有機P型半導(dǎo)體材料的制備及其表征
本文關(guān)鍵詞:有機P型半導(dǎo)體材料的制備及其表征,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:太陽能電池又叫做“光伏器件”,是利用物質(zhì)受到光輻射時吸收光子引起電荷分布發(fā)生變化以致產(chǎn)生電勢和電流從而將光能變成電能的器件�;诰w硅等無機太陽能電池已經(jīng)達到了很高的轉(zhuǎn)換效率,已經(jīng)成為市場上的主力產(chǎn)品。然而無機太陽能電池的生產(chǎn)投資成本太高,生產(chǎn)過程中能耗很大,而且污染很大,在一定程度上限制了其大規(guī)模使用。相比之下,有機太陽能電池成本低、重量輕、可以柔性化、加工方式多樣適于大規(guī)模制造等一系列的優(yōu)勢有望作為無機太陽能電池的補充得到了學(xué)術(shù)界的重視,并且在材料和器件制備工藝上已經(jīng)有明顯進步。近年來,有機材料器件因為其低成本、高柔韌性、耐低溫等優(yōu)良特性,正受到越來越多的關(guān)注。在為數(shù)眾多的有機光電子材料中,并五苯是較為突出的一種。并五苯薄膜呈現(xiàn)出類金子塔結(jié)構(gòu),有效的增大了薄膜的表面積,增加了光的吸收,從而增大了短路電流J和光電效率。而且并五苯的場效應(yīng)也很好,有人制備出空穴遷移率高達3.6 cm2/Vs的并五苯的場效應(yīng)晶體管,同時又在這一高性能晶體管基礎(chǔ)上,制備了高性能柔性環(huán)形振蕩器,振蕩頻率超過1 kHz。由于并苯化合物的禁帶寬度隨著芳環(huán)數(shù)目的增加而降低,因而有很強的電荷注入能力,表現(xiàn)出很高的載流子遷移率。它擁有有機材料中最高的載流子遷移率,最高可達到2 cm2/Vs,這一數(shù)值甚至可以與氫化后的無定型硅相媲美,因此可以作為有機場效應(yīng)管中的溝道材料。雖然對于并五苯的應(yīng)用已有了大量的報道[1-5],但是對于以并五苯為基本骨架合成的非平面的稠環(huán)芳烴的性能我們了解的不是很多。目前平面型的有機分子應(yīng)用于光電器件已取得了較好的成效,我們很難在上面有很大的突破。因此我們想在非平面分子上有所突破。我們都知道如果分子是非共平面的,會產(chǎn)生截然不同的分子間作用力,分子自組裝的能力也會大大加強,這是平面型分子所不具備的。以此為前提本文旨在設(shè)計并合成非平面的有機材料,并探討此類材料是否比平面型分子在光電領(lǐng)域的應(yīng)用更好。在本文的第一章里,主要對有機半導(dǎo)體材料的研究進展、特性、應(yīng)用和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了概述,以及對近年來所取得的成果進行了綜述,并選取了并五苯為本文的研究對象合成了一系列的非平面的有機P型半導(dǎo)體材料。第二章主要合成了活性四十二烷氧基HBC。在論文的第三章里,在第二章的基礎(chǔ)上為了改善這一類導(dǎo)電材料的溶解性和電子更多共軛的性能,設(shè)計分子并合成了活性四十二烷氧基OBCB。在論文的第四章里,主要設(shè)計并合成了活性四十二烷氧基三排并五苯醌HBC類衍生物。并總結(jié)了本論文所研究的主要內(nèi)容,列出了我們研究所得到的主要結(jié)果,并對我們以后繼續(xù)研究的工作做了簡單的說明。
【關(guān)鍵詞】:有機P型半導(dǎo)體材料 非平面 HBC OBCB
【學(xué)位授予單位】:上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TN304.5
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 第一章 緒論10-30
- 1.1 有機半導(dǎo)體材料的研究進展以及存在的問題10-17
- 1.1.1 有機半導(dǎo)體材料14
- 1.1.2 有機半導(dǎo)體材料分類14-17
- 1.1.3 有機半導(dǎo)體材料的研究進展及其應(yīng)用17
- 1.2 有機太陽能電池17-25
- 1.2.1 有機小分子太陽能電池17-18
- 1.2.2 有機聚合物太陽能電池18-21
- 1.2.3 有機太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)21-23
- 1.2.4 有機太陽能電池器件制備的工藝和改善器件性能的辦法23-25
- 1.3 有機薄膜場效應(yīng)晶體管25-27
- 1.4 有機二極管材料27
- 1.5 本研究的目的與意義27-30
- 第二章 活性四十二烷氧基HBC的合成及表征30-55
- 2.1 引言30
- 2.2 實驗部分30-46
- 2.2.1 實驗試劑30-32
- 2.2.2 活性四十二烷氧基HBC的合成路線一32-39
- 2.2.3 活性四十二烷氧基HBC的合成路線二39-42
- 2.2.4 活性四十二烷氧基HBC的合成路線三42-46
- 2.3 結(jié)果與討論46-53
- 2.3.1 結(jié)構(gòu)與表征46-53
- 2.4 本章小結(jié)53-55
- 第三章 活性四十二烷氧基OBCB的合成及表征55-71
- 3.1 引言55
- 3.2 實驗部分55-64
- 3.2.1 實驗試劑55-57
- 3.2.2 活性四十二烷氧基HBC的合成路線一57-60
- 3.2.3 活性四十二烷氧基HBC的合成路線二60-63
- 3.2.4 活性四十二烷氧基HBC的合成路線三63-64
- 3.3 結(jié)果與討論64-70
- 3.3.1 結(jié)構(gòu)與表征64-69
- 3.3.2 晶體結(jié)構(gòu)表征69-70
- 3.4 本章小結(jié)70-71
- 第四章 活性四十二烷氧基三排并五苯醌HBC類衍生物的合成及表征71-78
- 4.1 引言71
- 4.2 實驗部分71-75
- 4.2.1 實驗試劑71-73
- 4.2.2 活性四十二烷氧基三排并五苯醌HBC類衍生物的合成路線73-75
- 4.3 結(jié)果與討論75-77
- 4.3.1 結(jié)構(gòu)與表征75-77
- 4.4 本章小結(jié)77-78
- 第五章 研究小結(jié)及展望78-80
- 參考文獻80-83
- 致謝83
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