中国华南理工大学(South China University of Technology)的研究人员设计出一种直接采用p-n接面的高效率有机发光二极管(OLED)，取代在p型传输层与n型电子传输层之间夹入有机发光层(EL)的传统途径。
研究人员们在国际光电工程学会(SPIE)的期刊中发表其研究：“实现高性能和低成本的萤光有机LED”(Realizing high-performance and low-cost fluorescent organic LEDs)，文中描述一种可直接作为发光中心的纯有机p-n接面。
研究人员解释，这种平面元件是由垂直夹层于铟鍚氧化物阳极与氟化锂/铝阴极之间的p-型和n-型有机半导体组成，不仅比基于氧化层的元件更易制造，同时也较传统OLED (其介面通常具有发射与传输层诱导通过能量阻障)具有更低的驱动电压。
研究人员表示，“该元件的发光行为是从p型和n型材料释放协同能量的结果，这与传统从单分子发射器产生光的OLED不同。”
p-n接面结构的OLED (pn-OLED)元件配置图
研究人员使用1,1-bis[4-[N,N-di(p-tolyl)-amino]phen yl] 环己烷 (TAPC)作为P型半导体，以及2,4,6-tris(3-(pyridin-3-yl)phenyl)-1,3,5-triazine (TmPyTZ)作为内部开发的n型半导体，为其提供了强劲的电子吸收性能以及良好的电子传输能力。
由此取得的pn-OLED表现出高达12%的峰值外部量子效率(η ext)，为元件带来20%的光输出藕合效率，并被转换成60%的内部量子效率(η int)，超过传统萤光发光器的理论最大效率——25%。
研究人员只要改变p-n接面所使用的材料组合，就能调变其pn-OLED的发光颜色，为采用4,4',4”-tri(N-carbazolyl)triphenylamine (TCTA)作为p型传输层的堆叠，展示绿光pn-OLED具有高达10%以上的外部量子效率。pn-OLED需要低作业电压，使其适用于低功耗的可携式装置。
p型与n型有机半导体材料的分子结构
研究人员期望将有机主动p-n接面的概念扩展到其他可能的用途，包括光电探测器、电泵浦有机半导体雷射，以及有机发光二极管。
编译：Susan Hong
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