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oe1(光电查) - 科学论文

24 条数据
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  • 通过使用多层结构提高光敏有机场效应晶体管的性能

    摘要： 本研究提出了一种多层结构的光响应有机场效应晶体管（Photo-OFET）新方案。采用全同立构聚(3-己基噻吩-2,5-二基)（P3HT）和酞菁铜（CuPc）两种不同光活性吸收层构建同一器件结构，以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为介电层，所有器件均采用顶栅底接触构型。为探究各功能层位置对Photo-OFET性能的影响，制备并分析了五种不同结构的器件。通过原子力显微镜（AFM）研究了活性层的表面特性，并讨论了表面粗糙度对器件性能的影响。P3HT/CuPc/P3HT多层结构展现出最佳性能（光响应度达45 mA/W，光敏度约2×103）。相比传统P3HT或CuPc单组分器件，该多层结构Photo-OFET具有更宽的吸收光谱范围和更优异的性能表现。所提出的多层结构可作为实现高性能Photo-OFET的模型参考。

    关键词： 光响应有机场效应晶体管，有机场效应晶体管，多层结构，聚(3-己基噻吩)，光敏性，聚甲基丙烯酸甲酯

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过引入噻吩增强紫精的电致变色性能：迈向全有机柔性器件的一步

    摘要： 采用乙基紫精（EV）和聚3-己基噻吩（P3HT）这两种有机材料构建全有机电致变色器件具有可行性——它们作为互补电致变色对可实现颜色切换。夹在镀铟锡氧化物玻璃基板之间的EV-P3HT层在施加1.4V偏压时呈现栗色与蓝色间的切换。通过紫外-可见光谱和拉曼光谱研究了该颜色切换机制。所制备器件展现出80%的光学调制率、1秒的切换时间，同时保持超过600秒的循环寿命。本报道的研究范式为柔性全有机电致变色器件的实现迈出了重要一步。

    关键词： 固态器件、P3HT（聚3-己基噻吩）、乙基紫精、电致变色

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于低温加工钙钛矿太阳能电池的聚合物/无机空穴传输层

    摘要： 在提升钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能的研究中，当前主要聚焦于增强稳定性与降低迟滞效应两方面。这两项目标主要通过优化电池结构、采用新材料或创新电池排布方式实现。我们研发出一种无迟滞低温平面型PSC，其空穴传输层（HTL）由聚（3-己基噻吩）（P3HT）/CuSCN双层构成，搭配混合阳离子钙钛矿吸光层。通过精确调控前驱体浓度和HTL厚度，在钙钛矿层上形成了均匀致密的HTL。该策略不仅消除了光电流迟滞现象，更使光电转换效率突破15.3%。P3HT/CuSCN双层策略显著提升了非封装PSC在大气环境及加速热应力条件下的使用寿命与稳定性——在常温持续热应力作用下，器件初始效率100小时后仍保持80%以上（500小时后保持60%）。这种采用聚合物/无机双层作为空穴传输层的PSC，其性能与耐久性提升主要源于对钙钛矿离子、金属及卤素迁移的有效抑制，凸显了界面在钙钛矿-添加剂空穴传输材料（HTM）堆叠结构中的关键作用。

    关键词： 界面、CuSCN、聚(3-己基噻吩)、稳定性、双层结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 以聚(3-己基噻吩)链段为增容剂的嵌段共聚物在非富勒烯有机太阳能电池中的开发

    摘要： 基于P3HT链段的嵌段共聚物被报道能在P3HT:PC61BM体异质结(BHJ)体系中发挥有效相容剂功能，同步提升器件性能与稳定性。然而受限于P3HT:PC61BM体系欠佳的光物理特性，即便优化了基于P3HT链段的嵌段共聚物化学结构，相容剂调控器件的功率转换效率(PCE)仍较低。为深入阐明这种相容剂效应，本研究在新兴的非富勒烯受体(NFA)基BHJ体系中考察了P3HT链段嵌段共聚物的相容功能。选用P3HT类似物聚[(4,4'-双(2-丁氧基羰基-[2,2'-联噻吩]-5,5-二基)-交替-(2,2'-联噻吩-5,5'-二基)](PDCBT)作为聚合物给体——因其与P3HT具有相同主链而能与P3HT链段嵌段共聚物良好兼容，且已被证实比P3HT在NFA BHJ体系中实现更高PCE。研究表明P3HT链段嵌段共聚物(P1-P4)对PDCBT基NFA BHJ体系具有相似相容功能，其结构设计的重要性也得以揭示。其中P4的添加使PCE提升最显著：PDCBT:ITIC共混体系从5.30%增至7.11%，PDCBT:IT-M体系从6.21%增至8.04%。该相容剂还能增强器件热稳定性，在85°C退火120小时后仍保持初始PCE的77%(PDCBT:ITIC体系)，优于原始二元器件(66%保留率)。更重要的是，所有相容剂调控器件均呈现更高的开路电压(Voc)，这种电位损失降低可归因于光活性组分间界面兼容性的改善——这正是相容剂最重要的功能。

    关键词： 相容剂、聚(3-己基噻吩)链段、非富勒烯受体、有机太阳能电池、嵌段共聚物

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 二硫化钼辅助的自组装聚(3-己基噻吩)气/液界面薄膜在环境条件下实现高性能场效应晶体管

    摘要： 在π共轭聚合物的纳米尺度形貌中实现长程有序排列，对于有机电子器件中的高效电荷传输而言是一项关键挑战。通过在聚合物基质中引入二维二硫化钼（MoS2）纳米片并在氯仿中进行超声处理，成功实现了聚（3-己基噻吩）（P3HT）的长程有序排列与聚集。在气/液界面制备了不同MoS2含量比例的P3HT/MoS2纳米复合薄膜。采用紫外-可见吸收光谱研究了气/液界面沉积薄膜的聚集特性和激子带宽。此外，掠入射X射线衍射（GIXD）分析和原子力显微镜（AFM）显示，这些薄膜具有长程有序结构，且聚合物链在基底上呈现高度结晶的边缘取向排列。通过进一步制备有机场效应晶体管（OFETs），详细评估了聚集态、形貌及取向对宏观电荷传输性能的影响。在环境条件下，P3HT/MoS2（1%）纳米复合材料实现了高达0.160±0.007 cm2V?1s?1的空穴迁移率。

    关键词： 有机场效应晶体管、二硫化钼、π共轭聚合物、纳米复合材料、聚3-己基噻吩、电荷传输

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 聚集分散体以增强表面活性剂稳定的聚(3-己基噻吩)水性胶体中的链内有序性

    摘要： 共轭聚合物（如聚(3-己基噻吩)P3HT）的水性胶体是加工此类材料的理想替代方案：(1) 共轭聚合物的微观结构可在胶体形成过程中优化；(2) 该方法能显著减少制造环节的有害有机溶剂用量。本研究通过微乳液法，探究了氯仿(CF)与二氯甲烷(DCM)混合液中预组装的P3HT聚集体分散于十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液后，其链内有序度的优化机制。相较于无定形P3HT溶液，采用CF:DCM混合液预组装聚集体制备的胶体表现出更高的P3HT链内有序度?；加谢夥逑礟3HT与富勒烯衍生物苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)的聚集体分散液也呈现类似现象，但P3HT:PCBM胶体中P3HT的链内有序度异常高于纯P3HT胶体。原子力显微镜(AFM)成像显示胶体P3HT薄膜的主导结构基元和形貌发生变化，但该变化规律与聚集体分散液加工的薄膜不具相关性。

    关键词： 乳液、胶体、聚(3-己基噻吩)、聚集体、PCBM

    更新于2025-09-22 17:43:59

  • 通过直接芳基化聚合实现环保型头尾规整聚(3-己基噻吩)的合成：决定其在体异质结太阳能电池中性能的关键特性分析

    摘要： 通过优化一种环保的直接芳基化聚合（DArP）方法，采用逐步添加催化剂和逐步升高反应温度的新策略来提升P3HT质量，合成了一系列区域规整聚（3-己基噻吩）（rr-P3HTs）。为建立P3HT特性与光电转换效率（PCE）的关联，对这些聚合物进行了分析测试并应用于有机太阳能电池（OSCs）。结果表明：区域规整度最高（94%和93%噻吩单元）、分子量最低（5.1和4.9千道尔顿）的P3HTs实现了最佳PCE值（3.6%和3.4%），薄膜X射线衍射和二维广角X射线散射（2D-GIWAXS）结果证实其具有基底面外取向、最大晶粒尺寸及最强布拉格峰——后者可能是获得最优PCE的关键因素。理论计算有助于理解活性层中特定P3HT晶体排列如何提升PCE。

    关键词： X射线衍射、聚(3-己基噻吩)、有机太阳能电池、环保型直接芳基化聚合反应

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 由多壁碳纳米管、聚苯胺和聚噻吩设计的核-双壳纳米杂化材料在PBDT-DTNT:PC61BM太阳能电池中的应用

    摘要： 由碳纳米管（CNT）接枝聚苯胺（PANI）、聚（3-己基噻吩）（P3HT）和聚[苯并二噻吩-双（癸基十四烷基噻吩）萘并噻二唑]（PBDT-DTNT）前驱体构成的核-壳-壳超分子被设计并应用于PBDT-DTNT:苯基-C61-丁酸甲酯（PC61BM）太阳能电池中。聚合物与CNT接枝PANI的重量比为9:1，二元体系中各组分重量比为1:1，三元体系中为1:1:1。核（CNT）-壳（PANI）、核（CNT）-壳（PANI）-壳（P3HT）及核（CNT）-壳（PANI）-壳（PBDT-DTNT）纳米结构的直径范围分别为75-90纳米、145-160纳米和120-130纳米?；赑BDT-DTNT壳层和P3HT壳层纳米结构的太阳能电池分别获得6.82%（13.92 mA/cm2，0.71 V，69%，7.1×10?3 cm2/V·s和1.9×10?2 cm2/V·s）和7.60%（14.66 mA/cm2，0.73 V，71%，9.0×10?3 cm2/V·s和3.4×10?2 cm2/V·s）的光电转换效率。在核-壳-壳超分子结构中，PANI壳层既可作为受体（从核接收电子）也可作为给体（向壳层提供电子）。由于P3HT主链结构简单且其壳层更具序、更厚，P3HT壳层性能优于PBDT-DTNT壳层，因而具有更高的电荷迁移率和电流。

    关键词： 核-壳-壳结构，光伏器件，聚苯胺，PBDT-DTNT，聚3-己基噻吩

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过扫描隧道显微镜和分子动力学模拟揭示聚(3-己基噻吩)畴的合并机制

    摘要： 在此，我们通过扫描隧道显微镜（STM）原位追踪了物理吸附在石墨表面的聚（3-己基噻吩）（P3HT）畴的合并过程，同时清晰解析了畴结构。研究揭示了畴形状固定、变形虫/蠕虫状及桥接介导三种合并机制。在畴形状固定扩散中，移动畴遵循非连续随机行走原则，同时呈现扩散与类弹道动力学特征。此外，非对称畴可能表现出各向异性运动。变形虫式合并中，伪足随机形成并动态变化；蠕虫式合并中，畴在运动前即形成固定的头部与主体两部分并保持形态稳定。当小畴通过动态桥接直接与大畴结合时，该过程称为桥接介导合并。分子动力学模拟结果支持了P3HT畴在石墨表面运动与旋转的实验发现。

    关键词： 表面扩散，聚(3-己基噻吩)，扫描隧道显微镜

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 以Zn(C?F?)?为p型掺杂剂的P3HT用于提升平面钙钛矿太阳能电池性能

    摘要： 分子有机路易斯酸双(五氟苯基)锌[Zn(C6F5)2]首次被报道可作为聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)的高效p型掺杂剂，用于钙钛矿太阳能电池(PSCs)中的空穴传输材料(HTM)。迄今为止，最高效的PSCs采用双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐(LiTFSI)和4-叔丁基吡啶(tBP)作为HTM的标准添加剂。然而，此类掺杂剂可能对器件稳定性产生不利影响。本文研究了Zn(C6F5)2在P3HT HTM中的浓度对PSCs性能的影响。当HTM层中掺杂剂浓度较低(0.025 mol%)时，基于P3HT的PSCs表现出最佳性能，其最高功率转换效率(PCE)达到17.49%，比未掺杂P3HT基PSCs的PCE高出近3.5%。通过研究未掺杂和掺杂P3HT基薄膜的导电性和空穴迁移率，进一步探究了PSCs性能提升的机理。向P3HT中添加少量Zn(C6F5)2可提高其薄膜空穴迁移率和空穴提取能力。

    关键词： 路易斯酸掺杂剂、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、钙钛矿太阳能电池、空穴传输材料

    更新于2025-09-19 17:13:59