TPA-DCPP的特征有哪些

TPA-DCPP 是一种有机小分子热激活延迟荧光（TADF）材料，具有以下显著特征：

一、分子结构特征

• 组成与构型：TPA-DCPP 的分子式为 $C_{54}{H}_{34}{N}_6$，以二氰基取代的菲并吡嗪核（DCPP）为电子受体，三苯胺（TPA）为电子给体，通过苯环桥联形成 D-π-A-T-D 型分子结构。

• 分子内氢键：分子内可形成氢键，增强刚性及平面度，抑制非辐射衰减，提升发光效率。

二、光电性能特征

• TADF 机制：通过分子内电荷转移（ICT）实现单线态-三线态能级差（ΔEST）极小化（<0.1 eV），使三线态激子可通过热激活返回单线态并延迟发光，理论上激子利用率可达 100%。

• 光谱特性：

• 薄膜发射峰：纯薄膜中发射峰位于 708 nm（近红外），掺杂薄膜中发射峰位于 606–630 nm（红色延迟荧光）或 692–710 nm（近红外发射）。

• 光致发光量子产率（PLQY）：在掺杂薄膜中高达 73–90%，纯薄膜中因非辐射衰减略低。

• 能级参数：HOMO 能级为 -5.3 eV，LUMO 能级为 -3.52 eV，带隙为 1.78 eV。

三、热稳定性特征

• 玻璃化转变温度（Tg）：高达 165℃，表明材料在高温下仍能保持固态结构，不易发生相变或软化。

• 热分解温度（Td）：在 5% 重量损失时，热分解温度 ≥ 508℃，显示出优异的热稳定性，适用于高温加工环境。

四、应用特性

• OLED 显示：

• 非掺杂器件：外部量子效率（EQE）为 2.1%，发射带在 λ=668 nm 处。

• 掺杂器件：EQE 接近 10%，发射带同样在 λ=668 nm 处，与具有相似电致发光光谱的较有效的深红（DR）或近红外（NIR）磷光 OLED 相当。

• 气体传感：

• NH₃ 传感：基于 TPA-DCPP 的有机半导体薄膜可用于室温氨气（NH₃）传感，检测限低至 500 ppb（在 98% 相对湿度下），具有高灵敏度、快速响应与恢复特性、长期稳定性及选择性。

• 传感机制：NH₃ 分子与 TPA-DCPP 薄膜表面的活性位点发生相互作用，导致电导率或荧光强度变化，从而实现对 NH₃ 的检测。

• 其他光电应用：

• 光催化：TPA-DCPP 的 TADF 特性使其可作为光敏剂，用于光催化反应，实现高效的光能转换与存储。

• 太阳能电池：作为光吸收层材料，TPA-DCPP 可提高太阳能电池的光电转换效率。

• 荧光探针：高荧光量子产率与优异的光稳定性使其成为理想的荧光标记物，可用于生物成像、环境监测等领域。

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