本文關(guān)鍵詞：可溶液加工的石墨烯量子點(diǎn)薄膜及器件的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：有機(jī)太陽(yáng)能電池柔性好、低能耗、易加工、可大面積應(yīng)用,因此有望成為新一代太陽(yáng)能電池,但有機(jī)材料的遷移率較差,是人們研究的核心問(wèn)題。石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)是零維的石墨烯基納米材料,除了擁有石墨烯和量子點(diǎn)的特性外,還有其獨(dú)特的量子限域效應(yīng)和豐富的邊緣效應(yīng),使得GQDs擁有了顯著的光電特性,打開(kāi)了其在光電器件應(yīng)用領(lǐng)域的大門。并且GQDs帶隙可調(diào),又有較大的比表面積,對(duì)光電器件的性能有很大影響。因此可將GQDs摻雜入有機(jī)材料,有望改善太陽(yáng)能電池的性能。但是石墨烯量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)理尚不清楚,所以在該領(lǐng)域的研究尚處在起步階段。本論文主要研究了溶劑熱法制備GQDs,及將其摻雜入有機(jī)體相異質(zhì)結(jié)中的應(yīng)用,從太陽(yáng)能電池的工作原理和主要性能參數(shù)來(lái)分析電池性能提高的原因。重點(diǎn)的研究?jī)?nèi)容如下:(1)氧化石墨烯的制備和表征。氧化石墨烯(GO)是制備石墨烯量子點(diǎn)的前體。本文首先采用改進(jìn)的Hummers法制備GO,主要分為低溫反應(yīng)、中溫反應(yīng)和高溫反應(yīng)三個(gè)階段。所得GO經(jīng)FT-IR、AFM和XRD表征結(jié)果表明,GO的表面含有大量含氧官能團(tuán),增加了GO的水溶性,使GO表面呈褶皺狀,層間距為8.03?。(2)石墨烯量子點(diǎn)的制備和表征。本文采用的方法是溶劑熱法,以GO為前體,將其溶于有機(jī)溶劑DMF中,經(jīng)超聲分散后置于水熱釜中加熱,GO的橋氧官能團(tuán)被破壞,將GO裁減成較小尺寸的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)。(3)用可溶液加工的方法研究摻雜石墨烯量子點(diǎn)的太陽(yáng)能電池性能。將GQDs摻雜到P3HT:PCBM體系中,研究了GQDs的摻雜濃度和GQDs的還原程度及器件退火對(duì)器件性能的影響,發(fā)現(xiàn)摻雜GQDs可以提高器件的短路電流,且摻雜濃度為0.15 wt.%時(shí)器件性能最好,短路電流Isc為2.29 mA/cm2;而摻雜還原的GQDs可以提高器件的填充因子,從原來(lái)的31.57%提高到40.80%。
【關(guān)鍵詞】：可溶液加工 石墨烯量子點(diǎn) 摻雜 體異質(zhì)結(jié) 太陽(yáng)能電池
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4;O613.71
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-23
• 1.1 引言8-9
• 1.2 石墨烯量子點(diǎn)簡(jiǎn)介9-19
• 1.2.1 石墨烯量子點(diǎn)的制備方法10-16
• 1.2.2 石墨烯量子點(diǎn)的應(yīng)用16-19
• 1.3 太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)介19-22
• 1.3.1 太陽(yáng)能電池的工作原理19-20
• 1.3.2 太陽(yáng)能電池的等效電路圖及伏安特性20-21
• 1.3.3 太陽(yáng)能電池的主要參數(shù)21-22
• 1.4 本論文的研究目的和內(nèi)容22-23
• 第二章 氧化石墨烯的制備與表征23-29
• 2.1 前言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備23-24
• 2.2.2 氧化石墨烯的制備24
• 2.2.3 氧化石墨烯（GO）薄膜的制備24-25
• 2.2.4 氧化石墨烯的表征25
• 2.3 結(jié)果與討論25-28
• 2.3.1 GO的XRD分析25-26
• 2.3.2 GO的UV-vis光譜分析26-27
• 2.3.3 GO的FT-IR光譜分析27
• 2.3.4 GO的形貌表征27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 石墨烯量子點(diǎn)的制備與表征29-33
• 3.1 前言29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分29-30
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備29-30
• 3.2.2 石墨烯量子點(diǎn)的制備30
• 3.2.3 石墨烯量子點(diǎn)薄膜的制備30
• 3.2.4 石墨烯量子點(diǎn)的表征30
• 3.3 結(jié)果與討論30-32
• 3.3.1 GQDs的XRD與FT-IR分析30-31
• 3.3.2 GQDs的UV-vis分析31-32
• 3.3.3 GQDs的形貌分析32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 GQDs基太陽(yáng)能電池的制備與表征33-44
• 4.1 前言33-34
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分34-36
• 4.2.1 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝置圖34-35
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備35
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟35-36
• 4.3 結(jié)果與討論36-42
• 4.3.1 光敏層旋涂速度的影響36-37
• 4.3.2 光敏層濃度的影響37-38
• 4.3.3 GQDs摻雜濃度對(duì)器件性能的影響38-40
• 4.3.4 GQDs的還原程度對(duì)器件性能的影響40-42
• 4.3.5 退火對(duì)器件性能的影響42
• 4.4 本章小結(jié)42-44
• 第五章 結(jié)論44-45
• 致謝45-46
• 參考文獻(xiàn)46-53
• 作者簡(jiǎn)介53
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果53

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4 ;日本開(kāi)發(fā)出在藍(lán)寶石底板上制備石墨烯的技術(shù)[J];硅酸鹽通報(bào);2009年04期

5 馬圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2009年04期

6 傅強(qiáng);包信和;;石墨烯的化學(xué)研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2009年18期

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9 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

10 萬(wàn)勇;馬廷燦;馮瑞華;黃健;潘懿;;石墨烯國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)分析[J];科學(xué)觀察;2010年03期

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1 成會(huì)明;;石墨烯的制備與應(yīng)用探索[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質(zhì)量石墨烯及其功能化[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂(lè);;石墨烯制備技術(shù)與應(yīng)用研究的最新進(jìn)展[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第3分冊(cè)）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學(xué)最新進(jìn)展研討會(huì)——暨第十屆全國(guó)顆粒制備與處理研討會(huì)論文集[C];2011年

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7 趙福剛;李維實(shí);;樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)功能化石墨烯[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無(wú)機(jī)石墨烯材料:計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學(xué)修飾及尺寸效應(yīng)研究[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

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1 姚耀;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

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4 本報(bào)記者 李好宇 張們捷(實(shí)習(xí)) 特約記者 李季;石墨烯未來(lái)應(yīng)用的十大猜想[N];電腦報(bào);2010年

5 證券時(shí)報(bào)記者 向南;石墨烯貴過(guò)黃金15倍 生產(chǎn)不易炒作先行[N];證券時(shí)報(bào);2010年

6 本報(bào)特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結(jié)緣諾貝爾獎(jiǎng)[N];計(jì)算機(jī)世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[N];泰州日?qǐng)?bào);2010年

8 本報(bào)記者 紀(jì)愛(ài)玲;石墨烯：市場(chǎng)未啟 炒作先行[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2011年

9 周科競(jìng);再說(shuō)石墨烯的是與非[N];北京商報(bào);2011年

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1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應(yīng)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 羅大超;化學(xué)修飾石墨烯的分離與評(píng)價(jià)[D];北京化工大學(xué);2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學(xué);2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復(fù)機(jī)理的理論研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2013年

6 姜麗麗;石墨烯及其復(fù)合薄膜在電極材料中的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 姚成立;多級(jí)結(jié)構(gòu)石墨烯/無(wú)機(jī)非金屬?gòu)?fù)合材料的仿生合成及機(jī)理研究[D];安徽大學(xué);2015年

8 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學(xué);2015年

9 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計(jì)算研究[D];武漢大學(xué);2014年

10 王義;石墨烯的模板導(dǎo)向制備及在電化學(xué)儲(chǔ)能和腫瘤靶向診療方面的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

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1 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 王晨;石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)電化學(xué)性能的影響[D];北京化工大學(xué);2011年

3 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學(xué);2011年

4 蔡宇凱;一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

5 金麗玲;功能化石墨烯的酶學(xué)效應(yīng)研究[D];蘇州大學(xué);2012年

6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應(yīng)的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動(dòng)分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學(xué);2012年

9 于金海;石墨烯的非共價(jià)功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學(xué);2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：可溶液加工的石墨烯量子點(diǎn)薄膜及器件的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：315815