一、导电聚合物MEH-PPV表面光电特性的研究(论文文献综述)
王珍高[1](2020)在《纳米结构导电聚合物的构建及其光/电特性与应用研究》文中进行了进一步梳理自上世纪70年代发现以来,导电聚合物由于具有独特的光/电特性,被广泛应用于能源、环境处理和生物医学等领域。纳米结构的构建策略是增强导电聚合物的物理化学特性的有效途径。本文旨在通过简单稳定的电化学方法构建纳米结构导电聚合物,探究纳米结构导电聚合物的结构、组成对其表界面的光响应和电响应性质影响规律,实现纳米结构形貌的调控、纳米结构表界面的光催化速率调控、润湿性调控、表界面/细胞相互作用的调控,拓展了纳米结构导电聚合物在催化、环境和生物检测方面的应用。(1)采用电化学无模板方法在金属表面构建纳米结构聚吡咯,用于增强导电聚吡咯的光催化速率。扫描开尔文探针显微镜和光电流测试证明纳米结构有利于导电聚吡咯光生电子空穴分离,增强光电响应特性。电子顺磁共振光谱结果说明纳米结构增强聚吡咯的光催化活性氧的生成(ROS,包括羟基自由基、超氧化自由基和单线态氧)的特性,而且纳米结构聚吡咯具有长期稳定的光催化特性。同时,细菌实验表明,纳米结构聚吡咯具有优异的光催化抗菌特性。光照20分钟后,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的存活率分别为7.7%±3.2%和8.1%±4.0%。(2)基于纳米结构导电聚合物的电学响应特性,实现水分子与导电聚合物表界面相互作用的调控。采用电化学无模板方法在金属网表面构建具有电响应特性的纳米结构聚吡咯,实现浸润性调控和液体快速传输调控。研究结果显示通过调控掺杂剂的浓度和聚合反应时间实现导电聚合物纳米结构的形态和高度的调控,进而实现在超亲水/超疏油和超疏水/亲油之间可控切换,润湿角可以在0°和160°之间切换。表面电势结果说明纳米锥结构聚吡咯表面在弱电刺激下,表面的带电性质发生变化,从而引起固液界面的分子作用力变化,最终实现超浸润切换和可控油水分离。油水分离过程中,水通量最高为50326±4448 L2m-22h-1,达到超快油水分离。荧光径迹技术进一步揭示了纳米结构聚吡咯实现超快液体传输机理,即润湿的纳米锥结构聚吡咯表面具有一层稳定水膜,降低传输液体与固体界面之间的摩擦,实现无阻力传输。纳米结构聚吡咯改性的滤网有望解决急迫需要的超快选择性油/水分离材料。(3)纳米结构的导电聚合物表面电荷调控特性有助于调控材料表界面/细胞的相互作用。受海葵触角释放生物电和蛋白用于特异性识别捕获异物的启发,通过电化学无模板方法在金属基底上开发了一种表面高密度电荷的纳米结构导电聚吡咯,同时接枝生物分子标记物,用于协同增强捕获循环肿瘤癌细胞(CTCs)。细胞在材料的表面铺展形貌说明纳米结构聚吡咯紧紧地咬合癌细胞的伪足。在生物化学和生物物理协同作用下,纳米结构聚吡咯能快速、高效和精确地捕获Ep CAM阳性循环肿瘤癌细胞。在低丰度测试(每毫升10个CTCs细胞)中,接枝anti-Ep CAM的纳米结构聚吡咯从血液中捕获92%~96%的癌细胞,并排斥血细胞的非特异性粘附。本文通过简单环保的电化学聚合方法,构建了纳米结构聚吡咯,探究了表面的光响应特性和电响应特性,研究了小分子及细胞与纳米结构聚吡咯表面的相互作用,为纳米结构材料表界面的电化学反应、导电聚合物结构与性能关系方面的研究提供了理论依据和实验证据。
苗建利[2](2020)在《基于空穴隧穿注入的倍增型有机光电探测器的制备及机理研究》文中认为光电探测器作为智能光电系统的重要组成部分,已经引起了多学科领域的极大关注。光电倍增对于高灵敏光电探测器来说是理想的;它可以避免使用复杂的前置放大器电路,进一步简化光电探测系统的设计并降低成本,有利于集成光电子产品的发展。由于有机半导体材料具有大的激子结合能,有机光电探测器不可能通过利用无机探测器中碰撞电离以及雪崩效应的机理来实现光电流的倍增。界面陷阱诱导电荷隧穿注入成为当前实现倍增型有机光电探测器的主要工作机制。本论文的研究工作以具有单载流子传输特性的倍增型有机光电探测器为基础,从器件物理的角度出发,通过界面工程、器件结构设计、材料甄选,拓宽倍增型有机光电探测器的响应光谱、实现光谱响应可调节的倍增型有机光电探测器,并为实现具有单载流子传输特性的倍增型有机光电探测器提供新的认识。主要研究内容和结论包括:(1)实现了可工作在双向偏压下的光谱响应范围可调的倍增型有机光电探测器。该探测器在正向偏压和反向偏压下的倍增效应都来源于界面陷阱诱导的量子隧穿;其EQE光谱对注入电极附近被俘获光生电子分布具有依赖性。通过调控器件中光场分布及其注入电极附近被俘获光生电子分布,可以实现宽响应和窄响应。(2)制备了基于PBDB-T:PZ1有源层的倍增型全聚合物光电探测器。该全聚合物光电探测器展现单载流子传输特性;其倍增效应来源于:被聚合物PBDB-T包围的孤立地聚合物PZ1可以作为电子陷阱俘获光生电子,诱导界面能带弯曲以辅助空穴隧穿注入。(3)实现了基于PBDB-T:IEICO-4F(质量比1:1)/PBDB-T:IEICO-4F(质量比100:3)双有源层的宽响应倍增型有机光电探测器。PBDB-T:IEICO-4F(1:1)有源层中的光生电子在外加偏压下向PBDB-T:IEICO-4F(100:3)有源层中迁移;使得注入电极附近的PBDB-T:IEICO-4F(100:3)有源层中被IEICO-4F俘获的光生电子呈现宽光谱分布,从而实现宽响应。双有源层倍增型有机光电探测器可以拓宽器件的光谱响应范围。(4)展示了基于双给体体异质结的倍增型有机光电探测器并验证了其普适性。其倍增效应归因于小分子给体可以作为电子陷阱俘获光生电子,诱导界面能带弯曲以辅助空穴隧穿注入。本论文共包括图111幅,表7个,参考文献218篇。
吴颖辉[3](2019)在《基于显微成像技术研究杂化太阳能薄膜微观光伏机制及其器件优化》文中指出伴随着科技的发展,对传统能源的需求不断增加,与地球上有限的传统能源矛盾日趋尖锐。这就促使各种新型绿色、可再生能源得到了前所未有的发展。其中,太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源,已经受到世界各国广泛关注,而太阳能电池的研究备受科学家的关注。国际能源署(IEA)预测,到2050年,全球电力消耗将超过50万亿度,是2014年的两倍,太阳能发电的占比将从2014年的2%提高到17%。同时为应对全球雾霾等气候恶化及生态可持续发展危机,太阳能发电技术将迎来巨大的市场空间。目前,处于研究中的各类材料都进行了大量的尝试,包括已经商业化的硅基太阳能电池、染料敏化太阳能电池、导电聚合物基复合太阳能电池,以及研究正盛的钙钛矿太阳能电池。有机-无机杂化卤化铅钙钛矿由于其优异的光电性能如直接带隙、高吸收系数和长载流子扩散长度和低温工艺性能,已经成为高效的薄膜光电材料中强有力的候选材料之一。钙钛矿太阳能电池在光电转换效率上取得了前所未有的发展。自2009年发表第一篇使用钙钛矿材料用作染料敏化太阳能电池的报告以来,报导的效率也从3.8%到目前的超过23%。尽管钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能发展迅速,但仍存在一些问题。钙钛矿材器件的稳定性仍然是未来PSCs商业化的主要障碍。因此需要多种的显微表征技术去理解钙钛矿薄膜的微观机理,才能更好的提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。在这篇论文中,我们首先应用开尔文探针显微镜(SKPM)研究了Ag纳米颗粒与导电聚合物PCPDTBT复合薄膜的光致电荷分离和电子转移过程。在几个到几十纳米的分辨率下观测到明显的电荷分离现象,这对接下来应用原子力显微镜技术表征钙钛矿薄膜提供了可靠的依据。钙钛矿太阳能电池每一层的选择对于钙钛矿的效率起着至关重要的作用。各种有机无机半导体材料,都可以有效地作为钙钛矿太阳能电池的电子或空穴传输层。然而,除了在最终的光伏器件中检测它们的作用外,它们的直接作用很少被报导。在论文中,我们采用了开尔文探针扫描显微镜来验证氧化锡(SnO2)和氧化镍(NiOx)电荷输运性能。根据光照前后测量到的表面电势的变化直接说明了这些载流子输运薄膜是提取电子还是提取空穴。这项工作无疑为我们提供了一种通用而有效的方法来区分电子或空穴输运层的载流子输运能力,并对载流子类型进行了无可争议的澄清,进而筛选出钙钛矿太阳能电池的最佳载流子输运材料。掺杂是微电子半导体器件中载流子浓度调制的一种强有力的技术,广泛应用于太阳能电池行业。在有机-无机钙钛矿太阳能电池中掺杂也是一种有效的调整方法。在本论文中,系统地研究了不同浓度锰掺杂的钙钛矿薄膜及其电池的性能。与不掺锰的器件相比,加入0.2%锰的太阳能电池效率得到了显着的提高。接下来我们用开尔文探针显微镜,静电力显微镜(EFM),导电力显微镜(C-AFM)研究不同Mn元素掺杂的钙钛矿薄膜的电面电势,表面电荷,电流。因此,多功能扫描探针显微镜结合多种薄膜表征技术,对理解掺杂在钙钛矿太阳能电池中的微观机理提供了有效的表征技术。三维钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其极高的能量转换效率与易制备的特性而引起极大的关注,然而,它们的环境不稳定性一直是商业化的主要挑战。与三维钙钛矿相比,二维材料通常采用的长链有机疏水阳离子使其具有更强的湿度稳定性。虽然二维的钙钛矿太阳能电池有着卓越的稳定性,但是却有着比较差的光伏性能。本论文中中采用二维材料(F-PEAI)用于形成杂化的2D/3D异质结构钙钛矿薄膜,大大提高了钙钛矿太阳能电池性能和稳定性。在2D/3D异质结构,疏水性的准二维相垂直位于钙钛矿晶粒之间,形成网格状结构,紧紧包裹着晶粒,起到了明显的钝化作用。2D/3D钙钛矿太阳能电池在保持高效率(20.1%)的同时,提高了器件的稳定性。这项工作提出了一种更加可控的异质结钙钛矿太阳能电池的可能性。这有利于钙钛矿太阳能电池的及时商业化。
李骏[4](2019)在《基于氧化锌电子传输层的钙钛矿太阳能电池制备及其性能研究》文中研究表明直接带隙的有机无机杂化钙钛矿材料因具有非常优良的全波段光吸收率、优良的载流子传输性能、高的缺陷容忍度,在新型太阳能电池、LED等领域成为新能源领域的研究热点。基于有机无机杂化钙钛矿材料的单异质结钙钛矿太阳能电池(PSCs),光电转换效率(PCE)从2009年首次报道的3.8%,目前迅速跃升到的24.2%。钙钛矿太阳能电池的制备过程相对传统太阳能电池也更简单,能耗低,造价低廉,使得PSCs成为当前光伏发电领域的最大热门。氧化锌(Zn O)作为传统导电氧化物,因其表面有较多的氧空位和羟基,故具有较高的电子迁移率,同时对FTO还具有一定的光增透作用。Zn O透明电子传输层的工艺相当成熟,比二氧化钛(Ti O2)和氧化锡(Sn O2)有更好的成膜性能。论文以Zn O/MAPb I3/spiro的单异质结PSCs为研究对象,开发易制备的的PSCs,具体研究内容如下:(1)采用两步溶液浸泡法,通过氯化铵添加剂控制钙钛矿结晶过程,制备了一种低温、低成本、高效率、高稳定性的平面结构钙钛矿太阳能电池。电池以Zn O为电子传输层(空穴阻挡层),甲基胺碘化铅(MAPb I3)作为光吸收层产生载流子,spiro-OMe TAD作为空穴传输层(电子阻挡层),热蒸发金作为电极。论文研究了不同浓度氯化铵添加剂对钙钛矿成膜和对电池性能的影响。通过XRD、UV-vis、FE-SEM、PL、XPS等测试对Zn O/MAPb I3薄膜进行表征,我们发现添加剂浓度的变化影响薄膜的晶粒尺寸和成膜的致密性。当氯化铵添加剂相对MAI的质量浓度为5 wt%时,钙钛矿薄膜的晶粒能长大两倍,达到400 nm以上,并且能够获得平滑且覆盖率高的钙钛矿薄膜,PCE从16.02%提升到最高18.14%。这表明引入5 wt%的氯化铵添加剂得到的钙钛矿薄膜由于具有良好的致密性和更少的晶界,使得电子和空穴的分离传输性能更加优良,在提升性能的同时还能提高电池的空气稳定性。(2)二氧化硅纳米颗粒(Si O2NPs)紧密排列可以获得具有特殊光学特性的光子晶体层,以这种光子晶体层作为PSCs的支撑层,可以取代传统介孔层带来的高能耗和高污染。Si O2NPs可以为钙钛矿的形核提供场所,纳米颗粒之间的间隙可以作为载流子传输的通道,因为二氧化硅绝缘的特点,载流子的横向传输会被阻断,从而降低了载流子复合。论文先后进行了单层与多层二氧化硅支撑层和Si O2NPs粒径两个因素对PSCs的性能影响。单层二氧化硅支撑层优于多层,并且通过调节配制过程物料比,发现240 nm的二氧化硅支撑层对PSCs性能有最大提升。从UV-vis、PL等表征手段看出,插入二氧化硅支撑层后,器件的吸光性能有较大提升,并且载流子分离传输性能显着提升。这就解释了二氧化硅支撑层插入对电池短路电流提升起到了决定性作用,而电压的提升则是因为绝缘支撑层插入使得暗电流减小。(3)将二氧化硅表面包覆上耐高温的碳量子点(CQDs)后,碳量子点能提升钙钛矿材料在器件内部的覆盖率,增强光吸收能力,同时碳量子点还能提高载流子传输能力。采用两步法制备了CH3NH3Pb I3薄膜器件,开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)分别为1.109 V、20.50 m A/cm2和74.32%。氧化锌表面经Si O2@CQDs改性后,最大PCE由16.12%提高到17.17%。
杨芳[5](2018)在《基于溶液法制备的高性能缓冲层及在PDPP3T聚合物太阳能电池中应用的研究》文中研究说明聚合物太阳能电池(polymer solar cells,PSCs)作为一种新型清洁能源,凭借生产成本低、柔性好、制备工艺简单以及可大规模生产等优点,近年来获得大量关注。目前用于制备PSCs的给受体材料较多,电池光电转换效率在逐步上升,但提升幅度却不尽如人意,而且与大规模产业化生产仍然存在一定差距。溶液法制膜,由于过程简单易操作,设备成本低以及可批量制造,具有产业化应用前景,因此成为有机太阳能电池领域研究的热点,而全溶液法有机太阳能电池也成为一种新的尝试和研究方向。目前,PSCs的阳极缓冲层即空穴传输层(hole transport layer,HTL),多采用三氧化钼(MoO3)和聚3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate),PEDOT:PSS)等传统空穴传输材料,而MoO3由于成膜性差多以真空蒸镀法制备。本文重点集中在溶液法制备的小分子和聚合物阳极缓冲层,及其提升聚噻吩-吡咯并吡咯二酮:[6,6]-苯基C61丁酸甲酯(PDPP3T:PC61BM)PSCs性能的机理方面。采用的给体材料PDPP3T在可见区和近红外区(600900 nm)具有强烈光吸收,且材料简单易合成,比传统给体材料P3HT具有更好空气稳定性。首先,本文以溶液法制备了一种小分子材料2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile,HAT-CN)薄膜作为PDPP3T:PC61BM太阳能电池的阳极缓冲层,优化了溶液法制备HAT-CN(记为s-HAT-CN)的各种工艺条件,包括溶剂、浓度、厚度以及退火温度等,并实现了在PSCs上的首次应用。通过与MoO3和PEDOT:PSS传统阳极缓冲层材料进行比较,发现s-HAT-CN薄膜微观形貌更均匀,且具有更高的空穴传输能力。因此,将s-HAT-CN应用在基于5 wt.%PDPP3T:PC61BM活性层单元的PSCs,获得1.24%的能量转换效率(power conversion efficiency,PCE),相比传统缓冲层的器件效率提高了7.8%。为了制备全溶液法器件,本文对阴极缓冲层的溶液法制备工艺也进行了系列研究。采用溶液法加工小分子电子传输材料4,7-二苯基-1,10-菲啰啉(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline,Bphen)和1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(N-arylbenzimidazoles,TPBi),分别记为s-Bphen和s-TPBi,应用于前述电池中,发现s-TPBi结合s-HAT-CN制备的PSCs表现出更好的器件性能,PCE从1.15%(蒸镀法)提高到1.45%(溶液法)。由此可以证明,溶液法制备的薄膜之间有着更好的界面接触,更利于空穴和电子传输。然后,本文对传统阳极缓冲材料PEDOT:PSS进行了一系列掺杂改性研究,通过掺杂使得PEDOT:PSS展现更高电传导率,从而提高PDPP3T:PC61BM太阳能电池的效率。实验中发现掺杂一定浓度的山梨醇到PEDOT:PSS中,可以使PEDOT:PSS中分子重组,PEDOT分子聚集增多,减少绝缘性的PSS的负面影响,因此提高了PEDOT:PSS的导电性,并使得基于20 wt.%PDPP3T:PC61BM/BCP/Al结构的PSCs的电流密度(short circuit current density,JSC)大幅度提高。相比于传统的PEDOT:PSS制备的电池,其PCE从2.50%显着提高到3.62%。经过一系列优化后,发现基于4 wt.%山梨醇掺杂的PEDOT:PSS的PDPP3T:PC61BM太阳能电池能获得最高PCE(4.33%),相对于无掺杂的PEDOT:PSS层结构的电池效率提高了70%。此外,使用更强吸收性能的受体材料PC71BM替代PC61BM获得了更高效率(4.56%)的有机太阳能电池。最后,研究了不同链长的醇类化合物对PEDOT:PSS的掺杂效果及相应薄膜性能的变化规律,以及对基于20 wt.%PDPP3T:PC61BM电池性能的影响,其中包括乙二醇、丙三醇、丁四醇、戊五醇和山梨醇。实验结果表明将醇类化合物掺杂于PEDOT:PSS中,分子中羟基数目越多,短路电流密度相对越大,而开路电压和填充因子稍微降低,综合而言,丁四醇掺杂呈现的器件性能最优,获得最高PCE(3.74%)。其次优化了阴极缓冲层,将氟化锂(LiF)替代2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(bathocuproine,BCP)进一步改善了器件性能。为了进一步拓展电池的实际应用,在柔性PET基板上制备了一系列电池,发现随着PEDOT:PSS层掺杂剂醇类化合物的羟基链增长,PCE逐渐增大,最高达到1.06%。
张海婷[6](2017)在《基于量子点的垂直场效应光电晶体管的研究》文中认为近年来溶液过程材料,由于其成本低,柔性好,易加工等优点,已广泛应用于制作大面积,易集成的红外光探测器。随着量子点,有机物等溶液过程材料制备工艺不断改进,溶液过程场效应光电晶体管的性能显着提高。为了进一步提高其性能,量子点场效应光电晶体管要求采用新型结构设计和加工工艺。由于标准光刻工艺的限制,横向场效应光电晶体管源-漏电极之间的距离只能加工到微米量级,不利于载流子的有效输运,延长了载流子的渡越时间。根据光电导增益理论,短沟道更有利于缩短载流子渡越时间,提高增益。垂直场效应光电晶体管的沟道长度由其光敏层厚度来决定,可以采用溶液旋涂法加工到纳米量级,既降低了加工工艺的复杂程度,又避免了不必要的浪费。本论文对基于金银纳米线网透明源电极的量子点和量子点/有机物混合物垂直场效应光电晶体管的光探测性能展开研究,并深入讨论沟道长度对量子点垂直场效应光电晶体管性能的影响。本论文的主要工作包括以下内容:1.研究了短沟道量子点垂直场效应晶体管的光探测性能。通过自组装溶液过程方法制备了金银纳米线透明源电极,使垂直结构中栅电压可通过金银纳米线之间的孔调制沟道电流。使用旋涂法制备量子点光敏层,使沟道长度缩短至260nm,使器件在-1V源漏电压和栅压下工作。该器件具有较好的光探测性能,在强度为1.25 m Wcm-2的808 nm激光照射下,电流响应度达2×104A/W,探测率达7×1012Jones。2.研究了沟道长度对量子点垂直场效应光电晶体管光探测性能的影响。用旋涂法制备了五个不同沟道长度的器件。通过测量发现沟道长度为980nm的器件光探测性能最优,在1 m W/cm2入射光强度下,电流响应度高达1×105A/W,探测率达1.2×1013 Jones。3.研究了P3HT/Pb S量子点的层异质结垂直场效应光电晶体管的光探测性能。层异质结与短沟道(500nm)垂直结构的结合使器件光电传感性能明显提高。器件可在-1V源漏电压和栅压下工作,其响应时间只有9 ms。在强度为1.6μW/cm2的808 nm激光照射下,器件的电流响应度和探测率为9×104 A/W和2×1013 Jones。
钟卫[7](2014)在《静电纺丝导电纳米纤维及聚合物太阳能电池溶液加工研究》文中研究指明聚合物太阳能电池经过近二十年的研究,已经在活性层材料设计、活性层形貌控制、界面修饰、透明电极等领域取得了很大进展。目前光电转换效率(PCE)最高的聚合物太阳能电池已经达到商业化应用要求。除了获得更高的效率、探寻统一的器件物理解释之外,人们开始更多的关注器件性能的稳定性。聚合物太阳能电池的溶液加工与大面积低成本制备工艺兼容,成为了新的焦点问题。为此对缓冲层材料和金属电极材料的化学稳定性和溶液加工性提出了新的要求。本论文主要围绕聚合物太阳能电池组成材料的溶液加工方法进行研究,包括活性层材料、界面层材料和金属电极材料。此外还涉及一些器件物理以及阴极缓冲层材料的探索工作。论文的内容包括:1.实现了纯聚[2-甲氧基-5(2’-乙基)己氧基-1,4-苯撑乙烯](MEH-PPV)静电纺丝的连续制备。以氯仿/异丙醇混合溶剂进行电纺的优势在于,避免了非挥发性杂质对光电器件性能产生的负面影响。上述二元溶剂中劣溶剂异丙醇的加入增加了MEH-PPV电纺溶液的可纺性。劣溶剂的主要作用是增加分子链间相互作用、提高溶液电导率、降低溶液表面张力。对MEH-PPV溶液和薄膜紫外荧光性能的研究发现,溶剂能够显着改变MEH-PPV链间的相互作用使紫外吸收峰发生移动。纯MEH-PPV取向纤维在偏振荧光发光峰处的偏振比为5.9,各向异性值为0.47。上述数值明显高于各向同性材料,说明高分子链优先沿着电纺丝的长度方向排列。在MEH-PPV中混入聚己内酯(PCL)之后,所得混合纤维的偏振比和各向异性值分别增加到11和0.66。这是因为PCL的引入减少了MEH-PPV之间的能量传递。纯MEH-PPV电纺丝的直径在300nm至1100nm之间,将其电纺膜用作聚合物太阳能电池活性层效果不佳。原因有电纺膜厚度较厚,存在着孔隙以及相分离控制困难的问题。静电纺丝制备的共轭聚合物一维结构更适于单丝器件的制备。2.以聚合物电纺丝作为模板,通过蒸镀金属并去除聚合物得到了可用于透明电极的金属网络。使用的聚合物有,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚己内酯(PCL)和聚丙烯酸(PAA)。制得性能最优的Ag网络具有和ITO相当的电导性以及在300nm~1100nm范围内70%的透过率,基本满足透明电极的要求。将Ag网络用于制备P3HT:PC61BM聚合物太阳能电池,所得器件效率最高为2.0%。高于PH1000作电极的器件,低于ITO电极的器件。主要原因是Ag网络表面粗糙度较大,PH1000的厚度需要优化以降低电极的表面粗糙度,减少漏电的发生以进一步提高填充因子等性能参数。3.将一种可溶液加工的铁电聚合物——聚偏氟乙烯六氟丙烯(P(VDF-HFP))用作聚合物太阳能电池的电极缓冲层。P(VDF-HFP)具有良好的成膜性、稳定的化学性质、广泛的商业来源并能提供可控的界面偶极。紫外光电子能谱和功函数测试表明,溶剂处理和P(VDF-HFP)都能在退火的P3HT:PC61BM表面引入附加偶极,使活性层/金属界面更有利于阴极接触。使用P(VDF-HFP)进行阴极界面修饰的效果略高于含有LiF的器件。考虑到P(VDF-HFP)能够对外界电场做出响应并改变偶极方向,我们将其用于反向器件的阳极缓冲层。所得反向器件在一开始具有很低的效率,但是随着Ag电极的氧化和P(VDF-HFP)的正极化过程,器件效率逐渐升高,最终和蒸镀MoO3的标准器件PCE相当。在稳定性上,含有P(VDF-HFP)的器件高于其他类型的器件。器件放置120天后,含有P(VDF-HFP)并经历正极化的器件PCE为2.4%,高于含有MoO3的标准器件。我们使用整体电荷转移(ICT)模型解释了偶极与表面真空能级移动、电极接触之间的关系。对P(VDF-HFP)作用的机理进行了理论解释,由此说明P(VDF-HFP)通过简单的电场极化调控能够成为通用的缓冲层材料。4.对聚合物太阳能电池的阴极界面修饰进行了一些探索。对于反向电池的阴极修饰层ZnO,通过plasma处理能够提高器件的开路电压和填充因子,使电池PCE提高。其作用机理可能与plasma的清洁作用或新生成的含氧基团有关。将聚偏氟乙烯(PVDF)或P(VDF-HFP)旋涂在ZnO的表面能够提高器件的开路电压和稳定性。正极化过程则能使器件的开路电压进一步提高。我们还探索了一些材料用作正向电池阴极修饰层的可能性,包括富含羟基的D-甘露糖醇、富含氨基的三聚氰胺、含有羟基和羧基的D-丝氨酸、NaCl、KBr、PVDF和P(VDF-HFP)。其中甘露糖醇有阴极缓冲层的作用,但效果低于LiF。而NaCl、KBr、PVDF和P(VDF-HFP)则具有和LiF等同的效果。在阴极一侧引入Ag等离子体能使器件性能相对提高10%。
韩宇[8](2010)在《真空喷射镀膜射流流场数值模拟与雾化建模》文中认为真空喷射法是制备聚合物薄膜的较为新型的方法,因其具有成膜致密、膜厚均匀可控及可制备梯度薄膜等特点而越来越受到人们的关注。本文以在真空环境下喷射聚合物溶液制备纳米功能薄膜的真空喷射法为出发点,研究该方法的成膜过程及成膜影响因素并通过流体力学软件Fluent对其射流流场进行模拟分析。FLUENT是一种应用很广的流体力学模拟计算软件,将FLUENT软件应用到气体真空状态下的流场模拟,目前还没有较为系统的研究。本文在确定FLUENT能模拟在真空状态压力下限的基础上,通过流体力学软件Fluent对喷嘴射流流场进行了模拟分析并在此基础上结合湍流运动建立了射流液体破碎的一次雾化模型。本文首先概述了真空喷射法的研究现状和国内外研究进展及液体射流雾化的相关理论。从喷嘴结构、喷射压差及流体介质本身的物理性质三个方面模拟并分析了其变化对喷嘴射流流场的影响。从模拟出的喷嘴射流流场的速度、压力和湍流动能等方面全面分析射流流场对射流雾化的影响,得到在喷射压力为10MPa、喷嘴流道结构变化越大、喷嘴直径越大的射流流场雾化效果越好,液滴的平均直径越小。同时发现在真空条件下环境介质对射流运动的影响微小,因此不是射流液滴破碎的主要影响因素。在此基础上结合喷嘴内部流动情况,以湍流运动为基以湍流运动为主因结合射流表面波的变化以能量守恒为基础建立了射流液体破碎的一次雾化物理模型和数学模型,得出了真空下射流雾化破碎的临界条件,通过索特平均直径对模型进行了初步验证,用该模型分析得到了不同的液体的索特平均直径分布。为研究真空下为液滴的二次雾化提供初始条件,同时也为进一步研究真空下液滴雾化的奠定了理论基础提出了发展方向。
童亚军[9](2009)在《CdSe量子点/MEH-PPV共轭聚合物混合物太阳能电池的研究》文中研究说明随着全球能源与环境问题越来越突出,人们越来越急切地开发新能源,特别是在近两年的严重经济危机的影响下,对于新能源的使用已经迫在眉睫。太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,人们对于太阳能的研究已经有半个多世纪的历史,现在对于太阳能的研究与开发又引起了包括科学界在内的极大重视。本文概述了太阳能电池的发展历程,制备了基于CdSe量子点与有机共轭聚合物MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2’-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene])的混合物太阳能电池。首先,用金属有机前驱法制备了CdSe量子点。将CdO溶于十六酸(软脂酸)中形成前驱液,再将Se粉溶于TOP(三辛基膦)形成TOPSe,在250℃时注入反应溶液中加热30分钟得到CdSe量子点。XRD结果表明,所得CdSe量子点为立方晶系,用Scherrer公式计算得到其平均粒径大小为4.38nm左右。TEM结果表明,所得CdSe量子点尺寸分布窄,为纳米棒结构。CdSe量子点的吸收光谱在580nm左右出现明显的吸收峰。CdSe量子点在不同波长激发下都在730nm左右出现明显的峰值,发光性能稳定。之后对制备的TOPO包裹的CdSe量子点进行了表面改性,用小分子吡啶取代了大分子包裹基团TOPO。改性后的量子点光学性能发生了改变,在浓度相当的情况下,光致发光谱的峰值由改性前的730nm变为780nm,并且发光强度也有了较大的增加。分三步合成了有机共轭聚合物MEH-PPV。每一步中间产物由傅立叶红外光谱表征,对最终产物MEH-PPV进行了紫外可见光吸收光谱和光致发光谱测试,结果表明,MEH-PPV的吸收光谱在330nm、500nm左右出现明显的吸收峰,在不同波长激发下MEH-PPV的光致发光谱都在560nm左右出现明显的峰值。研究了CdSe量子点与MEH-PPV混合之后不同质量比对于光学性能的影响,发现在浓度相当的情况下,随着MEH-PPV比例的增大,吸收光谱的强度增大,光致发光谱的发光强度也随着MEH-PPV比例的增大而增强。可见,在混合物中MEH-PPV对光学性能起主要作用。最后,制备了太阳能电池元件并进行了性能表征。I-V(伏安)特性测试结果表明,部分样品显示出了明显的光伏效应,得到了光电能量转换效率大约0.4%的太阳能电池。
夏瑾[10](2008)在《聚合物太阳能电池材料MEH-PPV的合成、表征及其改性》文中认为聚合物太阳能电池与无机太阳能电池比具有原料价格低廉、生产工艺简单、可以通过涂布、印刷等方式大面积制备等优点而受到广泛关注。而聚[2-甲氧基-5(2’-乙基己氧基)对苯乙炔](MEH-PPV)是目前研究和使用广泛的一种可溶性的PPV衍生物,其溶解特性好,在聚合物电致发光和光伏电池等领域备受关注。本论文主要研究探索MEH-PPV的合成路线。采用了脱卤化氢路线以对甲氧基苯酚为原料进行合成反应,利用超声振荡方法成功地合成了高分子量可溶性的MEH-PPV。并对每一步反应条件进行探讨。MEH-PPV作为聚合物太阳能电池的优良材料,为了能够使其达到更好的电池效率,本文对MEH-PPV做了一系列的改性以及机理的研究。第三章探讨通过旋涂法得到聚合物MEH-PPV薄膜的各种影响条件并采用AFM原子力显微镜观测表面形貌,在太阳能电池制作工艺中,聚合物薄膜表面的形貌和厚度决定了器件中聚合物层之间的接触特性及聚合物层与金属电极的接触特性,这种特性对电池的伏安特性有比较明显的影响。第四章研究了对MEH-PPV进行氧化掺杂,用不同方式进行碘掺杂,探讨了碘掺杂的机理,不同浓度掺杂对薄膜电导率、光谱响应的影响以及碘的脱掺杂的研究。第五章研究了MEH-PPV聚合物链的电场极化取向。在不同的外加电场下对聚合物进行极化取向并用AFM原子力显微镜观测表面形貌。第六章研究了C60掺杂MEH-PPV薄膜的光学影响以及掺杂浓度对薄膜表面形貌的影响。
二、导电聚合物MEH-PPV表面光电特性的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、导电聚合物MEH-PPV表面光电特性的研究(论文提纲范文)
(1)纳米结构导电聚合物的构建及其光/电特性与应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 导电聚合物概述 |
1.1.1 导电聚合物定义及分类 |
1.1.2 导电聚合物带隙结构 |
1.1.3 导电聚合物的合成方法 |
1.2 导电聚合物光/电增强特性 |
1.2.1 导电聚合物的电学特性增强原理及方法 |
1.2.2 导电聚合物的光学特性增强原理及方法 |
1.3 导电聚合物的微纳米结构设计策略 |
1.3.1 导电聚合物的微纳米结构构建方法 |
1.3.2 导电聚合物的微纳米结构的应用 |
1.4 本文研究意义及研究内容 |
第二章 纳米结构聚吡咯的光响应特性及抗菌应用 |
2.1 引言 |
2.2 材料与试验方法 |
2.2.1 主要实验试剂 |
2.2.2 主要实验设备 |
2.2.3 纳米结构聚吡咯制备 |
2.2.4 纳米结构聚吡咯的光电表征 |
2.2.5 纳米结构聚吡咯的催化性能表征 |
2.2.6 纳米结构聚吡咯的抗菌实验 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 纳米结构聚吡咯形貌及成分分析 |
2.3.2 纳米结构聚吡咯吸收光谱分析及能带间隙 |
2.3.3 纳米结构聚吡咯mott-schottky曲线分析 |
2.3.4 纳米结构聚吡咯表面光电势及光电流分析 |
2.3.5 纳米结构聚吡咯光催化性能 |
2.3.6 纳米结构聚吡咯抗菌性能 |
2.4 本章小结 |
第三章 纳米结构聚吡咯超浸润膜的电响应特性及油水分离应用 |
3.1 引言 |
3.2 材料与试验方法 |
3.2.1 主要实验试剂 |
3.2.2 主要实验设备 |
3.2.3 纳米结构聚吡咯超浸润膜的制备 |
3.2.4 纳米结构聚吡咯超浸润膜的氧化还原刺激 |
3.2.5 纳米结构聚吡咯超浸润膜的浸润性表征 |
3.2.6 纳米结构聚吡咯超浸润膜的油水分离实验 |
3.2.7 材料测试表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 纳米结构聚吡咯形貌及成分分析 |
3.3.2 纳米结构聚吡咯浸润性分析 |
3.3.3 纳米结构聚吡咯油水分离 |
3.3.4 纳米结构聚吡咯表面成分转换和形貌稳定性 |
3.3.5 纳米结构聚吡咯表面电势转换 |
3.3.6 纳米结构聚吡咯超快油水机理分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 仿海葵纳米结构聚吡咯的电学性质及循环肿瘤癌细胞检测应用 |
4.1 引言 |
4.2 材料与试验方法 |
4.2.1 主要实验试剂 |
4.2.2 主要实验设备 |
4.2.3 仿海葵的纳米结构聚吡咯的制备 |
4.2.4 仿海葵的纳米结构聚吡咯电化学测试 |
4.2.5 循环肿瘤癌细胞捕获实验 |
4.2.6 材料测试表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 仿海葵的纳米结构聚吡咯形貌及成分分析 |
4.3.2 仿海葵的纳米结构聚吡咯的表面电势 |
4.3.3 仿海葵的纳米结构聚吡咯的循环伏安曲线 |
4.3.4 仿海葵的纳米结构聚吡咯快速捕获循环肿瘤癌细胞及动力学分析 |
4.3.5 仿海葵的纳米结构聚吡咯在血液中快速捕获鉴别循环肿瘤癌细胞 |
4.4 本章小结 |
结论 |
论文创新性 |
工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(2)基于空穴隧穿注入的倍增型有机光电探测器的制备及机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
序言 |
1 引言 |
1.1 光电探测器的研究背景 |
1.1.1 有机光电探测器的研究现状 |
1.1.2 光电探测器分类与工作机理 |
1.1.3 光电探测器的主要性能参数 |
1.2 倍增型有机光电探测器的研究进展 |
1.2.1 宽响应倍增型有机光电探测器 |
1.2.2 窄响应倍增型有机光电探测器 |
1.3 倍增型有机光电探测器的研究趋势 |
1.4 本论文的选题依据与研究内容 |
2 双向偏压下倍增型有机光电探测器 |
2.1 双向偏压下宽响应倍增型有机光电探测器的研究 |
2.1.1 器件制备与表征 |
2.1.2 基于不同ITO界面修饰层的倍增型有机光电探测器的J-V特性 |
2.1.3 双向偏压下倍增型有机光电探测器的工作机理与光谱响应 |
2.1.4 不同界面修饰层对有源层中分子排布与器件性能的影响 |
2.1.5 双向偏压下宽响应倍增型有机光电探测器的响应度与探测度 |
2.2 双向偏压下窄响应倍增型有机光电探测器的研究 |
2.2.1 器件制备与表征 |
2.2.2 通过改变有源层厚度实现双向偏压下的窄响应光谱 |
2.2.3 双向偏压窄响应对注入电极附近被俘获光生电子分布的依赖性 |
2.2.4 双向偏压下窄响应倍增型有机光电探测器的性能参数 |
2.3 双向偏压下宽响应和窄响应的倍增型有机光电探测器的研究 |
2.3.1 器件制备与表征 |
2.3.2 利用三元策略调控光场分布实现正向偏压下宽响应 |
2.3.3 通过改变有源层厚度调控光场分布实现反向偏压下窄响应 |
2.3.4 兼具宽响应和窄响应的倍增型有机光电探测器的性能参数 |
2.4 本章小结 |
3 倍增型全聚合物光电探测器 |
3.1 器件制备与表征 |
3.2 实验结果与机理研究 |
3.2.1 调控PBDB-T:PZ1比例优化倍增型全聚合物光电探测器性能 |
3.2.2 倍增型全聚合物光电探测器的工作机理与单载流子传输特性 |
3.2.3 优化的倍增型全聚合物光电探测器的主要性能参数 |
3.3 本章小结 |
4 窄带隙非富勒烯作陷阱的宽响应倍增型有机光电探测器 |
4.1 基于单有源层的宽响应倍增型有机光电探测器的研究 |
4.1.1 器件制备与表征 |
4.1.2 调控有源层中给受体比例优化倍增型有机光电探测器响应光谱 |
4.1.3 单有源层宽响应倍增型有机光电探测器的工作机理与响应特性 |
4.1.4 单有源层宽响应倍增型有机光电探测器的主要性能参数 |
4.2 基于双有源层的宽响应倍增型有机光电探测器的研究 |
4.2.1 器件制备与表征 |
4.2.2 调控各有源层厚度优化倍增型有机光电探测器的响应光谱 |
4.2.3 双有源层倍增型有机光电探测器的工作机理与响应特性 |
4.2.4 双有源层倍增型有机光电探测器与单有源层有机光电探测器 |
4.2.5 双有源层宽响应倍增型有机光电探测器的主要性能参数 |
4.3 本章小结 |
5 基于双给体体异质结的倍增型有机光电探测器 |
5.1 器件制备与表征 |
5.2 实验结果与机理研究 |
5.2.1 基于双给体体异质结的倍增型与二极管型有机光电探测器 |
5.2.2 双给体体异质结倍增型有机光电探测器的主要性能参数 |
5.2.3 双给体体异质结倍增型有机光电探测器的普适性研究 |
5.3 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)基于显微成像技术研究杂化太阳能薄膜微观光伏机制及其器件优化(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 钙钛矿太阳能电池的研究背景 |
1.1.1 钙钛矿太阳能电池的研究现状 |
1.1.2 钙钛矿太阳能的分类 |
1.2 有机-无机杂化钙钛矿 |
1.2.1 钙钛矿的化学结构 |
1.2.2 阳离子和阴离子调控钙钛矿薄膜的光电性能 |
1.3 对钙钛矿太阳能电池的理解 |
1.3.1 太阳能电池的工作原理 |
1.3.2 太阳能电池的光电压 |
1.3.3 串联/并联电阻对钙钛矿太阳能电池的影响 |
1.4 钙钛矿太阳能电池的结构 |
1.4.1 钙钛矿太阳能电池的p-i-n结构 |
1.4.2 钙钛矿太阳能电池的n-i-p结构 |
1.5 本文研究主要内容及创新之处 |
1.5.1 本文研究的主要内容 |
1.5.2 本文的创新之处 |
2 原子力显微镜 |
2.1 什么是原子力显微镜 |
2.1.1 原子力显微镜的测试 |
2.1.2 原子力显微镜的形貌测试在钙钛矿器件中的应用 |
2.2 扫描开尔文探针显微镜 |
2.2.1 扫描开尔文探针显微镜的工作原理 |
2.2.2 扫描开尔文探针显微镜在钙钛矿器件中的应用 |
2.3 静电力显微镜 |
2.3.1 静电力显微镜的工作原理 |
2.3.2 静电力显微镜在钙钛矿器件中的应用 |
2.4 导电性原子力显微镜 |
2.4.1 导电性原子力显微镜原理 |
2.4.2 导电性原子力显微镜在钙钛矿器件中的应用 |
3 实验与表征 |
3.1 实验仪器与试剂 |
3.1.1 实验仪器 |
3.1.2 实验试剂 |
3.2 样品的表征 |
3.2.1 扫描电子显微镜 |
3.2.2 X射线衍射 |
3.2.3 荧光光谱仪 |
4 基于 SKPM 的光诱导电荷分离研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 Ag颗粒的合成 |
4.2.3 样品的制备 |
4.3 实验结果及分析 |
4.3.1 复合薄膜的形貌表征 |
4.3.2 复合薄膜的光谱性能表征 |
4.3.3 复合薄膜的SKPM表征 |
4.4 总结 |
5 基于开尔文探针显微镜确定传输薄膜类型的研究 |
5.1 引言 |
5.2 样品的制备 |
5.2.1 样品的原料 |
5.2.2 氧化锡,氧化镍,钙钛矿溶液的配置 |
5.2.3 氧化锡,氧化镍,钙钛矿薄膜的制备 |
5.3 实验的结果和分析 |
5.3.1 不同薄膜的形貌和结晶性分析 |
5.3.2 不同薄膜的吸收和光致发光分析 |
5.3.3 不同薄膜光照前后表面电势的分析 |
5.4 结论 |
6 基于Mn~(2+)掺杂钙钛矿太阳能电池显微技术的的研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验 |
6.2.1 实验材料 |
6.2.2 本征和Mn掺杂的MAPbI3薄膜 |
6.2.3 材料的测试仪器 |
6.2.4 器件的构造 |
6.2.5 EFM/SKPM及相关测量 |
6.3 实验的结果和分析 |
6.3.1 Mn掺杂的钙钛矿太阳能电池器件的分析 |
6.3.2 Mn掺杂的钙钛矿薄膜的分析 |
6.3.3 Mn掺杂的钙钛矿薄膜SKPM、EFM、C-AFM分析 |
6.4 总结 |
7 2D/3D异质结钙钛矿太阳能电池 |
7.1 引言 |
7.2 实验 |
7.2.1 溶液的制备 |
7.2.2 电池的制备 |
7.2.3 薄膜和电池的仪器表征 |
7.3 实验的结果和分析 |
7.3.1 2D/3D薄膜的形貌及光学性能的调控 |
7.3.2 2D/3D薄膜的UPS、XPS、SKPM表征 |
7.3.4 2D/3D钙钛矿器件的研究 |
7.4 总结 |
8 总结和展望 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
B.学位论文数据集 |
致谢 |
(4)基于氧化锌电子传输层的钙钛矿太阳能电池制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 太阳能电池简介 |
1.2.1 第一代太阳能电池 |
1.2.2 第二代电池 |
1.2.3 第三代太阳能电池 |
1.3 有机-无机杂化钙钛矿材料的结构特征 |
1.4 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池组成结构 |
1.4.1 电子传输层 |
1.4.2 钙钛矿光吸收层 |
1.4.3 空穴传输层 |
1.4.4 对电极 |
1.5 PSCs发展中的问题与解决思路 |
1.5.1 组分掺杂 |
1.5.2 结晶工程 |
1.5.3 其他方法 |
1.6 本论文的选题思想和研究内容 |
第2章 实验方法 |
2.1 实验试剂及设备 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验设备 |
2.2 测试与表征 |
2.2.1 X射线衍射仪(XRD) |
2.2.2 X射线光电子能谱(XPS) |
2.2.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM) |
2.2.4 紫外可见光谱仪(UV-vis) |
2.2.5 稳态荧光(PL) |
2.2.6 光电性能 |
第3章 氯化铵添加剂控制结晶工程在平面钙钛矿太阳能电池的应用及研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 氧化锌纳米颗粒的合成 |
3.2.2 器件的组装 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 钙钛矿薄膜基本性能表征 |
3.3.1.1 .XRD和 UV-vis测试及分析 |
3.3.1.2 .XPS测试及分析 |
3.3.1.3 .SEM测试及分析 |
3.3.2 不同氯化铵添加剂浓度对电池性能的影响 |
3.3.2.1 电池性能测试及表征 |
3.3.2.2 电池的光电性能测试及分析 |
3.3.2.3 电池性能重复性测试 |
3.3.2.4 电池性能稳定性测试 |
3.4 本章小结 |
第4章 低温二氧化硅支撑层在钙钛矿太阳能电池中的应用 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 SiO_2 NPs单分散液的合成 |
4.2.2 器件的组装 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 电池基本结构表征分析 |
4.3.1.1 SEM分析 |
4.3.1.2 UV-vis透过和吸收分析 |
4.3.1.3 XRD分析 |
4.3.2 基于不同层数和粒径SiO_2制备的器件的光伏性能及分析 |
4.3.2.1 PSC的截面图 |
4.3.2.2 稳态PL性能分析 |
4.3.2.3 光电性能分析 |
4.3.3 碳量子点包覆二氧化硅对电池性能的影响 |
4.3.4 稳定性测试 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录:攻读硕士期间的研究成果 |
致谢 |
(5)基于溶液法制备的高性能缓冲层及在PDPP3T聚合物太阳能电池中应用的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 引言 |
1.3 有机太阳能电池的概述 |
1.3.1 电池结构 |
1.3.2 工作原理 |
1.3.3 制备方法 |
1.4 溶液法制备有机太阳能电池的研究现状 |
1.4.1 溶液法制备电池活性层的研究 |
1.4.2 溶液法制备电池缓冲层的研究 |
1.4.3 溶液法制备电池电极层的研究 |
1.5 论文的研究思路和主要内容 |
第二章 聚合物太阳能电池的溶液法制备与表征 |
2.1 引言 |
2.2 材料体系的选择 |
2.2.1 活性层材料 |
2.2.2 缓冲层材料 |
2.2.3 电极材料 |
2.3 薄膜及器件的制备与表征 |
2.3.1 薄膜及器件的制备 |
2.3.2 薄膜及器件的表征 |
2.3.3 器件表征参数 |
2.4 本章小结 |
第三章 小分子缓冲层溶液法制备及器件性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 薄膜及器件的制备与表征 |
3.3 实验结果与分析 |
3.3.1 小分子阳极缓冲层厚度的影响 |
3.3.2 小分子阳极缓冲层退火温度的影响 |
3.3.3 全溶液法器件的制备及性能表征 |
3.4 本章小结 |
第四章 醇掺杂改性PEDOT:PSS聚合物缓冲层及器件性能的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 薄膜及器件的制备与表征 |
4.3 山梨醇掺杂改性PEDOT:PSS对器件性能的影响 |
4.3.1 山梨醇掺杂改性PEDOT:PSS浓度的影响 |
4.3.2 山梨醇掺杂改性PEDOT:PSS厚度及退火温度的影响 |
4.4 不同链长醇掺杂改性PEDOT:PSS对器件性能的影响 |
4.4.1 不同链长醇掺杂PEDOT:PSS薄膜的性能表征 |
4.4.2 基于ITO玻璃基板的电池制备及性能表征 |
4.4.3 基于柔性PET基板的电池制备及性能表征 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文 |
作者在攻读硕士学位期间参与的项目 |
致谢 |
(6)基于量子点的垂直场效应光电晶体管的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 溶液过程材料简介 |
1.2.1 胶体量子点 |
1.2.2 有机物 |
1.3 胶体量子点光探测器发展历程 |
1.4 光电导型量子点光探测器 |
1.5 量子点光电二极管 |
1.6 量子点场效应光电晶体管 |
1.6.1 横向量子点场效应晶体管结构 |
1.6.2 横向量子点场效应晶体管电学原理 |
1.6.3 垂直场效应晶体管 |
1.7 主要研究内容 |
第二章 垂直场效应光电晶体管的原理 |
2.1 引言 |
2.2 垂直场效应光电晶体管的导电原理 |
2.2.1 等势面 |
2.2.2 反转点 |
2.2.3 沟道中的电流 |
2.2.4 垂直场效应光电晶体管导电原理 |
2.2.5 相关电学特征参数 |
2.3 垂直场效应光电晶体管的光电响应原理 |
2.4 量子点垂直场效应光电晶体管的性能参数 |
2.4.1 增益 |
2.4.2 电流响应度 |
2.4.3 外量子效率 |
2.4.4 噪声与探测率 |
2.5 小结 |
第三章 基于量子点的垂直场效应光电晶体管的制备与表征 |
3.1 量子点的制备 |
3.1.1 量子点的反应过程 |
3.1.2 量子点的表征 |
3.2 金银纳米线的制备及表征 |
3.2.1 金银纳米线的制备 |
3.2.2 金银纳米线的表征 |
3.3 垂直场效应光电晶体管的制备过程 |
3.3.1 垂直场效应光电晶体管的器件结构 |
3.3.2 金属电极的蒸镀 |
3.3.3 量子点光敏层的制备 |
3.4 量子点光电晶体管的电学测量 |
3.5 小结 |
第四章 基于量子点的垂直场效应光电晶体管 |
4.1 引言 |
4.2 PbSe量子点简介 |
4.3 量子点垂直场效应光电晶体管的制备,表征及测量 |
4.3.1 PbSe量子点的制备与表征 |
4.3.2 金银纳米线的制备与表征 |
4.3.3 器件的制备,表征及测量 |
4.4 量子点垂直场效应光电晶体管的电学性质 |
4.4.1 器件的电学工作原理 |
4.4.2 器件的传输特性及转移特性 |
4.4.3 器件的载流子迁移率 |
4.5 量子点垂直场效应光电晶体管的光学特性 |
4.5.1 器件的光学传感机制 |
4.5.2 不同光照强度下器件的电流特性 |
4.5.3 电流响应度 |
4.5.4 增益 |
4.5.5 探测率 |
4.5.6 瞬时光开关响应 |
4.5.7 器件的光探测性能与ZnO纳米结构器件的比较 |
4.6 小结 |
第五章 沟道长度对量子点垂直场效应光电晶体管性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 不同沟道长度的器件制备及表征 |
5.2.1 量子点的特性 |
5.2.2 金银纳米线的制备及表征 |
5.2.3 量子点垂直场效应光电晶体管的制备及表征 |
5.3 不同沟道长度垂直结构量子点器件的电学特性 |
5.3.1 270 nm沟道长度器件的传输特性及转移特性 |
5.3.2 沟道长度对场效应迁移率的影响 |
5.4 不同沟道长度量子点垂直场效应光电晶体管的性能 |
5.4.1 沟道长度为980nm的光探测性能 |
5.4.2 不同沟道长度相同光照强度下的光电响应特性 |
5.4.3 沟道长度对器件响应时间的影响 |
5.5 小结 |
第六章 基于P3HT/PbS量子点层异质结垂直场效应光电晶体管 |
6.1 引言 |
6.2 量子点和聚合物场效应光电晶体管简介 |
6.2.1 P3HT简介 |
6.2.2 量子点/有机物复合场效应光电晶体管 |
6.3 器件制备及表征 |
6.3.1 PbS量子点的制备及表征 |
6.3.2 金银纳米线的制备及表征 |
6.3.3 器件的制备,表征及测试 |
6.4 器件的传输特性及转移特性 |
6.5 器件的光探测性能 |
6.5.1 不同光照强度下器件的电流特性 |
6.5.2 器件的电流响应度及外量子效率 |
6.5.3 器件的增益 |
6.5.4 器件的探测率 |
6.6 器件的光开关响应 |
6.7 器件的光电响应机制 |
6.8 溶液过程复合光探测器性能总结 |
6.9 小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(7)静电纺丝导电纳米纤维及聚合物太阳能电池溶液加工研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 聚合物太阳能电池 |
1.2.1 聚合物太阳能电池器件参数 |
1.2.2 聚合物太阳能电池的工作原理和结构 |
1.2.3 聚合物太阳能电池活性层材料 |
1.2.4 聚合物太阳能电池活性层形貌调控 |
1.2.5 聚合物太阳能电池电极界面调控 |
1.2.6 溶液法制备太阳能电池的重要性 |
1.2.7 聚合物太阳能电池中的透明电极 |
1.3 基于纳米丝的太阳能电池和一维 P-N 结 |
1.4 静电纺丝及其在聚合物太阳能电池中的应用 |
1.4.1 静电纺丝:制备一维微纳米结构的通用方法 |
1.4.2 静电纺丝装置 |
1.4.3 静电纺丝过程机理 |
1.4.4 静电纺丝影响因素 |
1.4.5 静电纺丝制备共轭聚合物纳米丝 |
1.4.6 静电纺丝在光电器件的应用 |
1.5 研究内容和创新性 |
第2章 活性层材料的静电纺丝制备及性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验原料及表征手段 |
2.2.1 实验药品 |
2.2.2 实验仪器及表征手段 |
2.2.3 MEH-PPV 的合成 |
2.2.4 电纺溶液和表征样品制备 |
2.2.5 MEH-PPV 的静电纺丝 |
2.2.6 以 MEH-PPV 电纺丝为活性层聚合物太阳能电池的制备 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 MEH-PPV 的结构表征 |
2.3.2 MEH-PPV 溶液和旋涂膜的紫外荧光性能 |
2.3.3 影响 MEH-PPV 静电纺丝的因素 |
2.3.4 MEH-PPV 静电纺丝膜的荧光性能 |
2.3.5 MEH-PPV 静电纺丝膜用作太阳能电池的活性层 |
2.4 本章小结 |
第3章 静电纺丝制备聚合物太阳能电池透明电极 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验药品 |
3.2.2 实验仪器及表征手段 |
3.2.3 静电纺丝制备透明电极 |
3.2.4 器件制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 静电纺丝形貌 |
3.3.2 透明电极基本性能 |
3.3.3 透明电极用于聚合物太阳能电池 |
3.4 本章小结 |
第4章 溶液加工铁电性聚合物作为缓冲层及偶极调控研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验药品 |
4.2.2 实验仪器及表征手段 |
4.2.3 表征样品和太阳能电池制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 P(VDF-HFP)用作正向器件阴极缓冲层 |
4.3.2 P(VDF-HFP)用作反向器件阳极缓冲层 |
4.4 本章小结 |
第5章 聚合物太阳能电池阴极缓冲层材料探索 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验药品 |
5.2.2 实验仪器及表征手段 |
5.2.3 太阳能电池制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 反向器件中 ZnO 界面的处理 |
5.3.2 含有特殊官能团的物质修饰正向器件阴极 |
5.3.3 碱金属卤化物和铁电聚合物作为阴极缓冲层 |
5.3.4 Ag 对阴极界面的修饰 |
5.3.5 器件制备和测试过程中的一些影响因素 |
5.4 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(8)真空喷射镀膜射流流场数值模拟与雾化建模(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 传统溶液制备聚合物薄膜的方法 |
1.2.1 旋涂法 |
1.2.2 丝网印刷法 |
1.2.3 浸涂法 |
1.2.4 喷墨打印 |
1.2.5 喷雾热解法 |
1.3 真空喷射法制备聚合物薄膜介绍 |
1.4 真空喷射法的研究现状 |
1.4.1 真空喷射法 |
1.4.2 电离式真空沉积法 |
1.4.3 脉冲喷射法 |
1.4.4 真空喷射法的比较 |
1.5 本文的研究目的意义和内容 |
1.5.1 研究目的、意义 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 射流及喷雾的基本理论 |
2.1 喷嘴概述 |
2.1.1 喷嘴的国内外研究发展状况 |
2.1.2 喷嘴的种类 |
2.1.3 喷嘴的雾化机理 |
2.2 喷嘴性能评价指标 |
2.2.1 喷射流量 |
2.2.2 喷雾角度 |
2.2.3 喷嘴雾化特性 |
2.2.4 喷嘴的选型 |
2.3 射流概述 |
2.3.1 射流的基本概念 |
2.3.2 射流的雾化参数 |
2.4 CFD及其软件概论 |
2.4.1 CFD概论 |
2.4.2 CFD领域通用商业软件的现状 |
2.4.3 本文Fluent软件应用简介及并行计算 |
2.5 本章小结 |
第3章 喷嘴射流流场的Fluent模拟分析 |
3.1 喷嘴参数对射流流场的影响 |
3.1.1 流场的连续性判定 |
3.1.2 四种喷嘴介绍 |
3.1.3 射流流场的物理模型 |
3.1.4 射流流场的数学模型 |
3.1.5 射流雾化网格划分 |
3.1.6 边界条件的确定 |
3.1.7 喷嘴射流雾化流场的数值模拟结果分析 |
3.2 喷嘴的改进 |
3.2.1 喷嘴内部流道对喷嘴射流流场的影响 |
3.2.2 喷嘴直径对喷嘴射流流场的影响 |
3.2.3 喷嘴内外压差对喷嘴射流流场的影响 |
3.2.4 不同液体对喷嘴射流流场影响 |
3.3 本章小结 |
第4章 湍流作用下射法一次雾化模型的建立 |
4.1 射流雾化机理的研究 |
4.1.1 射流雾化机理的基本假说 |
4.1.2 射流雾化的特征参数 |
4.1.3 喷嘴喷口流动模型的计算与数值分析 |
4.1.4 真空下喷口流动数值模拟分析 |
4.2 射流雾化液滴破碎模型综述 |
4.2.1 K-H不稳定波模型 |
4.2.2 泰勒比破碎模型 |
4.3 真空下射流雾化模型建立 |
4.3.1 真空下影响射流雾化的因素分析 |
4.3.2 模型的基本假设 |
4.3.3 几何模型和数学模型 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论文 |
(9)CdSe量子点/MEH-PPV共轭聚合物混合物太阳能电池的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 目的及意义 |
1.2 太阳能电池的发展历程 |
1.3 量子点概述 |
1.4 量子点聚合物混合太阳能电池概述 |
2 实验内容和实验方法 |
2.1 实验内容 |
2.2 实验方法 |
2.3 实验过程 |
2.4 测试方法 |
3 实验结果与讨论 |
3.1 CdSe 量子点的制备与性能 |
3.2 CdSe 量子点的改性 |
3.3 MEH-PPV 的合成与性能 |
3.4 CdSe 量子点与MEH-PPV 混合物的光学性能 |
3.5 电池的制备与性能 |
3.6 小结 |
4 总结与展望 |
4.1 总结 |
4.2 有待改善与进一步探索的地方 |
致谢 |
参考文献 |
(10)聚合物太阳能电池材料MEH-PPV的合成、表征及其改性(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 聚合物太阳能电池国内外研究进展 |
1.3 聚合物太阳能电池基本工作原理 |
1.3.1 太阳能电池工作原理 |
1.3.2 聚合物光伏效应机理 |
1.3.3 聚合物太阳能电池的性能评价参数 |
1.4 聚合物太阳能电池材料 |
1.4.1 聚苯撑乙烯撑类(PPVs) |
1.4.2 聚噻吩类(PThs) |
1.4.3 聚芴类(PF) |
1.4.4 聚乙烯基咔唑(PVK) |
1.4.5 聚吡咯(PPy) |
1.5 聚合物太阳能电池器件结构及制作工艺 |
1.5.1 典型的四种太阳能电池结构 |
1.5.2 异质结太阳能电池 |
1.5.3 分散(体相)异质结太阳能电池 |
1.6 PPV类聚合物的制备及其反应机理 |
1.7 本课题的背景和意义 |
1.8 课题研究的内容 |
第二章 MEH-PPV的合成及其表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品 |
2.2.2 主要实验仪器 |
2.2.3 MEH-PPV的合成路线 |
2.2.4 单体和聚合物的合成 |
2.3 产物表征 |
2.3.1 原料及聚合中各步产物的红外表征 |
2.3.2 1,4二溴甲基-2甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)苯的核磁共振表征 |
2.3.3 MEH-PPV的拉曼光谱 |
2.3.4 紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱/荧光发射光谱分析 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 1-甲氧基-4-(2-乙基己氧基)苯合成的实验条件探索 |
2.4.2 1,4-二溴甲基-2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)苯合成的实验条件探索 |
2.4.3 MEH-PPV合成的实验条件探索 |
第三章 MEH-PPV薄膜厚度及其表面形貌 |
3.1 引言 |
3.2 实验仪器 |
3.3 实验步骤 |
3.4 不同旋涂速度对薄膜厚度的影响 |
3.5 不同旋涂转速对薄膜表面形貌的影响 |
3.6 不同溶剂对旋涂聚合物表面形貌的影响 |
3.7 不同条件下MEH-PPV薄膜的紫外吸收光谱 |
3.7.1 不同旋涂转速下MEH-PPV薄膜的紫外吸收光谱 |
3.7.2 不同溶剂下旋涂MEH-PPV薄膜的紫外吸收光谱 |
3.8 旋涂成膜存在的问题 |
3.9 本章小结 |
第四章 碘掺杂MEH-PPV电学和光谱性质的究 |
4.1 引言 |
4.2 MEH-PPV的碘掺杂过程以及电导率的测定 |
4.2.1 碘掺杂时间与电阻率的关系 |
4.2.2 碘掺杂MEH-PPV薄膜的脱掺杂与时间关系 |
4.3 碘掺杂后MEH-PPV的光谱特性 |
4.3.1 碘蒸气掺杂薄膜的紫外吸收光谱 |
4.3.2 碘溶液掺杂MEH-PPV的紫外吸收光谱 |
4.4 碘溶液掺杂MEH-PPV溶液的金相显微镜图 |
4.5 本章小结 |
第五章 MEH-PPV的电场极化取向 |
5.1 引言 |
5.2 MEH-PPV聚合物链的电场极化取向 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 原子力显微镜图 |
5.3.2 极化取向后聚合物的电学性质 |
5.4 本章小结 |
第六章 C_(60)掺杂MEH-PPV薄膜的性质 |
6.1 引言 |
6.2 实验步骤 |
6.3 MEH-PPV掺入C_(60)的紫外吸收光谱 |
6.4 不同浓度的C_(60)掺杂MEH-PPV的荧光光谱 |
6.5 不同浓度C_(60)掺杂后MEH-PPV薄膜的表面形貌 |
6.6 本章小结 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
四、导电聚合物MEH-PPV表面光电特性的研究(论文参考文献)
- [1]纳米结构导电聚合物的构建及其光/电特性与应用研究[D]. 王珍高. 华南理工大学, 2020
- [2]基于空穴隧穿注入的倍增型有机光电探测器的制备及机理研究[D]. 苗建利. 北京交通大学, 2020
- [3]基于显微成像技术研究杂化太阳能薄膜微观光伏机制及其器件优化[D]. 吴颖辉. 重庆大学, 2019(01)
- [4]基于氧化锌电子传输层的钙钛矿太阳能电池制备及其性能研究[D]. 李骏. 湖北大学, 2019(05)
- [5]基于溶液法制备的高性能缓冲层及在PDPP3T聚合物太阳能电池中应用的研究[D]. 杨芳. 上海大学, 2018(05)
- [6]基于量子点的垂直场效应光电晶体管的研究[D]. 张海婷. 天津大学, 2017(08)
- [7]静电纺丝导电纳米纤维及聚合物太阳能电池溶液加工研究[D]. 钟卫. 南昌大学, 2014(05)
- [8]真空喷射镀膜射流流场数值模拟与雾化建模[D]. 韩宇. 东北大学, 2010(03)
- [9]CdSe量子点/MEH-PPV共轭聚合物混合物太阳能电池的研究[D]. 童亚军. 华中科技大学, 2009(S2)
- [10]聚合物太阳能电池材料MEH-PPV的合成、表征及其改性[D]. 夏瑾. 北京化工大学, 2008(03)
标签:太阳能电池论文; 电池论文; 钙钛矿太阳能电池论文; 光电探测器论文; 薄膜电池论文;