有机电致发光器件(organic light-emitting diodes,OLEDs),具有材料来源广、全固态主动发光、效率高、柔性超薄、大面积和多功能应用等优点,迅速成为信息显示领域的技术热点,正在逐步实现大规模的商业化生产。近些年,随着新的材料、结构和工艺的快速发展以及发光机理的深入研究,OLEDs基础研究和应用技术取得了巨大的进步。然而目前OLEDs仍然存在着器件效率、稳定性、良品率和成本等方面的问题,需要继续以基础研究为突破点,在器件结构设计和优化上开展工作,深入研究器件内部载流子调控对器件性能的影响。针对上述OLEDs中存在的问题,本文采用载流子调控方法改善双发光层OLEDs内载流子的平衡;采用具有双极特性的荧光材料作为载流子调控和发光层制备白光有机电致发光器件(WOLEDs);研究有机体异质结电荷产生层对提高串联OLEDs器件性能的作用机理;将载流子调控运用到倒置型聚合物太阳能电池(Inverted polymer solar cells,IPSCs)中,制备基于ZnO阴极修饰层的高性能器件。同时,分析讨论载流子调控的机理,研究载流子调控结构对器件性能的影响,以此促进OLEDs的商业化应用进程。主要的研究内容包括:1、研究载流子调控结构对磷光OLEDs器件性能的影响及作用机理采用空穴传输材料N,N′-bis(naphthalen-1-yl)-N,N′-bis(phenyl)-benzidine(NPB)作为空穴传输层和第一发光层主体,双极性材料4,4’-bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP)作为第二发光层主体,橙色磷光染料bis[2-(4-tert-butylphenyl)-benzothiazolato-N,C2]iridium(acetylacetonate)(t-bt)2Ir(acac)作为客体,制备具有双发光层结构的磷光OLEDs(phosphorescent OLEDs,PhOLEDs),讨论载流子调控结构对载流子平衡和载流子复合区域拓展的影响及作用机制。研究发现,采用优化的双发光层器件的启亮电压是3.3 V,最大发光亮度为30898 cd/m2,相比单发光层器件,启亮电压降低了36.5%,亮度增加了174%。同时,双发光层器件的功率效率显著提升,效率滚降得到了明显的抑制。载流子调控结构的主要作用是消除空穴传输层到第一发光层主体的最高占有分子轨道(highest occupied molecular orbital,HOMO)能级势垒被消除,减少界面载流子的累积;增加电子和空穴的传输通道,实现了器件内载流子的平衡;拓展载流子复合区域,提高了载流子的利用率,实现高效发光和提升器件稳定性。同时,实验采用具有不同载流子传输能力的间隔层Alq3、TAPC、CBP和mCP分别制备了白光PhOLEDs,并研究了间隔层对器件性能的影响以及对器件内载流子输运和能量转移的作用机制。研究发现基于Alq3间隔层的器件获得了最低的启亮电压6.2v,最优的白光cie色坐标(0.35,0.34)。2、研究载流子调控结构对woleds器件性能和光谱特性的影响采用双极性绿色荧光材料2-{4-[bis(9,9-dimethylfluorenyl)amino]plenyl}-5-(dimesitylboryl)thiophene(flamb-1t)作为载流子调控层和绿色发光层,结合3-(dicyanomethylene)-5,5-dimethyl-1-(4-dimethylamino-styryl)cyclohexene(dcddc)红光超薄层和4,4′-bis(2,2′-diphenyvinyl)-1,1′-dipenyl(dpvbi)蓝光层,制备了非掺杂的三原色woleds,讨论了flamb-1t双极性发光层的厚度对器件性能和载流子复合核心区域的影响。研究发现,flamb-1t厚度从3nm增加到15nm时,器件亮度和最大功率效率显著提升218%和330%。f1amb-1t载流子调控层的主要作用是通过其电子和空穴的双极传输特性,有效的实现白光器件内的载流子传输平衡;构建flamb-1t/dcddc/flamb-1t载流子陷阱结构,采用直接载流子捕获的方式实现dcddc红光发射,从而调控载流子的复合中心,实现白光发射。当flamb-1t为10nm时,获得commissioninternationaledel’eclairage(cie)坐标为(0.33,0.36)的woleds。不同电压驱动下,最优化的woleds载流子复合中心位置始终被限制在三个稳定的区域,这说明flamb-1t载流子调控层可以有效的控制激子形成区域。3、研究有机电荷产生层的性能对串联oleds性能的影响采用boronsubphthalocyaninechloride(subpc):fullerene(c60)和cobalt(ii)phthalocyanine(copc):c60两种有机体异质结电荷产生层,分别制备了高性能的串联oleds,研究了电荷产生层载流子调控能力的优化对串联器件性能的影响。研究发现,电荷产生层的优化可以改善有机体异质结界面,增加界面偶极子数量,提升电荷产生层的电荷产生能力;增加载流子传输通道,提升电荷产生层的载流子传输能力,促进器件内载流子的平衡传输,从而改善器件的性能。通过上述研究,优化电荷产生层中给体subpc和copc的含量,获得了最大电流效率分别为63.6cd/a和50.2cd/a串联oleds。4、研究低温热退火zno阴极修饰层对倒置型pscs性能的影响采用低温热退火工艺制备氧化锌(zincoxide,zno)阴极修饰层,研究zno的光电特性对ipscs载流子调控和器件性能的影响。研究发现,真空动态退火工艺可以改善zno薄膜的表面形貌,显著降低的薄膜表面粗糙度这主要归因于热流的分布情况、溶剂的挥发过程和zno前驱体的热分解过程。采用真空动态退火zno的倒置型器件的能量转换效率(power-conversionefficiency,pce)为4.01%,相比原位退火zno的器件性能提升了15.8%,。真空动态退火zno的作用是降低ito/活性层之间的接触电阻,抑制漏电流的产生;同时有效控制器件内载流子的复合过程,提升电子的传输和收集能力,从而改善器件的性能。综上所述,本研究工作设计了具有载流子调控能力的若干种不同结构的OLEDs,为实现高性能的器件奠定了理论基础和提供了理论指导。同时,具有载流子调控能力的Zn O功能层可以用来改善IPSC的器件性能。这表明载流子调控是实现高性能有机光电子器件的有效途径。