伏安光电：一种用于量子点发光二极管（QLED）/钙钛矿发光二极管（PeLED）的新型空穴传输材料PF8Cz

‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍ 是一种由浙江大学与华南理工大学合作研发的高性能，其核心设计围绕二极管（）中载流子泄漏的关键问题展开。该材料基于咔唑 - 芴交替共聚结构，通过刚性分子骨架的构建和高分子量调控，实现了对有机 / 无机界面电荷转移机制的精准优化，为蓝、绿光 QLED 性能提升提供了重要解决方案。

材料结构与设计理念

PF8Cz 的分子结构以咔唑（carbazole）和芴（fluorene）为刚性共聚单元，通过交替排列形成共轭主链。这种设计显著增强了分子链的平面性和 π-π 堆积能力，有效抑制了传统无定形聚合物的结构无序度。研究表明，咔唑单元的引入不仅提升了空穴迁移率，还通过深 HOMO 能级（-5.4 eV）实现了与量子点发光层的能级匹配，而芴单元的刚性结构则降低了材料的能量无序度（σ≈0.03 eV），减少了界面处的带尾态分布。此外，通过 Suzuki 偶联反应合成的高分子量（Mw>100 kDa）聚合物，进一步改善了薄膜的连续性和稳定性。

关键性能优势

1. 电子阻挡能力：PF8Cz 的 LUMO 能级为 - 2.3 eV，显著高于传统空穴传输材料（如 TFB 的 - 2.5 eV），形成了约 0.2 eV 的电子注入势垒，有效阻止了电子从量子点层向空穴传输层的泄漏。这种特性在蓝、绿光 QLED 中尤为重要，因为蓝光量子点的导带能级较高，电子泄漏风险更大。

2. 低能量无序度：PF8Cz 的刚性分子结构使其能量无序度比传统聚合物（如 TFB）降低约 40%，减少了载流子在传输过程中的陷阱态捕获，提升了电荷传输效率。这一特性通过非绝热动力学模拟得到验证，结果显示界面电子转移速率降低了一个数量级。

3. 高稳定性：PF8Cz 的玻璃化转变温度（Tg）超过 150℃，且在湿热环境下表现出优异的化学稳定性。基于该材料的绿光 QLED 在 100 尼特亮度下的工作寿命达 58 万小时（亮度衰减 95%），是目前同类器件的最高水平。

器件应用与性能突破

在 QLED 器件中，PF8Cz 作为空穴传输层（HTL）表现出显著优势：

• 蓝光 QLED：外量子效率（EQE）达 21.9%，电流效率 20 cd/A，工作寿命 4400 小时（100 尼特），较传统材料提升 3 倍以上。

• 绿光 QLED：EQE 达 28.7%，寿命突破 58 万小时，首次满足显示行业对绿光器件的寿命要求（>5 万小时）。

• 兼容性：PF8Cz 可通过溶液旋涂或喷墨打印工艺成膜，与 CdSe/ZnS 量子点、量子点等多种发光材料兼容。

产业化进展

PF8Cz 已由东莞科技有限公司实现量产，该公司依托华南理工大学技术团队，建立了从分子设计、合成到器件验证的完整产业链。目前，PF8Cz 已应用于实验室级 QLED 原型器件，并开始与面板厂商合作进行中试测试。

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