beat365官方网站現代光學研究所、人工微結構和介觀物理全國重點實驗室陳志堅、肖立新教授課題組利用低能三重态激子調控有機發光器件（OLED）中的能量傳遞，有效實現低能激子的能量回傳，提升OLED器件性能。相關研究結果以“亞秒級長壽命三重态激子中轉庫作為輔助主體實現高效穩定的有機電緻發光二極管”（Sub-second Long Lifetime Triplet Exciton Reservoir as Assistant Host for Highly Efficient and Stable Organic Light-Emitting Diode）為題，于2025年3月25日在線發表于《先進功能材料》（Advanced Functional Materials).

OLED中單、三重态發光激子比例為1:3，要實現高效率發光，必須充分利用其中的三重态激子，但三重态激子容易通過三重态-三重态湮滅（TTA）和三重态-極化子湮滅（TPA）等過程而損失能量。這些非輻射過程會導緻嚴重的發光效率滾降及器件老化。因此，三重态激子的利用是實現高效和穩定器件的必要條件。

為了限域發光層内的高能激子，通常要求限域激子能級高于發光激子能級 0.5 eV以上才能實現接近完美的限域效果。但是研究團隊發現，利用激子的另一個物理量——壽命，即采用秒級超長壽命（而發光材料的三重态激子壽命為微秒級）來彌補三重态能級的不足，利用具有超長壽命的低能三重态激子來限域高能的發光激子，這樣有利于提高材料的穩定性，打破了激子限域能力與能級的必然關聯，從而也就克服了高三重态能級與穩定性的矛盾。前期設計了一種長壽命（常溫下0.2秒）三重态激子限域材料，用于電子傳輸材料，它可以長時間儲存激子，并通過吸熱能量轉移而表現出優異的激子阻擋能力。這種現象被命名為長壽命三重态激子中轉庫（LTER）效應，它實現了低能三重态的電子傳輸材料對高能發光激子的限域，在不損失效率的情況下有效提升了器件穩定性（Adv. Mater. 2024, 36, 2313746）。

圖1. a)低能三重态分子與發光分子之間的能量傳遞機理。b)低能三重态分子在發光層中分别作為主體和輔助主體的作用。

OLED發光層中同樣存在三重态激子的限域問題，因此研究團隊進一步探索在發光層中長壽命低能激子對高能發光激子限域的可能性。結果表明，該LTER分子作為主體隻會導緻嚴重的猝滅。采用低濃度摻雜至載流子複合區域作為輔助主體時，可有效限域高能激子，表現出激子中轉庫的作用；此外，該分子還能改善器件的載流子平衡，從而拓寬激子複合區，綜合提升了器件性能，未來可能為突破OLED發展的瓶頸-藍光性能改善提供新的途徑。

beat365官方网站2022級博士生龔樂帆為該論文的第一作者；beat365官方网站2024年博士畢業生唐振宇（現在為北大聯合博士後），陳志堅教授、肖立新教授為該論文的共同通訊作者，其他主要合作者包括beat365官方网站博士畢業生郭浩清，博士生唐榮，博士後俞文錦、曲波副教授等。該研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金以及人工微結構和介觀物理全國重點實驗室的支持。

論文原文鍊接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202502937