本文關(guān)鍵詞：耦合量子點薄膜中光致界面電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)特性研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 量子點薄膜 TOF 時間分辨熒光 界面電荷轉(zhuǎn)移

【摘要】：近年來,隨著量子點中多重激子理論的不斷完善以及相關(guān)的實驗支持,對于具有高量子效率的量子點太陽能電池的研究逐漸成為了國際熱點。其中,如何通過界面電荷轉(zhuǎn)移將激子有效拆分并輸運至電極這一過程是研究量子點太陽能電池高量子效率成因的關(guān)鍵物理問題。目前,針對光伏器件的實際工作狀態(tài),同時用光電及光譜方法在不同時間尺度研究量子點薄膜界面電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)特性的實驗報道并不多見,而這對于高效光電器件的設(shè)計具有非常重要的科學(xué)意義。本文以單、雙層Cd Se耦合量子點薄膜器件為主要研究對象,以瞬態(tài)光電流(TOF)和時間分辨熒光光譜技術(shù)為主要實驗手段,研究了量子點與受體、不同尺寸量子點之間的界面電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)特性,主要包含以下幾部分研究工作:首先,根據(jù)不同材料的能級匹配結(jié)構(gòu)設(shè)計并制備了兩種類型的Cd Se耦合量子點薄膜器件。對于含電極的光伏器件,主要關(guān)注其長時間尺度下的瞬態(tài)光電流特性;另一類僅有量子點和受體的薄膜器件則主要關(guān)注其短時間尺度下的時間分辨熒光光譜特性。利用兩種實驗手段分別在μs和ns量級時間尺度研究界面電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)特性,實驗結(jié)果可以彼此支持。其次,研究了量子點與受體之間的界面電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)特性。通過改變原型光伏器件中量子點薄膜的厚度,我們發(fā)現(xiàn)TOF信號主要來源于量子點與受體之間發(fā)生界面電荷轉(zhuǎn)移后載流子在受體中的輸運過程。而無激子阻擋層(受體)器件的TOF信號則表明了量子點與電極之間的界面電荷轉(zhuǎn)移及復(fù)合的動力學(xué)特性。作為進(jìn)一步的實驗支持,我們采集了相關(guān)器件的時間分辨熒光光譜并進(jìn)行了全局?jǐn)M合。對于孤立量子點薄膜器件,擬合結(jié)果給出了三個熒光組分,而對于量子點/受體薄膜器件,則給出了第四個熒光組分,這個組分被指認(rèn)為界面電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)過程,并獲得了相應(yīng)的動力學(xué)參數(shù)。最后,研究了不同尺寸量子點之間的界面電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)特性。對于雙層量子點薄膜光伏器件的TOF實驗結(jié)果,我們通過分析發(fā)現(xiàn)了其中量子點之間界面電荷轉(zhuǎn)移的貢獻(xiàn),并表征了其動力學(xué)參數(shù);同時,不同偏壓條件下的TOF實驗也進(jìn)一步支持了相關(guān)結(jié)論。
[Abstract]:In recent years, with the theory of multiple exciton in quantum dots and constantly improve the relevant experimental support for research of quantum dots with high quantum efficiency of the solar battery has gradually become the international hotspot. Among them, how will the interfacial charge transfer exciton effective separation and transport to the electrode of this process is the key problem of physics quantum dot solar cells the causes of high quantum efficiency. At present, according to the actual working condition of photovoltaic devices, the report also used photoelectric and spectral methods at different time points of the quantum scale thin film interfacial charge transfer dynamics is rare, and has very important scientific significance for the design of optoelectronic devices. In this paper, the coupling of quantum double point Cd Se thin film as the main research object, the transient photocurrent (TOF) and time-resolved fluorescence spectroscopy technology as the main means of experiment, Study on the quantum dots and receptor, transfer dynamics of interfacial charge between quantum dots of different sizes, mainly includes the following several parts of research work: first of all, according to the different level of material, structure design and Cd Se coupled quantum dot thin film device with two types of preparation. The photovoltaic device with electrodes, mainly focus on transient light current characteristics of the long time scales; only another kind of quantum dots and receptor thin film device mainly focuses on the short time scale of the time-resolved fluorescence spectral characteristics. By using two kinds of experimental means to transfer the dynamic characteristics in the s and NS magnitude time scales on the interface charge respectively, then experimental results can support each other. Study on the interface, charge transfer between quantum dots and receptor dynamics. Through the change of quantum dots in a photovoltaic device prototype film thickness, we found that the main source of TOF signal Between quantum dots and interfacial charge transfer after carrier receptors in the receptor transport process. Without the exciton blocking layer (TOF receptor) signal device shows that between quantum dots and electrode interfacial charge transfer and complex dynamics. As the experimental support to further, we collect the related devices of the time resolution of fluorescence spectrum and the global fitting for isolated quantum dot thin film devices, the fitting results in three fluorescent components, and for quantum dots / receptor thin film device provides fourth fluorescent components, the components are regarded as interfacial charge transfer kinetics and the corresponding kinetic parameters were obtained. Finally, the interface of the charge transfer of quantum dots of different sizes for the dynamics. The experimental results of TOF double quantum dots film photovoltaic devices, we found the content through the analysis The contribution of the interface charge transfer between the subpoints and the kinetic parameters are characterized. At the same time, the TOF experiment under different bias conditions also further supports the relevant conclusions.

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O471.1;TM914.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 譚翠燕,梁汝強(qiáng),阮康成;量子點在生命科學(xué)中的應(yīng)用[J];生物化學(xué)與生物物理學(xué)報;2002年01期

2 孟磊,宋增璇;量子點在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2004年02期

3 牟穎,王楠,金欽漢;量子點在生命科學(xué)中的應(yīng)用及其進(jìn)展[J];微納電子技術(shù);2004年06期

4 楊蕊,冀偉,閆玉禧,費強(qiáng),牟穎,金欽漢;量子點在小鼠體內(nèi)的生物學(xué)分布[J];吉林大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版);2005年06期

5 劉玉敏;俞重遠(yuǎn);楊紅波;黃永箴;;應(yīng)變自組織量子點的幾何形態(tài)對應(yīng)變場分布的影響[J];半導(dǎo)體學(xué)報;2005年12期

6 楊紅波;俞重遠(yuǎn);劉玉敏;;2×2自組織量子點陣列應(yīng)變場分布的有限元分析[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報;2005年06期

7 陳宏偉,劉紅莉,王一理,司履生;量子點:新的熒光標(biāo)記物質(zhì)[J];中華病理學(xué)雜志;2005年01期

8 吳峰;蔡繼業(yè);;基于量子點的熒光共振能量轉(zhuǎn)移的應(yīng)用[J];化學(xué)與生物工程;2007年01期

9 譚君;祝連彩;;量子點在新藥開發(fā)中的應(yīng)用[J];生命的化學(xué);2008年06期

10 田宇光;陳優(yōu)生;;量子點的應(yīng)用概論[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2008年09期

相關(guān)會議論文 前10條

1 胡德紅;武紅敏;梁建功;韓鶴友;;量子點與蛋白質(zhì)相互作用研究[A];第五屆全國化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

2 宋濤;逯超亮;宮曉群;楊秋花;李云紅;常津;;量子點熒光編碼微球的制備[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會第30次學(xué)術(shù)年會暨生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會論文集[C];2010年

3 楊久敏;宮曉群;張琦;宋濤;劉鐵根;李迎新;常津;;小波變換在量子點編碼識別中的應(yīng)用[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會第30次學(xué)術(shù)年會暨生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會論文集[C];2010年

4 李佳涵;葛玉舒;田方方;樊婷;袁蓮;劉義;;微量熱研究量子點對線粒體代謝的影響[A];中國化學(xué)會第十五屆全國化學(xué)熱力學(xué)和熱分析學(xué)術(shù)會議論文摘要[C];2010年

5 何治柯;;小粒經(jīng)近紅外低毒水溶性量子點的合成及應(yīng)用研究[A];中國化學(xué)會第十屆全國發(fā)光分析學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

6 賈金鋒;;全同金屬量子點的生長與研究[A];2001年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國會議論文摘要集[C];2001年

7 張友林;曾慶輝;孔祥貴;;用于在體高靈敏檢測的量子點發(fā)光光纖生物傳感器[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2007年

8 王金嬡;王琛;付國;劉力;王桂英;;量子點的三維取向探測[A];2006年全國強(qiáng)場激光物理會議論文集[C];2006年

9 張家雨;崔一平;王志兵;;膠體量子點的電致發(fā)光研究[A];第十七屆十三省（市）光學(xué)學(xué)術(shù)年會暨“五省一市光學(xué)聯(lián)合年會”論文集[C];2008年

10 原鳳英;蔣最敏;陸f ;;鍺硅雙層量子點耦合效應(yīng)的研究[A];第十六屆全國半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 馮衛(wèi)東;美研究可高效阻斷蛋白生成的量子點技術(shù)[N];科技日報;2008年

2 記者 常麗君;韓國造出全彩色量子點顯示屏[N];科技日報;2011年

3 記者 曲照貴;天大首創(chuàng)零污染量子點合成工藝[N];中國化工報;2013年

4 劉牧洋;我國量子點研究獲新突破[N];光明日報;2003年

5 王全楚;“量子點”熒光標(biāo)記初露端倪[N];健康報;2005年

6 劉霞;科學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)：量子點不是點[N];科技日報;2010年

7 記者 劉霞;量子點顯示屏或?qū)⒊芍髁鱗N];科技日報;2010年

8 劉霞;膠體量子點太陽能電池轉(zhuǎn)化效率創(chuàng)紀(jì)錄[N];科技日報;2011年

9 本報記者 于歡;納米技術(shù)全面升級LED[N];中國能源報;2010年

10 記者馬艷紅;中科院化學(xué)所成功制備量子點熒光微球[N];中國醫(yī)藥報;2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王立民;量子點分子及量子點團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)[D];北京師范大學(xué);2002年

2 石星波;單個量子點的光學(xué)性質(zhì)研究及其在超高分辨率定位上的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2012年

3 王解兵;Ⅱ-Ⅵ族油溶性量子點的制備、修飾及應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2013年

4 李釩;高熒光碳量子點的制備及其應(yīng)用研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2015年

5 周宏明;核殼型量子點的能帶結(jié)構(gòu)及其光學(xué)非線性[D];武漢大學(xué);2013年

6 黃碧海;基于量子點標(biāo)記的生物探針構(gòu)建[D];武漢大學(xué);2012年

7 潘佳奇;半導(dǎo)體ZnSe量子點和碳量子點的制備及其應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

8 何耀;性能優(yōu)良水溶性量子點和量子點—聚合物納米微球的微波輻射制備及研究[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

9 陳耕;半導(dǎo)體自組織量子點的光學(xué)性質(zhì)和其在量子信息中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

10 劉璇;量子點電致化學(xué)發(fā)光新體系及其分析新方法研究[D];南京大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 尹芳蕊;納米顆�！孔狱c經(jīng)嗅覺通路進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的實驗研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院;2008年

2 許智祥;熒光量子點的制備及應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2007年

3 李秀清;量子點的不同修飾方法對其與牛血清白蛋白的作用的影響[D];華中科技大學(xué);2007年

4 華曉鋒;量子點與生物分子的偶聯(lián)及其應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2006年

5 李玉丹;單電子隧穿耦合量子點的輸運和光學(xué)性質(zhì)[D];山西大學(xué);2011年

6 何至青;水溶性量子點的制備與性能研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

7 陳清愛;基于量子點的金屬離子檢測和碳點的制備及其發(fā)光研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2012年

8 盧鵬;核分析技術(shù)在水溶性氧化鋅量子點吸收中的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

9 張翼飛;鍺硅單量子點的耦合和瞬態(tài)電學(xué)性質(zhì)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

10 趙瀟;一種納米級碳量子點的合成、修飾、表征及生物學(xué)評價[D];華東師范大學(xué);2015年

，

本文編號：1373554