比如建设100级超净间,柔性半导体复合薄膜光电性能的表征

 

及柔性半导体光电器件的封装等设备的购置,OLEDs与有机太阳能电池的寿命测量装置等。

七、合作方式

希望实行多种形式的产学研共同研发。