有機(jī)/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-10 17:35
光電器件在民用和軍事領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。目前,商業(yè)化的光電器件主要采用無(wú)機(jī)材料,但它們的生產(chǎn)成本高昂,加工工藝復(fù)雜,不利于大規(guī)模生產(chǎn)。相比之下,有機(jī)半導(dǎo)體材料則具有加工性能優(yōu)異、成本低廉、可大面積制作等優(yōu)點(diǎn),但電子遷移率低,穩(wěn)定性差。單純的有機(jī)或無(wú)機(jī)的半導(dǎo)體材料雖然有各自的優(yōu)點(diǎn),但都存在其自身的不足,從而限制了它們的應(yīng)用范圍。有機(jī)/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)正是順應(yīng)這樣的發(fā)展需求,充分利用有機(jī)組分優(yōu)異的加工性能和無(wú)機(jī)組分高效的載流子遷移能力的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)復(fù)合還可以產(chǎn)生一些新的優(yōu)良性能。有機(jī)/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)由于具有特殊的光、電、磁性能,近年來(lái)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的極大興趣和廣泛關(guān)注。本論文在評(píng)述有機(jī)/無(wú)機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,針對(duì)有機(jī)/無(wú)機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)光電性能的物理現(xiàn)象、物理機(jī)制研究不足的現(xiàn)狀,展開(kāi)了研究工作,主要內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)采用簡(jiǎn)易的水熱法在ITO襯底上制備了整齊排列的Zn O納米柱陣列,并通過(guò)旋涂的方法制備PFH/Zn O納米柱有機(jī)/無(wú)機(jī)異質(zhì)結(jié)。樣品在紫外可見(jiàn)光區(qū)有很強(qiáng)的吸收,I-V曲線表現(xiàn)出pn結(jié)整流特性曲線,得到的整流比(+1V比-1V)為76.5。異質(zhì)結(jié)表現(xiàn)出了良好的光電響應(yīng),光...
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常見(jiàn)的有機(jī)半導(dǎo)體化學(xué)結(jié)構(gòu)
圖 1.2 有機(jī)半導(dǎo)體的能級(jí)示意圖很弱范德華力為分子間的相互作用力,這就使得有機(jī)材料移率。但我們可以通過(guò)改變有機(jī)化合物中取代基的位置、性能的多種材料,豐富了半導(dǎo)體光電材料的種類。目前,種類繁多,易于加工合成,使其具有廣闊的應(yīng)用前景。但耐磨性也不好等缺點(diǎn),使其難以真正大規(guī)模商用。兩種材料的優(yōu)缺點(diǎn),我們考慮使用有機(jī)/無(wú)機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu),這,提高材料的光電性能。配合合適的合成技術(shù),簡(jiǎn)化生產(chǎn)產(chǎn)。同時(shí),由于界面效應(yīng)有望產(chǎn)生一些新的性能。結(jié)研究背景
由電子-空穴對(duì)。由于這些過(guò)程使在界面或是異質(zhì)結(jié)過(guò)渡區(qū)產(chǎn)生的自由載流子,導(dǎo)致了異質(zhì)結(jié)的光生電流。除了吸收光子產(chǎn)生自由載流子外也可產(chǎn)生光伏電壓。以反型異質(zhì)結(jié)為例,理想的反型異質(zhì)結(jié)的伏安特性如圖1.3所示,虛線表示無(wú)光照時(shí)狀態(tài),實(shí)線表示有光照時(shí)曲線。圖 1.3 理想的反型異質(zhì)結(jié)的伏安特性光電轉(zhuǎn)化率:inOCSCinPVIFFPP max GJehcPISCinSCEQE1240; 1- (1)其中開(kāi)路電壓OCV ,短路電流SCI ,最大輸出功率maxP ,最佳工作電壓maxV 及電流maxI 。填充因子:OCSCOCSCaxVIVIVIPFF maxmaxm1- (2)其中SCJ 為短路電流密,G為入射光的光強(qiáng)。其伏安特性可表示為:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軍用紫外光學(xué)技術(shù)的發(fā)展[J]. 劉菊,賈紅輝,尹紅偉. 光學(xué)與光電技術(shù). 2006(06)
[2]半導(dǎo)體超晶格研究與相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)系[J]. 彭英才,傅廣生. 固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2000(03)
[3]納米微晶材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)[J]. 王廣厚,韓民. 物理學(xué)進(jìn)展. 1990(03)
本文編號(hào):2969123
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常見(jiàn)的有機(jī)半導(dǎo)體化學(xué)結(jié)構(gòu)
圖 1.2 有機(jī)半導(dǎo)體的能級(jí)示意圖很弱范德華力為分子間的相互作用力,這就使得有機(jī)材料移率。但我們可以通過(guò)改變有機(jī)化合物中取代基的位置、性能的多種材料,豐富了半導(dǎo)體光電材料的種類。目前,種類繁多,易于加工合成,使其具有廣闊的應(yīng)用前景。但耐磨性也不好等缺點(diǎn),使其難以真正大規(guī)模商用。兩種材料的優(yōu)缺點(diǎn),我們考慮使用有機(jī)/無(wú)機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu),這,提高材料的光電性能。配合合適的合成技術(shù),簡(jiǎn)化生產(chǎn)產(chǎn)。同時(shí),由于界面效應(yīng)有望產(chǎn)生一些新的性能。結(jié)研究背景
由電子-空穴對(duì)。由于這些過(guò)程使在界面或是異質(zhì)結(jié)過(guò)渡區(qū)產(chǎn)生的自由載流子,導(dǎo)致了異質(zhì)結(jié)的光生電流。除了吸收光子產(chǎn)生自由載流子外也可產(chǎn)生光伏電壓。以反型異質(zhì)結(jié)為例,理想的反型異質(zhì)結(jié)的伏安特性如圖1.3所示,虛線表示無(wú)光照時(shí)狀態(tài),實(shí)線表示有光照時(shí)曲線。圖 1.3 理想的反型異質(zhì)結(jié)的伏安特性光電轉(zhuǎn)化率:inOCSCinPVIFFPP max GJehcPISCinSCEQE1240; 1- (1)其中開(kāi)路電壓OCV ,短路電流SCI ,最大輸出功率maxP ,最佳工作電壓maxV 及電流maxI 。填充因子:OCSCOCSCaxVIVIVIPFF maxmaxm1- (2)其中SCJ 為短路電流密,G為入射光的光強(qiáng)。其伏安特性可表示為:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軍用紫外光學(xué)技術(shù)的發(fā)展[J]. 劉菊,賈紅輝,尹紅偉. 光學(xué)與光電技術(shù). 2006(06)
[2]半導(dǎo)體超晶格研究與相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)系[J]. 彭英才,傅廣生. 固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2000(03)
[3]納米微晶材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)[J]. 王廣厚,韓民. 物理學(xué)進(jìn)展. 1990(03)
本文編號(hào):2969123
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