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聚合物发光电化学池（Polymer Light-Emitting Electrochemical Cell）是依据聚合物发光二极管（PLED）的发光特性,通过在聚合物发光层中掺入聚合物电解质而制备的。LEC的电致发光层具有离子导电性,其电荷注入遵从电化学掺杂机理,与单层PLED相比,具有工作电压低和发光量子效率高等优点。传统的LEC器件与一般的发光器件结构基本相同,功能层夹在两个电极之间。但是其发光原理却完全不同,功能层中的离子迁移,形成了对聚合物的掺杂,最后形成p-n结,器件的发光性能及电学性能与电极的选择关系不大。这种传统结构的器件的发光层厚度也比较小,一般在200 nm左右,整个器件只有一个p-n结。Gao课题组采用平面型（planar）LEC结构,两个电极之间的间距可以加大到宏观尺寸,并通过掺杂纳米导电颗粒实现了随机p-n结,得到了面发光。国际上对LEC发光机理还存在着一定的争议。为了证实LEC的工作原理是形成了发光p-n结。本文以MEH-PPV+PEO+（LiCF3SO3）这种典型的LEC材料为功能层,制备了膜厚为1.7-2.0μm的夹心结构LEC器件,并在功能层中掺杂了平均粒径在18nm左右的纳米量级Al颗粒,形成了多p-n结串联、厚膜夹心结构LEC器件,并研究了这种器件的光学与电学特性。验证了聚合物发光电化学池的p-n结的电流—电压特性,从电学角度证实了LEC的发光机理。在功能层中掺杂纳米量级的铝颗粒对器件的电流和亮度都有一定的影响。通过扫描电子显微镜（SEM）观察到Al颗粒以单个或团聚的形式均匀分布在聚合物膜中,通过成像得出LEC的内部结构。通过运用MATLAB软件拟合,计算出p-n结的特性和在LEC中膜的体电阻。在薄膜LEC、厚膜LEC和掺杂Al颗粒的LEC的特性都与修正后肖克莱方程的电流电压特性相吻合,膜的厚度对饱和电流、串联体电阻和理想因子都有影响,进行了分析解释。因此运用修正后的半导体理论中肖克莱方程（Shockley function）来解释LEC的p-n结的性质是合理的,从电学角度证实了LEC的工作机理。本文初步制备了冷冻p-n结的LEC,研究了冷冻p-n结的一些基本特性,如冷冻p-n结是稳定的结以及温度对LEC中导电聚合物离子迁移率的影响,并且这种厚膜掺杂金属颗粒结构的LEC器件在玻璃态温度下形成稳定的p-n结,这种器件结构可制备发光亮度高和光伏转换效率高的太阳能电池。