4.6　该领域未来发展重点

有机光电功能半导体分子材料的下一步发展应该更多地关注新型分子材料的设计和实际应用。OLED目前的基础研究热点在于解决基础蓝光材料的稳定性问题，其中器件物理、柔性器件研究等方面和国外相比仍然存在不少差距。另外，目前商用化的材料在专利技术和实际生产链方面和外国仍然存在较大差距。国外目前商用的主流红、绿磷光材料和蓝色荧光材料开发，以及生产工艺上均掌握核心专利。因此对于核心材料的突破、商业化应用、基础理论的构建，国内的OLED发展仍需要进一步努力。在基础研究领域，柔性显示和有机激光是有机发光材料未来的两个重要研究方向，这也是目前该领域的研究难点所在。为了实现超连续有机激光技术，有机材料的发光性能还需要大幅度的提升。有机材料的迁移率，高密度发光效率，能级特性，自发辐射放大特性等相比无机材料还存在巨大差距。新分子的设计不仅需要考虑其激子动力学，以提高材料的发光性能；另外目前已发展的材料体系对高电流密度的耐受能力依然较差，因此，还需要进一步发展电学稳定性更好的发光材料。结合目前我国在OLED领域的研究进展，未来OLED相关的研究还需要进一步发展高迁移率发光材料，柔性透明电极材料及薄膜制备技术，大面积溶液法加工技术等也需要同步推进。

OFET 要达到工业实用化的标准，还需要面临很多难题与挑战。主要体现在有机光电功能半导体分子材料性能提升、可控大面积薄膜制备、多功能器件搭建三个方面。结合OFET优势拓展其应用，兼顾材料设计及新功能柔性电子器件方面，稳定性好、高迁移率的有机半导体的有序阵列的构筑技术；在柔性衬底上的集成技术；提高有机半导体层可拉伸性以及制备本征可拉伸OFET的研究，应用于柔性屏体、仿生电子皮肤、仿生视觉系统、仿生神经系统等；实现本征可拉伸有机晶体管的可自愈合性等，都将成为未来重要的研究方向。在材料设计方面，高性能的聚合物半导体材料的设计，除了开发新的给受体结构单元外，还需要进一步拓展新的骨架模型，即除D-A、D-A-A、A-A之外的新模型。在大面积薄膜制备领域，大面积、图案化和均匀性是主要的障碍，开发新的适合有机材料的无损，高精度图案化技术具有重要意义。大面积薄膜的均匀性则需要结合材料的溶解性和加工工艺进一步发展。在多功能器件搭建方面，OFET器件具有明显优势。多功能材料组分在不同形貌下的光电特性传输模型等基础理论需要进一步的发展以更好地指导功能器件的材料选择及制备。

非富勒烯材料用于OPV得到了快速发展，光电转化效率得到了快速提高。相比硅基太阳能电池，有机聚合物太阳能电池有望在5～10年内实现比肩的器件效率，其主要优势体现在制造成本和柔性半透明等方面。因此，其未来研究需要更加重视材料体系的研究和大面积及柔性器件的工艺开发。例如：发展太阳能电池串联技术和三元共混有机太阳能电池。三元共混有机太阳能电池可以充分利用活性层材料互补优势，进而提高太阳能电池的整体性能。在未来的应用方面，开发半透明非富勒烯有机太阳能电池是一个重要的研究方向。用这种半透明非富勒烯太阳能电池替代传统的建筑玻璃，通过这种全透明太阳能电池为建筑内部供电，在节省能源的同时更减少了太阳能电池板发电时所占用的土地。在长期的光辐照条件下的光电转化，对有机材料体系和器件结构的稳定性提出了更高的要求，未来对于该方面的研究不可忽视。

目前有机热电材料的发展仍面临着体系单一，特别是N型有机热电材料掺杂效率、性能较低、掺杂稳定性差、可重复性低等严峻挑战。器件方面如高性能与超低温柔性发电器件、超薄有机热电制冷器件、面向人体热和环境热高效利用的可穿戴与便携式有机热电器件等都需要大量研究工作投入其中。

有机自旋电子学作为新兴学科仍面临诸多挑战，如自旋注入效率较低，电极与有机半导体分子材料界面复杂难控，如何精准调控界面提高自旋注入效率发展室温OSV器件，以及大量优异的有机半导体急切地需求应用于该研究方向。除此之外，有机半导体分子材料的光电功能特性以及热电特性也有待被发掘并应用于自旋电子学研究中。

光电功能分子材料通过跨学科、跨领域以及跨部门深度融合，与其匹配的新应用、新产业将有不断突破。预测和把握光电功能分子材料的未来发展方向，找出推动发展的着力点，将有着重要和深远的指导意义。