评估有机半导体薄膜的带隙稳定性用于柔性电子器件
材料科学
2025-11-13 v1 应用物理
摘要
将有机半导体集成到柔性电子器件中需要其光电性质在机械变形下保持稳定。其中，光学带隙主导了激子发生，限制了光伏电压，使其成为抗应变设计的关键参数。本文研究了聚(3-己基硫代噻吲-2,5-二烯)（P3HT）和聚(3,4-乙烯二酚)共聚物：聚(苯磺酸)（PEDOT:PSS）/P3HT 薄膜在弹性聚乙二醇酯（PET）基底上受单向拉伸应变范围从 1% 到 10% 的 band gap 变化。样品经历机械变形后，通过紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱进行表征。提取的光学带隙采用标准化的 Tauc 分析方法，并通过等效测试和稳健回归模型进行统计验证。我们发现，在 7% 应变范围内，带隙位移（）基本不变，独立于烘焙条件或堆叠配置，表明电子稳定性。然而，在 10% 应变时，所有样品均表现出约 4-5 meV 的可重复带隙扩大。这一阈值行为标志着从机械容纳向电子扰动之间的转变。这些发现确认了在实际变形条件下，半晶体 P3HT 基薄膜的光学带隙具有鲁棒性，为柔性有机光电子系统的机械建模和器件级仿真提供了明确的应变阈值。
引用
@article{arxiv.2511.09226,
title = {Assessing Band Gap Stability of Organic Semiconductor Thin Films for Flexible Electronic Applications},
author = {Mahya Ghorab and Ayush K. Ranga and Arnulf Materny and Veit Wagner and Mojtaba Joodaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.09226},
year = {2025}
}