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oe1(光电查) - 科学论文

37 条数据
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  • 通过扫描隧道显微镜与光谱技术研究小分子/富勒烯有机太阳能电池的界面能级分布与纳米有序结构

    摘要： 利用液/固界面的扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道谱（STS），分析了低分子量分子DRCN5T及其与[70]PCBM的共混薄膜（厚度：<700皮米）在不同温度热退火处理后的形貌演变过程及能级排列情况。这些薄膜在未经热退火时呈现蠕虫状无定形态；而在120°C热退火后，小分子薄膜区域通过X射线衍射证实发生结晶：结构几何形态转变为规则有序阵列。通过STS确定了半导体体异质结（共混薄膜）在给体-受体界面的能带图谱，其形貌特征与能量特性可与有机太阳能电池（OSC）性能相关联。当结合文献报道的其他技术所采用的热处理与溶剂蒸汽退火工艺时，基于DRCN5T的OSC器件展现出高达9.0%的良好功率转换效率。

    关键词： 溶剂蒸汽退火、DRCN5T、扫描隧道谱学、有机太阳能电池、扫描隧道显微镜、热退火

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 退火ZnO微米棒中缺陷相关可见发光增强的起源

    摘要： 我们报道了对氧化锌微米棒发光特性的深度分析。研究发现缺陷发射与带间发射存在显著关联。这些氧化锌微米棒采用低温化学浴沉积法（CBD）生长，呈现出具有不同分支数量的完美六方晶面结构。拉曼研究表明，这些微米棒含有源自化学浴沉积前驱体溶液的羟基锌（OH）和氨基（NH）缺陷。通过热退火处理可消除这些缺陷，扫描电子显微镜和X射线衍射证实这导致微米棒内部发生再结晶并在表面形成结构缺陷。更重要的是，热退火过程中NH缺陷的分解使氧化锌微米棒产生了氮掺杂效应。这些结构变化与氮掺杂共同导致光致发光（PL）光谱发生显著改变：自由激子紫外发射（Y带）和可见光（白光）发射强度均明显增强。对紫外与可见光发射的深度低温PL研究表明，结构缺陷束缚激子紫外发射（Y带）与深能级施主（可见光）发射之间存在强相互作用，这揭示了复杂的发光机制——高温退火后Y带态与缺陷态之间高效的非辐射能量转移，最终增强了氧化锌微米棒的可见光发射。

    关键词： 氮掺杂、化学浴沉积、光致发光、氧化锌微棒、热退火、缺陷发射

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • MoO<sub>x</sub>热退火导致有机太阳能电池性能退化的机理

    摘要： 在这项工作中，我们以P3HT:PC61BM体异质结（BHJ）器件为参考体系（该体系在BHJ的空穴提取侧使用了MoO3，其性能依赖于BHJ/MoO3界面处强偶极子的形成），并对此进行了广泛研究。我们观察到，在器件制备过程中进行退火处理的时间不同，器件性能会因MoOx向BHJ扩散而导致界面分别形成锐利或相对弥散的状态，从而出现性能提升或下降的现象。热退火后该界面偶极子强度的测量值与界面宽度及器件性能高度相关：锐利界面会产生更强的偶极子并提升器件性能。这一现象预计适用于聚合物BHJ上蒸镀涂层（无论涉及何种聚合物）的普遍情况。

    关键词： 有机太阳能电池，界面偶极子，三氧化钼，热退火，能级排列

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 研究镍掺杂对具有深p-n结的硅基太阳能电池的影响

    摘要： 研究表明，在太阳能电池正面掺杂具有镍原子的深能级p-n结可使短路电流密度Jsc提升89%，开路电压Voc提升19.7%。额外在700°C下进行1小时热处理后，Jsc增幅达98.4%，Voc增幅为13.18%。据推测，由于镍原子形成团簇（这些团簇作为不受控复合杂质的吸气中心），红外辐射转换效率得以提高。

    关键词： 光电管、硅、镍、寿命、收集系数、热退火、团簇、掺杂

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 能量可控介电功能对聚合物场效应晶体管性能的影响

    摘要： 我们系统地研究了栅极介电材料表面改性及旋涂聚合物半导体薄膜热退火处理对有机场效应晶体管（OFETs）电学性能的影响。通过引入多种端基官能团（CF3、CH3、NH2、Cl和SH），设计出化学或能量工程化的介电材料。采用含5,5′-联噻唑与寡聚噻吩环的聚二辛基四噻吩-二辛基双噻唑（PDQDB）作为聚合物半导体。我们分析了显著影响FET性能的PDQDB半导体薄膜结晶特性，证实低表面能体系（CF3和CH3）比高表面能体系（NH2、SH和Cl）具有更高结晶度，分别获得高达0.13和0.12 cm2 V?1 s?1的μFET值。另一重要发现是μFET值随热退火温度变化的趋势——低表面能官能团体系呈现上升趋势而高表面能体系则下降。这些结果可通过分子间与分子-介电表面相互作用的竞争机制解释：共轭分子结构的π-π堆叠构型在低能表面得到增强。我们还讨论了工程化自组装单层介电材料的永久偶极矩对PDQDB FET器件阈值电压与开启电压的影响。

    关键词： 热退火、表面改性、聚合物半导体、有机场效应晶体管、介电功能

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于侧链共轭噻吩并[3,4-c]吡咯-4,6-二酮聚合物与小分子受体的高效非富勒烯聚合物太阳能电池

    摘要： 非富勒烯（NF）受体在体异质结（BHJ）聚合物太阳能电池（PSCs）中的应用，是克服富勒烯衍生物受体固有缺陷的有效途径。在PSCs中，低带隙受体-给体-受体（A-D-A）小分子受体与中/宽带隙聚合物给体之间的互补吸收及匹配的分子能级，对实现高功率转换效率（PCE）至关重要?；诒讲⒍绶裕˙DT）给电子单元和噻吩并[3,4-c]吡咯-4,6-二酮（TPD）吸电子单元的交替共聚物具有中等带隙和较低的最低未占分子轨道（HOMO）能级，与富勒烯衍生物表现出良好的光伏性能。为探究TPD基聚合物在NF-PSCs中的表现，本研究合成了两种含烷氧基或烷基噻吩修饰苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩（BDT）的TPD基聚合物作为给体，与A-D-A型受体2,2′-[[6,6,12,12-四(4-己基苯基)-s-茚并二噻吩[3,2-b]噻吩]亚甲基(3-氧代-1H-茚-2,1(3H)-二亚基)]]双(丙二腈)（ITIC）共混制备光伏器件。二维共轭聚合物PBDTT-TPD因具有增强的消光系数、更深的HOMO能级和优异的空穴传输性能，使PCE提升至6.17%。为进一步提升性能，研究还采用能级下移的小分子受体2,2′-((2Z,2′Z)-((4,4,9,9-四己基-4,9-二氢-s-茚并[1,2-b:5,6-b′]二噻吩-2,7-二基)双(甲基亚甲基))双(3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-2,1-二亚基))双丙二腈（IDIC）与两种聚合物共混。虽然PBDTT-TPD:IDIC器件的开路电压（VOC）略有下降，但短路电流密度（JSC）和填充因子（FF）同步提升，最终获得7.15%的优异PCE。结果表明，二维共轭TPD基聚合物可作为中等带隙聚合物给体，与具有合适分子能级的小分子受体匹配，在PSCs中实现高效光伏转换。

    关键词： 非富勒烯受体、噻吩并[3,4-c]吡咯-4,6-二酮、能级偏移、聚合物太阳能电池、热退火

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 四元合金BeMgZnO的退火后结构弛豫与相演化

    摘要： 本研究考察了四元合金BeMgZnO的热稳定性。当对Be0.09Mg0.19Zn0.72O合金薄膜进行退火处理时，在600、700和800°C温度下发现薄膜层结构发生弛豫与重构。检测到铍原子逐渐从主晶格中扩散逸出，而镁原子仍保持稳定，由此持续生成含BeO与MgxZn1?xO的混合相合金。相应地，由于铍原子扩散导致Be0.09Mg0.19Zn0.72O的带隙减小。这证实了BeO在ZnO和MgO中的热力学溶解度相对较低。此外，较高退火温度产生的时效效应比长时间低温退火更为显著?；?00°C退火样品制备的MSM叉指结构光电探测器因晶体质量提升，展现出对紫外光的强响应特性。本发现为超宽带隙四元合金BeMgZnO提供了新认知，对其实际应用具有重要推动意义。

    关键词： 带隙、光电探测器、铍扩散、BeMgZnO、热退火、结构弛豫

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 电子受体含量对单材料有机太阳能电池中规整双缆噻吩共聚物效率的影响

    摘要： 通过基于格氏偶联反应的简便后聚合功能化方法，成功合成了三种区域规整噻吩共聚物。这些共聚物的十亚甲基增塑侧链末端以不同摩尔比分别带有溴原子或C60富勒烯基团。得益于其在常见有机溶剂中的良好溶解性，产物通过色谱、光谱、热学及形貌分析技术进行了全面表征，并作为单一材料应用于有机太阳能电池的光活性层。将所得共聚物的光电转换效率与采用前驱体均聚物与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯物理共混制备的参比电池进行对比，其中C60功能化侧链摩尔含量为21%的共聚物COP2表现最佳。双缆聚合物的应用增强了对活性混合物纳米形貌的控制，从而减少了相分离现象以及电子受体与给体组分间的宏观尺度分离，最终获得高于参比电池（4.05% vs 3.68%）的功率转换效率。此外，利用卤素基团在热退火工艺后立即对活性层进行光交联处理，交联样品随时间推移表现出更高的稳定性——即便经过120小时加速老化仍保持良好效率，这一特性对制备器件的实际广泛应用至关重要。

    关键词： 光交联、C60富勒烯、双缆聚合物、热退火、区域规整噻吩共聚物、格氏偶联反应、有机太阳能电池、光电转换效率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过五步可扩展工艺制备的透明p-Cu0.66Cr1.33O2/n-ZnO异质结

    摘要： 采用透明且具有导电性的p型非化学计量铜铬氧化物薄膜构建了p-Cu0.66Cr1.33O2/n-ZnO异质结。该结通过包含金属有机化学气相沉积、原子层沉积、化学湿法蚀刻和光学光刻的新型五步简易工艺制备而成。最后增加650和700°C不同温度的热退火步骤，以调控黄铁矿型氧化物的电学特性，从而优化p-n结的电学性能。本研究旨在解决透明且可工业化放大的整流p-n结短缺问题，这类结能为透明电子器件开辟多种应用路径。实验获得了6.6的优异理想因子η和50%的可见光透过率。本文不仅阐明了结的电子响应机制，还通过能带排列与费米能级调控，深化了对材料物理特性的理解。

    关键词： 原子层沉积、光学光刻、热退火、黄铁矿结构氧化物、金属有机化学气相沉积、p-Cu0.66Cr1.33O2/n-ZnO异质结、透明电子学、化学湿法蚀刻、费米能级调控

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 含侧基POSS单元的无规甲基丙烯酸酯共聚物的相分离结构

    摘要： 研究了含聚倍半硅氧烷（POSS）侧基的甲基丙烯酸酯无规共聚物的相分离行为。对于苯基取代POSS甲基丙烯酸酯（PhPOSSMA）与甲基丙烯酸丁酯（BMA）的无规共聚物，在本体热退火后，当PhPOSSMA含量超过约20 wt%时形成层状相分离结构；当PhPOSSMA含量超过40 wt%时则呈现周期性相分离结构，其周期长度随组成变化介于9.0至5.1 nm之间。溶剂退火处理未引发本体相分离。另一方面，异丁基取代POSSMA（i-BuPOSSMA）与BMA含量约50 wt%的无规共聚物经热退火后未形成相分离结构。此外，PhPOSSMA或i-BuPOSSMA与甲基丙烯酸甲酯的无规共聚物均未发生相分离。通过广角X射线散射、小角X射线散射和透射电镜图像对所得相分离结构进行了详细表征。

    关键词： 无规共聚物、POSS（笼型倍半硅氧烷）、相分离结构、热退火、聚甲基丙烯酸酯

    更新于2025-09-10 09:29:36