|
1. Tên tác giả/nhóm tác giả
Nhóm trưởng: GS.TS. Nguyễn Năng Định
Thành viên: TS. Nguyễn Phương Hoài Nam, TS. Nguyễn Kiên Cường, TS. Phạm Duy Long, TS. Trần Quang Trung, Th.S. Lê Hà Chi, Th.S. Đỗ Ngọc Chung, Th.S. Trần Thị Chung Thủy, Th.S. Lê Đình Trọng
2. Giới thiệu tóm tắt công trình
Mục đích:
Chế tạo vật liệu tổ hợp cấu trúc nanô phát quang cho điốt phát quang hữu cơ (OLED), vật liệu tổ hợp có khả năng chuyển hoá quang năng cho pin mặt trời hữu cơ (OSC) và chất điện li rắn dùng cho pin ion liti.
Những kết quả chính
Công trình gồm 29 bài báo và báo cáo khoa học tại hội nghị khoa học trong nước và quốc tế về công nghệ chế tạo màng mỏng tổ hợp cấu trúc nanô cho dùng OLED, OSC và chất điện li rắn cho pin ion liti. Lần đầu tiên vật liệu tổ hợp polymer phát quang hữu cơ / ôxit titan cấu trúc nanô được chế tạo thành công sử dụng cho OLED, chất điện li rắn perovskite LaLiTiO3 (LLTO) có độ dẫn ion cao cho pin ion liti. Hai loại vật liệu tổ hợp cấu trúc nanô được nghiên cứu chế tạo, đó là Vật liệu tổ hợp “NIP” và “PON”. Linh kiện điôt phát quang hữu cơ (OLED) gồm 5 lớp vật liệu từ anốt trong suốt (ITO), lớp truyền lỗ trống (HTL), lớp phát quang tổ hợp (MEH-PPV+nc-TiO2), lớp truyền điện tử (ETL) đến catốt (Al/LiF) đã được chế tạo với quy trình công nghệ ổn định. Sử dụng chất điện ly rắn LLTO dạng khối đã chế tạo thành công pin ion liti rắn với LiMn2O4 làm catôt và SnO2 làm anôt. Tại nhiệt độ phòng, pin có chu kỳ phóng/nạp tốt sau chu kỳ phóng/nạp đầu tiên, trong dải điện thế từ 1,2 ÷ 3,6 V. Hiệu suất phóng/nạp của pin đạt trên 60 %.
Ý nghĩa khoa học, công nghệ, đào tạo, ứng dụng thực tiễn
Các công trình khoa học nhận được có ý nghĩa khoa học lớn là đã phát hiện những tính chất mới, đặc biệt của vật liệu tổ hợp nanô chưac các chuuyển tiếp dị chất. Từ đó tạo ra các linh kiện quang điện mới kích thước nhỏ, hiệu suất hoạt động cao.
Góp phần tích cực vào đào tạo nhân lực nguồn chất lượng cao, đó là các thạc sĩ và tiến sĩ chuyên ngành Vật liệu và linh kiện nanô chuẩn khu vực và quốc tế.
Kết quả của nghiên cứu của Nhóm đã mở ra công nghệ chế tạo chíp điôt phát quang hữu cơ OLED như nguồn kích thích phẳng và pin ion liti - nguồn điện dung lượng cao ứng dụng trong xây dựng hệ thống vi phân tích y-sinh và môi trường và công nghệ chiếu sáng thể rắn, không độc hại.
1. Project title
Technology and characterization of nanostructured composites used for Organic light emitting diode (OLED), Organic solar cells (OSC) and lithium ionic batteries
2. Full name of author/group of authors
Head of group: Prof. Dr. Nguyen Nang Dinh
Member: Dr. Nguyen Phuong Hoai Nam
Dr. Nguyen Kiên Cuong, Dr. Phạm Duy Long, Dr. Trần Quang Trung, M.Sci. Le Ha Chi, M.Sci. Do Ngoc Chung, M.Sci.Tran Thi Chung Thuy, M.Sci.Le Dinh Trong.
3. Abstract of the project
- Project purpose
Produce of the nanostructured emitting composites for organic emitting diodes (OLED), photo-electrical convesion composites for organic solar cells (OSC) and ionic conductivity electrolytes for lithium ion batteries.
- Main results
The work consists of 29 scientific papers which presented technology for thin films of nanostructured composites used for organic light emitting diodes (OLED). The first time in Vietnam the conducting polymers and composites of polymers and nanocrystalline particles (nc-TiO2) have been successfully prepared using both the spin-coating technique and vacuum evaporation. There are two types of the nanocomposites that have been done: Nanoparticles-in-polymers - “NIP” and Polymer-on-nanocrystalline particles - “PON”. With the well repeatable technology, the devices (OLEDs) made from 5 layers as transparent anode (ITO), hole transport layer (HTL), emitting layer (MEH-PPV+nc-TiO2), electron transport layer (ETL) and cathode (Al/LiF) have emitted visible light .
Perovskite LaLiTiO3 with x = 0.10, 0.11, 0.12 and 0.13 were firstly annealed at 800oC then treated by reactive milling, followed by post-annealing at temperatures from 1100 to 1200oC. The crystalline structure of grain and grain-boundary were characterized by XRD and SEM. The impedance measurements showed that nanocrystalline LaLiTiO3 after being annealed at 1150 oC possessed a grain conductivity as high as 1.3×10-3 S/cm. The grain-boundary conductivity was enhanced one order in magnitude after annealing at temperature higher 1100oC and consists of 5.8×10-5 S/cm. The results have also showed the limitation of the adiabatic thermal treatment for the improvement of the grain-boundary conductivity and suggested the way to overcome the limitation by rapidly cooling the samples from the high temperature to room temperature.
New observation and results obtained during the research have been reported and published in international journals having high impact factors.
- Signification in sense of science, technology, education and practical application.
+ Science and technology:
Successfully prepared nanostructured emitting materials having new effect and properties in comparison with standard conducting polymers. In the nanocomposites there have been created numerous heterojunctions, boundaries, microcavities, quantum dots etc. Based on this, we have carried-out research the influence of nanostructures on the emitting properties of the nanocomposites, consequently one could find out the ways to increase possibility of exciton formation, charge carriers balance and charge injection from the anode and cathode into the emitting layers. Thus, the photonic efficiency has been improved considerably.
The technologies for OLEDs, OSC and Li-Ionic battaries (LiOB) have been successfully carried-out by using both the spin-coating technique and vacuum evaporation with highly repeatable results. Using MEH-PPV+nc-TiO2 nanocomposites one can produce the organic solar cells. The photoelectrical conversion efficiency of the OSCs using a 300 nm-thick nanocomposite film was reached a value as high as 0.15% that is comparable to the PEC of the nc-TiO2 DSSC. At room temperature, LiOB have good charge/recharge cycles in a range of potentials from 1.2 to 3.6 V and a charge/recharge efficiency reached a value of about 60 %.
+ Education and training
Active contribution in training programs of MSc. and Ph.D. – the high quality human resources for Vietnam.
+ Practical application
Suggestion of application of OLED chips for the Smart Bio-Medicine analysis system and solid-state lighting with high energy efficiency in Vietnam. The technologies can be transformed to the manufactories for producing OLED screens; OSC, LiOB and lighting equipments and lamps.
|
