發(fā)布時(shí)間：2017-12-13 11:23

  本文關(guān)鍵詞：碳量子點(diǎn)組裝體的合成及其光伏性能研究

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【摘要】：碳量子點(diǎn)(carbon nano dots)作為一種最新的熒光碳納米材料受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注,其發(fā)光性質(zhì)獨(dú)特、毒性低使其在環(huán)境監(jiān)測(cè)、光催化、生物成像、光電等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。但由于碳量子點(diǎn)的尺寸限制及表面缺陷多,它在固體設(shè)備中的應(yīng)用甚至真正走向商業(yè)化是不可能的。因此為了克服尺寸限制,實(shí)現(xiàn)它的廣泛應(yīng)用,我們將單分散的碳量子點(diǎn)通過(guò)自組裝的方式使其形成微米級(jí)別的有序結(jié)構(gòu)。本論文的主要內(nèi)容包括:以丙三醇為碳源,利用微波熱解法合成尺寸為1-5nm的綠色熒光碳量子點(diǎn)(g-CNDS),然后用化學(xué)還原的方法將g-CNDS表面的-COOH、-C=O等基團(tuán)還原為-OH,得到藍(lán)色熒光碳量子點(diǎn)(b-CNDS)。對(duì)上述二種碳量子點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析,研究它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的差異對(duì)化學(xué)、物理、光學(xué)等性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)和g-CNDS相比,b-CNDS中sp2雜化碳含量上升,含氧基團(tuán)減少,羥基含量升高。這種結(jié)構(gòu)上的不同使二者具備不同的發(fā)光機(jī)理:g-CNDS以缺陷發(fā)光為主,量子產(chǎn)率較低;b-CNDS以本體發(fā)光為主,量子產(chǎn)率提高將近一倍。在b-CNDS的表面接枝能形成四重氫鍵的小分子化合物,得到了碳量子點(diǎn)組裝體(Assemblies),其在極性溶劑中以單分散的碳量子點(diǎn)形式存在,在非極性溶劑中以微米級(jí)別的橢球形組裝體形式存在。將Assemblies作為電子受體,聚-3己基噻吩(P3HT)作為電子給體,制備了復(fù)合薄膜光開(kāi)關(guān)。將其性能和b-CNDS/P3HT及富勒烯衍生物(PCBM)/P3HT器件性能做對(duì)比。結(jié)果說(shuō)明Assemblies和P3HT混合可以有效提高電子空穴的分離和載流子的高速遷移,器件的性能和PCBM/P3HT器件的性能幾乎相同。因此Assemblies可以替代PCBM成為一種優(yōu)良的電子受體材料。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O613.71;TQ422

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