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19世纪70年代有机导体被首次发现后,有机固体研究得到了快速发展,特别是年AlanJ.Heeger、AlanG.MacDiarmid与HidekiShirakawa因导电聚合物的发现获得诺贝尔化学奖以来,有机固体研究进入了新阶段。有机固体是一个前沿交叉学科,它涉及化学、物理、材料、生物、光学、高分子及光电子等领域,近几十年的飞速发展,展现了它的学科生命力。在信息、能源和健康三大主题领域不断孕育重大市场机遇。在信息领域,分子材料的发展催生了规模巨大有机电致发光市场并推动有机场效应晶体管的快速发展;在能源领域,分子体系太阳能电池和热电转换器件的性能指标持续突破;在生命领域,各类分子材料被广泛用作荧光探针、光敏剂等,向恶性重大疾病的高效早期诊断及治疗方向快速迈进。我国在该领域的研究中已取得了系列重要成果,研究水平长期与国际最先进水平同步,在该领域培养了一支稳定的研究队伍,涵盖了化学、材料和信息等领域。
一、研究现状与进展
(一)有机高分子半导体
上世纪70年代,导电高分子的发现改变了人们长期以来对于高分子只能作为绝缘材料的传统认知,从而开辟了新的研究领域—有机电子学(organicelectronics)。有机、高分子半导体材料是有机电子学的核心。这类材料具有其他已知任何一种材料所不具备的多种性能可集成性,例如:结构易调节、性能易调控、质轻价廉、柔性可弯曲、可溶液加工等。经过几十年的研究,有机、高分子半导体材料已经取得了长足进步,其种类不断丰富,相关器件性能也得到了显著提高。与此同时,关于有机、高分子半导体材料的聚集态研究,以及理解和认识发生在其中的电荷传输、激子形成及分离等基本物理过程对于有机电子学的发展具有非常重要的意义,有利于指导高性能材料的理性设计和器件的合理构筑。近两年来,我国学者在晶体、纳米/分子尺度组装体、有序薄膜等聚集态研究方面开展了系统、全面的研究,实现了揭示有机、高分子半导体材料本征性能研究的目的,同时发展了新的功能。
(二)有机高分子电致发光材料
有机电致发光器件(OLED)在彩色显示和固体照明领域拥有广阔应用前景和发展机遇。近年来,在国家大力投入和国内研究者的不懈努力下,我国在有机电致发光领域取得了快速发展,围绕面向蒸镀工艺的有机小分子发光材料和面向溶液加工工艺的高分子发光材料,相继发展了一系列新发光机制、新材料体系和新器件结构。有机小分子发光材料方面的代表性研究进展主要集中在新发光机制探索、新材料体系开发和新器件结构应用三个方面。高分子电致发光材料方面的重要进展主要包括面向彩色显示器件的蓝绿红三基色高分子发光材料,面向固体照明光源的白光高分子材料,及其器件组装方面的研究。
(三)有机高分子光伏
太阳能是绿色能源的重要组成部分,由此产生的光伏技术受到世界各国的广泛