有机发光二极管（OLED）因其功耗低、亮度高、色彩柔和等优点而在显示和照明领域备受瞩目。有机发光二极管外量子效率主要受两方面因素影响：一方面是OLED器件的内量子效率，另一方面是OLED器件的出光效率。表面等离子体是局域在金属/介质界面的电磁波，因其自身很多新颖的特性，例如对附近荧光分子的自发辐射率具有增强效果、在特定结构中可以与光子相互耦合等，而在很多新兴领域受到关注。而在传统OLED器件中，其阴极/有机界面由于表面等离子体模式造成的损耗则高达40%。据此，本论文讨论了两种体系下的表面等离子体在OLED器件中的应用，以及其中的作用机制。首先，我们研究了在OLED器件中不同位置插入银纳米颗粒层对器件发光效率的影响。我们发现这一影响主要源于发光层中激子与金属表面等离子体激元之间的能量传递。当银纳米颗粒的相对位置合适时，可以获得最优化的能量传递，使得OLED器件的发光效率得到接近20%的提高。此外，我们还证实：发光层中激子与金属表面等离子体激元之间作用的强弱，不仅与纳米颗粒层距发光层的距离有关，也与其距金属阴极的距离有关。其次，我们利用聚苯乙烯小球单层胶体晶体成功制备了二维准周期阵列结构OLED，有效地实现了金属阴极/有机材料界面表面等离子体能量的提取。相应的OLED器件电流效率在40mA/cm2的电流密度下增强了27.7%，其电致发光谱在600nm处增强了近60%。另外，我们还证实了经紫外臭氧处理的较厚的MoO₃薄膜在OLED器件中可以作为很好的短路阻挡层和微纳结构的缓冲层，并对其中的机理作了深入的分析。此外，还将表面等离子体效应应用于有机太阳能电池的研究中，增加了器件对阳光的吸收，从而提高了器件的转换效率。