發(fā)布時(shí)間：2021-10-14 19:13

　　在有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)器件和有機(jī)光伏器件中,廣泛存在有機(jī)/金屬界面和有機(jī)/惰性材料界面,界面的能級(jí)排布影響界面問(wèn)的電荷輸運(yùn),從而直接影響器件的性能。本文以同步輻射光電子能譜（SRPES）測(cè)量為主,軟X射線吸收譜（XAS）和密度泛函理論（DFT）計(jì)算為輔研究了富勒烯衍生物PC61BM及非富勒烯小分子ITIC與一些襯底間的界面電子結(jié)構(gòu)。對(duì)于有機(jī)/惰性材料界面,能級(jí)排布由整數(shù)電荷轉(zhuǎn)移模型（ICT模型）決定;這個(gè)模型中有一個(gè)重要的概念是負(fù)整數(shù)電荷轉(zhuǎn)移能級(jí)（EICT-,對(duì)受體分子而言）。鑒于當(dāng)前非富勒烯受體分子的迅速發(fā)展,本文測(cè)量了典型的非富勒烯受體小分子ITIC的EICT-,結(jié)果為4.00±0.0δeV。我們還用XAS研究了ITIC薄膜內(nèi)的分子取向,結(jié)果表明ITIC在惰性襯底上是face-on取向。本文還用DFT研究了I IC的電子關(guān)聯(lián)和極化子效應(yīng),揭示出電子的強(qiáng)關(guān)聯(lián)效應(yīng)對(duì)有機(jī)分子電子結(jié)構(gòu)有重要影響。對(duì)于有機(jī)/金屬界面,本文用PES詳細(xì)研究了 Au（111）、Ag（111）、Au（100）和Ag（100）這四種襯底上PC61BM薄膜的界面電子結(jié)構(gòu)。這里的界面是化學(xué)吸附。我們以前提出的TSI+ICT方法（... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：103 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池工作原理示意圖??

柵極??圖１．３底柵式的底接觸式ＯＦＥＴ構(gòu)造示意圖。??這里以圖１．３為例，筒單介紹ＯＦＥＴ的工作原理。與半導(dǎo)體直接接觸的兩個(gè)??電極稱為源極和漏極，導(dǎo)電層與絕緣層直接接觸，與絕緣層接觸、并隔著絕緣層??與源極和漏極對(duì)應(yīng)的電極稱為柵極。當(dāng)柵極未加偏壓時(shí)（即柵電壓為零時(shí)）或者??柵電壓較小時(shí)，半導(dǎo)體層內(nèi)載流子濃度很低，導(dǎo)電性差，源極和漏極是斷開(kāi)的，??器件處于關(guān)狀態(tài)。而當(dāng)在柵極上加一個(gè)足夠高的電壓，在半導(dǎo)體和絕緣體界面處??會(huì)出現(xiàn)一個(gè)導(dǎo)電溝道，源極和漏極之間的電流則會(huì)很快增大，使器件導(dǎo)通，熒于??開(kāi)狀態(tài)。ＯＦＥＴ的工作原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，是通過(guò)柵極電壓來(lái)改變器件電場(chǎng)，從而調(diào)??控源極和漏極之間的電流輸出。??源極和漏極的通斷，就涉及到半導(dǎo)體材料本身的電學(xué)特性。以ｎ型半導(dǎo)體為??例，當(dāng)柵極加載足夠的負(fù)電壓時(shí)，在器件內(nèi)源漏兩級(jí)連線的垂直方向產(chǎn)生指向柵??極的電場(chǎng)

轉(zhuǎn)化效率目前已達(dá)１３．７％［４２］，與基于富勒烯衍生物的ＯＳＣ相當(dāng)。??１．２．１富勒烯及其衍生物??圖１．４示出富勒烯Ｃ６０以及Ｃ６〇和Ｃ７〇的幾種常見(jiàn)衍生物。這一類材料在很多??領(lǐng)域有重要應(yīng)用，ＯＳＣ只是應(yīng)用領(lǐng)域之一。??１９９２年Ｓａｒｉｃｉｆｔｉｃ等［２４］發(fā)現(xiàn)光生電子從導(dǎo)電聚合物ＭＥＨ－ＰＰＶ向ｄｏ的快速?；??轉(zhuǎn)移，這解決了當(dāng)時(shí)困擾ＯＳＣ發(fā)展的一個(gè)難題：有機(jī)材料的激子較難分離成自?＃崳?由電荷。Ｃ６０和合適的給體分子組合時(shí)，它的強(qiáng)吸電子能力可以促使給體分子中??的激子分離。然而，Ｃｓｏ作為受體有三方面的不足：（１）Ｃ６Ｑ分子穩(wěn)定性好，結(jié)晶??能力強(qiáng)而易形成線度較大的晶體，導(dǎo)致ＢＨＪ中可促使激子分離的界面不多；（２）?１??Ｃ６０在有機(jī)溶劑中的溶解度不夠大，使得制備含Ｃ６０較多的ＢＨＪ很困難ｆ?（３）由??于分子的高對(duì)稱性，絕大部分太陽(yáng)光譜范圍的光學(xué)躍遷被禁阻，Ｃ６０吸收太陽(yáng)光??的性能極差。１９９５年Ｈｕｍｍｅｌｅｎ等報(bào)道的富勒烯衍生物ＰＣ６１ＢＭ是在Ｃ６〇籠子上??接上苯基－丁酸甲酯支鏈［４３］。邊鏈的接入大大提高了溶解度并極大地降低了結(jié)晶??性。圖１．４中其它富勒烯衍生物也是如此


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