介電常數和離子遷移率對發光電化學電池的影響

發光電化學電池（LEEC）是用於顯示和固態照明的低成本而有應用前景的器件。這些器件利用離子和電子的組合運動，可以像電容器一樣充電，同時呈現類似於發光二極體的發光特性。電荷的相互作用可以改變其物理性質，從而調控點成性能。

這種相互作用的一個例子是介電常數（ε）對光發射的競爭性影響。從Langevin複合方程可以得知，可導致發光的電子 - 空穴複合的速率與ε成反比。這表明低介電常數將使光輸出最大化。但是，更大的電流也會增強發射。在LEEC中，電荷注入通過在電極處產生電雙層形成（EEDL）的電場的離子的運動而強烈地增強。這最終導致折衷：因為小離子在電極處密度更大，從而促進高電荷注入，但大離子具有更小的ε，從而直接提高了發射效率。

美國德州大學達拉斯分校的Jason Slinker教授課題組通過改變在LEEC中與陽離子銥絡合物發射體配對的負離子的尺寸，研究了這對介電常數的競爭性影響。他們利用交流測量的等效電路建模來提取每個離子膜的介電常數。當他們用這些材料製造發光器件時，他們注意到PF6-離子（中等尺寸的離子使得離子遷移率與中間介電值平衡）的性能達到最大化。

計算模擬的結果也證實，當離子遷移率和介電值取得平衡時性能最優。總的來說，這個結果可以作為工程LEECs優化性能的指導。

原新聞稿發表在Advanced Science News, 鏈接為：http://www.advancedsciencenews.com/effect-dielectric-constant-ion-mobility-light-emitting-electrochemical-cells/

研究論文發表在 ChemPlusChem, 2018, 10.1002/cplu.201700500

鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cplu.201700500/full，

作者：Dr. Lyndon D. Bastatas, Matthew D. Moore and Prof.Jason D. Slinker*

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