共轭聚合物和共轭有机分子电子能级的测量

李骁骏; 李永舫

doi:10.11777/j.issn1000-3304.2022.22040

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共轭聚合物和共轭有机分子电子能级的测量

综述 (高分子表征技术专题) | 更新时间：2024-10-08

- 共轭聚合物和共轭有机分子电子能级的测量
- Measurement of Electronic Energy Levels of Conjugated Polymers and Organic Molecules
- 高分子学报 2022年53卷第8期页码：995-1004
- 作者机构：
  
  1.中国科学院化学研究所北京分子科学国家研究中心有机固体院重点实验室北京 100190
  2.苏州大学材料与化学化工学部先进光电材料重点实验室苏州 215123
- 作者简介：
  
  [ "李永舫，男，1948年生. 1977级大学，1982年在华东化工学院(现华东理工大学)获硕士学位，1986 年在复旦大学获博士学位；1986~1988年中国科学院化学研究所博士后；1988年博士后出站后留化学所工作，1993年晋升研究员；2012年受聘苏州大学教授；2013年当选中国科学院院士. 现任《高分子通报》主编、《中国科学·化学》副主编、中国化学会监事. “导电聚吡咯的研究”获1995年度国家自然科学二等奖(排名第二)、“导电聚合物电化学和聚合物发光电化学池的研究”获2005年度北京市科学技术奖一等奖(排名第一)、“带共轭侧链的聚合物给体和茚双加成富勒烯受体光伏材料”获2018年度国家自然科学二等奖(排名第一). 主要研究方向是导电聚合物电化学以及聚合物太阳电池光伏材料和器件." ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(基金号 51820105003)
- DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2022.22040
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2022-08-20，
  
  网络出版日期：2022-06-23，
  
  收稿日期：2022-02-17，
  
  录用日期：2022-03-24
- 稿件说明：
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李骁骏,李永舫.共轭聚合物和共轭有机分子电子能级的测量[J].高分子学报,2022,53(08):995-1004.

Li Xiao-jun,Li Yong-fang.Measurement of Electronic Energy Levels of Conjugated Polymers and Organic Molecules[J].ACTA POLYMERICA SINICA,2022,53(08):995-1004.
李骁骏,李永舫.共轭聚合物和共轭有机分子电子能级的测量[J].高分子学报,2022,53(08):995-1004. DOI： 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22040.

Li Xiao-jun,Li Yong-fang.Measurement of Electronic Energy Levels of Conjugated Polymers and Organic Molecules[J].ACTA POLYMERICA SINICA,2022,53(08):995-1004. DOI： 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22040.

摘要

近年来，有机发光二极管(OLED)和有机太阳电池(OSC)等有机光电器件步入快速发展阶段，受到广泛关注. 而有机半导体的电子能级(HOMO和LUMO能级)与电极功函数的匹配对其光电性能至关重要，它决定着OLED电极电荷注入的能垒和OSC电极电荷收集的能垒. 另外，OSC中给体材料和受体材料电子能级的匹配对其光伏性能也非常重要. 因而，准确测量有机半导体光电材料的电子能级非常重要. 本文将介绍测量有机半导体电子能级常用的紫外光电子能谱和电化学方法，从测量原理、样品制备、测量注意事项等方面详细介绍了有机半导体电子能级的测量与计算. 我们给出了几个共轭聚合物和共轭有机小分子等有机半导体电子能级测量的实例，并列举了部分典型有机半导体材料已报道的电子能级数据以供读者参考.

Abstract

In recent years

organic optoelectronic devices

including organic light emitting diodes (OLEDs) and organic solar cells (OSCs)

have attracted great attention and developed rapidly. The matching of the electronic energy levels (HOMO and LUMO energy levels) of the organic semiconductors with the work-functions of the electrodes is of great importance for the optoelectronic properties of the devices. In addition

the matching of the HOMO and LUMO energy levels of the donor and acceptor materials is also crucial for the photovoltaic performance of the OSCs. Therefore

it is very important to accurately measure the HOMO and LUMO energy levels of the organic semiconductors. In this paper

we will introduce the commonly used measurement methods of the electronic energy levels of the organic semiconductors

including ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS) and electrochemical methods. And we will explain the measurement mechanism

sample preparation

attention items of the measurements

and give the calculation equations of the electronic energy levels. We also give several examples to measure the energy levels of the organic semiconductors including conjugated polymers and conjugated organic small molecule semiconductors

and liste the HOMO and LUMO energy levels of some typical organic semiconductor materials reported in literatures

for the reference of the readers.

关键词

有机半导体电子能级测量紫外光电子能谱循环伏安法HOMO和LUMO能级

Keywords

Organic semiconductorMeasurement of electronic energy levelsUltraviolet photoelectron spectroscopy (UPS)Cyclic voltammetryHOMO and LUMO energy levels

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