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从上世纪40年代开始,社会信息化进程飞速前进,传统的无机电子器件面临新的挑战,新兴的有机电子学得到了迅猛发展。作为一种新型的半导体器件,有机光电耦合器件(OOC)具有良好的信号隔离和传输性能,在低成本和柔性光电领域中有着重要的应用前景。在本论文中,我们利用有机发光二极管(OLED)为输入单元,有机光敏异质结二极管(OPD)为输出单元,从有机半导体材料、界面能级以及光场分布等方面探索了光生载流子的产生和传输机制,通过提高各个单元的效率,制备了高性能的OOC器件,并探索其在不同领域的应用。本论文的工作主要分为以下三个方面:1.采用m-MTDATA/C60异质结体系为光敏单元,蓝色OLED为光源,制备了OOC器件。利用光场分布模拟探索了OPD中异质结厚度与光电流的关系,通过肖特基势垒的消除以及体异质结的引入,提高了OPD的光敏效率。在此基础上,我们采用双面氧化铟锡(ITO)基底,实现光耦的单片集成,提高光传输效率。最后利用叠层蓝光OLED,使电流转换比CTR提高到2.2%,超过了部分商业化无机光耦的水平,有望应用于高效光耦器件的制备。另外双面ITO基底的引入还实现了电极分离,减小寄生电容,器件的截止频率和隔离电压分别提高到了250 k Hz和3000 V。2.采用高效光敏ISQ染料,以叠层红光OLED为光源,制备了红光响应的OOC。通过光场分布模拟,电极/有机界面能级调控等途径,CTR最终达到了4.4%。在此基础上,通过引入电子和空穴阻挡层材料,器件暗电流显著降低。此红光响应OOC有望应用于未来夜视成像、遥感控制等军工领域。随后,我们采用具有宽吸收光谱,较高载流子迁移率和扩散长度的CH3NH3Pb I3材料,制备了高性能的光敏单元,以高效白光叠层OLED为光源,光响应度达到1 A/W(@341.3μW/cm2),CTR达到263.3%,这是目前已报道的最大值。3.我们开发了OOC在低压控制电路、载流子迁移率测试新方法、以及压力传感等方面的应用。还发展了一种可自驱动的有机摩擦光电耦合器件,实现了不同强度、不同频率的信号传递。这些应用的开发有望满足光电子器件在未来智能化、个人化、便携化以及可穿戴领域的需求。