本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)電聚合物P3HT的納米島和線的光調(diào)制電荷轉(zhuǎn)移的研究

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【摘要】：聚合物太陽能電池,因?yàn)橹苽涔に嚭唵�、成本較低、可制成柔性產(chǎn)品等特點(diǎn),已經(jīng)成為現(xiàn)階段研究的重點(diǎn),而對于其中最主要的部分——聚合物的研究也越來越多。論文圍繞聚合物P3HT展開研究,主要分析了基于P3HT的不同納米結(jié)構(gòu)的光電性質(zhì),主要研究內(nèi)容如下:首先,制備了兩種P3HT的納米結(jié)構(gòu),分別是:納米島和納米纖維。用原子力顯微鏡分析這兩種納米結(jié)構(gòu)的形貌特征,研究不同形貌特征下分子排列的情況,統(tǒng)計(jì)分析了不同納米結(jié)構(gòu)的高度信息,得到如下結(jié)論:納米島是層狀結(jié)構(gòu),且每一層的高度近似等于P3HT單分子層的高度(約1.5~1.6 nm);納米纖維的高度也近似等于單層分子的高度,但是納米纖維在自組裝的過程中可能會扭曲或折疊。所以納米島和納米纖維存在相似與不同之處。進(jìn)而,用拉曼光譜來深入分析這兩種納米結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性能,拉曼光譜不同的峰值高度可以代表分子中鍵能的強(qiáng)弱,不同峰值高度的比值可以代表聚合物結(jié)晶的程度,對比納米島和納米纖維的拉曼光譜中碳碳單鍵和碳碳雙鍵的強(qiáng)度比值,可以得知納米島的比值大于納米纖維,所以其結(jié)晶性也好于納米纖維。最后,用掃描靜電勢顯微鏡(SKPM)和靜電力顯微鏡(EFM)來研究光照對納米島和納米纖維的表面電勢和表面電荷的影響。對比研究有無光照條件下表面電勢的變化,可以得到光照對納米島和納米纖維的表面電勢的增加起正面作用。對比研究光照下樣品表面電荷量的變化,結(jié)果表明,由于光照作用納米島和納米纖維的電荷量的增量分別為24%和15%。從結(jié)果中可以知道,雖然光照下這兩種納米結(jié)構(gòu)的電荷增量不同,但是變化的趨勢是一致的,相同的光響應(yīng)都反映了P3HT納米結(jié)構(gòu)中都存在π-π堆疊現(xiàn)象,P3HT是空穴傳導(dǎo)型的分子,而這種分子排列與其電學(xué)性質(zhì)相關(guān)。因?yàn)镻3HT是空穴傳導(dǎo)分子,所以正電荷很容易注入到樣品中,且注入的電荷可以沿著納米島從注入點(diǎn)向外傳輸,這個(gè)過程可以用EFM來檢測。這也說明了納米島結(jié)構(gòu)中分子鏈平面化的程度越高越有利于電荷的傳輸。綜上所述,我們可以通過原子力顯微鏡技術(shù)研究P3HT的結(jié)晶性對其光電性質(zhì)的影響,從而將其很好的應(yīng)用于光電學(xué)和太陽能電池領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：聚3-己基噻吩 納米島和納米纖維 掃描開爾文探針顯微鏡 靜電力顯微鏡 光電性能
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O631
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 引言8-9
• 1.2 有機(jī)太陽能電池的發(fā)展歷程9-11
• 1.3 聚合物太陽能電池材料的特性11-17
• 1.3.1 聚-3 己基噻吩的光電性質(zhì)14
• 1.3.2 聚-3 己基噻吩分子的聚合現(xiàn)象14-16
• 1.3.3 聚-3 己基噻吩的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 P3HT薄膜和納米結(jié)構(gòu)的制備方法17-18
• 1.5 本文研究主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處18-20
• 1.5.1 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 1.5.2 本文的創(chuàng)新之處19-20
• 2 原子力顯微鏡技術(shù)20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 原子力顯微鏡的基本工作原理20-22
• 2.3 掃描開爾文探針顯微鏡22-26
• 2.3.1 掃描開爾文探針顯微鏡的工作原理22-24
• 2.3.2 掃描開爾文探針顯微鏡的應(yīng)用24-26
• 2.4 靜電力顯微鏡26-30
• 2.4.1 靜電力顯微鏡的工作原理26-28
• 2.4.2 靜電力顯微鏡的應(yīng)用28-30
• 3 實(shí)驗(yàn)過程和測試方法30-34
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備30-31
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料30
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備30-31
• 3.2 P3HT納米結(jié)構(gòu)的制備31-32
• 3.2.1 P3HT納米纖維的制備31-32
• 3.2.2 P3HT納米島狀結(jié)構(gòu)的制備32
• 3.3 P3HT納米結(jié)構(gòu)的表征32-34
• 3.3.1 紫外-可見光吸收光譜（UV-Vis）32
• 3.3.2 顯微共聚焦拉曼光譜（Raman）32-33
• 3.3.3 原子力顯微鏡（AFM）33-34
• 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析34-48
• 4.1 P3HT納米結(jié)構(gòu)的形貌分析34-36
• 4.1.1 P3HT納米纖維的形貌34-35
• 4.1.2 P3HT納米島狀結(jié)構(gòu)的形貌35-36
• 4.2 兩種納米結(jié)構(gòu)的拉曼光譜和吸收光譜分析36-37
• 4.3 不同納米結(jié)構(gòu)的表面電勢分析37-40
• 4.3.1 P3HT納米島的形貌和電勢分析37-39
• 4.3.2 P3HT納米纖維的形貌和電勢分析39-40
• 4.4 不同納米結(jié)構(gòu)的表面電荷分析40-43
• 4.4.1 P3HT納米島的表面電荷分析40-42
• 4.4.2 P3HT納米纖維的表面電荷分析42-43
• 4.5 納米結(jié)構(gòu)的電荷注入分析43-48
• 5 總結(jié)與展望48-49
• 5.1 結(jié)論48
• 5.2 展望48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻(xiàn)50-56
• 附錄56
• A. 在研究生學(xué)習(xí)期間的研究成果56

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本文編號：1008051