有机光电器件中载流子界面迁移率及迁移率各向异性规律的动力学模拟研究

有机聚合材料不但可用来遮风挡雨，还能被利用来导电发光。有机光电器件的发光效率及光伏性能高度依赖于载流子的传输特性。鉴于有机材料的诸多天然优势以及有机高分子材料中的载流子迁移率普遍较低的现状，我们采用动力学模拟的方法研究有机高聚物材料中的载流子迁移率随外界条件的变化规律。由于实验测量的迁移率反映的是一种综合效应，我们提出可将载流子迁移率分为体迁移率和界面迁移率，由于界面厚度很难定义，针对载流子界面迁移率，我们设计一种等效计算方法，可以讨论界面迁移率对界面性质、温度、电场、载流子动能等因素的响应规律；此外，通过对复杂有机物链进行模型重构，及以时间换空间的算法优化，预期可以克服针对大尺寸系统的计算瓶颈，从而能够研究载流子迁移率在复杂有机材料中的各向异性规律；另外，通过系统稳定性计算，我们将讨论低浓度及高浓度掺杂条件下，杂质沿有机物链伸展方向上的分布规律，进而讨论杂质散射对载流子迁移率的影响规律。

虽然有机聚合物材料具有诸多天然优势，但载流子迁移率普遍较低是大范围商业化的重要困难之一。我们采用动力学模拟的方法对有机高聚物材料中的载流子迁移率随外界条件的变化规律进行了研究。通过对复杂有机物链进行模型重构，我们讨论了载流子在不同介质界面上的界面迁移率与金属功函数以及金属与有机分子之间相耦合的密切关系；研究了低浓度掺杂条件下平行于高分子链方向上的杂质分布规律；通过绝热动力学方法模拟了局域热涨落对链内载流子迁移率的影响；通过数值模拟，研究了有机高分子链受光激发后，引入外电场的时机对激子生成与解离的影响；以及极化子相互作用对电荷迁移率的影响；链间耦合对有机共轭高分子的电子结构的影响，及对有机共轭高分子吸收光谱的影响。这些研究，从理论计算层面，给出了影响有机高分子材料中载流子迁移率的重要原因。