首页 > 学术论文

有机太阳能电池中的光物理过程研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:31:00
热度:

有机太阳能电池中的光物理过程研究【摘要】:有机太阳能电池以其清洁、可弯曲和易于大面积制作等优点成为新能源研究中的热点,而有机太阳能电池要真正成为一种低成本、有市场竞争力的可替代绿色

【摘要】: 有机太阳能电池以其清洁、可弯曲和易于大面积制作等优点成为新能源研究中的热点,而有机太阳能电池要真正成为一种低成本、有市场竞争力的可替代绿色能源,首先必须在光电转换效率方面取得突破。在有机太阳能电池中,激子复合是影响光电转换效率的重要因素,为了洞悉有机太阳能电池中的光致电子转移机理,本文以马库斯(Marcus)电子转移理论为基础,通过荧光猝灭重点研究低聚噻吩与富勒烯间的光致电子转移规律。主要研究工作及取得的创新性成果如下: (1)由于低聚噻吩与富勒烯的吸收谱存在交迭,研究中将不可避免地遇到内滤效应影响的问题。荧光内滤效应的作用将会对光谱测量产生不可忽视的干扰,使得实验数据不能真实反映荧光猝灭的程度,从而也就无法正确地分析材料间的电子转移效率。针对这一难题,本文首先就内滤效应中的竞争吸收和再吸收过程对荧光猝灭率的影响机理分别进行了研究,通过建立二元系统混合吸收的物理模型,提出了去除内滤效应影响的校正方法,为获取正确可靠的荧光猝灭率提供了保障,也为解决内滤效应影响这一光谱分析中的共性问题提供了一条新的途径。 (2)施主、受主间的电子转移过程宏观地体现为荧光的猝灭,通过荧光分析就能研究低聚噻吩与富勒烯间的电子转移效率。借助本文所发明的校正方法,首次对低聚噻吩(3T~7T)与富勒烯(C_(60)、C_(70)、C_(84))间的荧光猝灭进行了系统性研究,发现了光致电子转移效率随低聚噻吩分子链长及富勒烯电子亲和力变化的规律;同时,根据Marcus的电子转移理论,对描述电子转移可能性的自由能变化进行了研究,利用Weller方程对所发现的电子转移规律进行了印证。 (3)为了了解取代基对电子转移效率的影响,本文首次对引入取代基的三联噻吩(3P)与富勒烯(C_(60)、C_(70)、C_(84))间的荧光猝灭进行研究,并与参照材料(5T)进行了对比分析,结果表明其与富勒烯间的电子转移效率同样依赖于富勒烯的电子亲和力,且荧光猝灭率有所上升,但引入取代基后,光吸收及本征荧光强度有所下降。研究结果对于有机光敏材料的合成具有指导意义。 (4)有机太阳能电池的制备技术是实现太阳能转化为电能的关键。本文对基于低聚噻吩(6T、7T)和富勒烯(C_(60)、C_(70))的有机太阳能电池的制备进行探索性研究,取得了阶段性进展和实践经验,为今后研究工作的深入开展奠定了基础。 本文的研究工作得到国家自然科学基金的资助(项目编号:20573030)。 【关键词】:有机太阳能电池 荧光猝灭 电子转移效率 内滤效应 富勒烯
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM914.4
【目录】:
  • 摘要8-9
  • ABSTRACT9-11
  • 致谢11-15
  • 插图清单15-18
  • 表格清单18-19
  • 第一章 绪论19-27
  • 1.1 温室效应19-20
  • 1.2 可再生能源20-24
  • 1.2.1 太阳能20-22
  • 1.2.2 太阳能电池22
  • 1.2.3 有机太阳能电池的发展及现状22-24
  • 1.3 课题的提出24-25
  • 1.4 课题来源25
  • 1.5 课题的目的、意义及主要研究内容25-27
  • 1.5.1 课题的目的、意义25-26
  • 1.5.2 主要研究内容26-27
  • 第二章 荧光内滤效应校正方法的研究27-46
  • 2.1 紫外-可见分光光度法27-29
  • 2.1.1 光致激发27-28
  • 2.1.2 吸收光谱的测量28-29
  • 2.2 荧光分光光度法29-33
  • 2.2.1 荧光的产生29
  • 2.2.2 影响荧光光谱的因素29-31
  • 2.2.3 荧光猝灭31-32
  • 2.2.4 荧光光谱的测量32-33
  • 2.3 内滤效应影响荧光猝灭的机理研究33-36
  • 2.4 内滤效应校正方法研究36-40
  • 2.4.1 对竞争吸收的校正36-39
  • 2.4.2 对再吸收的校正39-40
  • 2.5 关于校正方法的说明40-42
  • 2.5.1 竞争吸收的校正方法说明40
  • 2.5.2 再吸收的校正方法说明40-42
  • 2.6 校正效果检验42-44
  • 2.7 本章小结44-46
  • 第三章 低聚噻吩与富勒烯间光致电子转移的荧光猝灭研究46-87
  • 3.1 有机太阳能电池原理46-52
  • 3.1.1 有机太阳能电池的工作原理及结构特征47-49
  • 3.1.2 π-共轭聚合物的特性49-52
  • 3.1.3 有机太阳能电池研究中的关键问题52
  • 3.2 能量转移和电子转移理论52-57
  • 3.2.1 F?rster 和Dexter 能量转移理论53-54
  • 3.2.2 Marcus 电子转移理论54-57
  • 3.3 电荷分离热力学57-58
  • 3.4 施主/受主系统中的光物理过程及光谱检测58-59
  • 3.5 四噻吩与富勒烯(C_(60)、C_(70)、C_(84))间光致荧光猝灭的研究59-66
  • 3.5.1 实验部分59-62
  • 3.5.2 数据校正处理62-64
  • 3.5.3 结果分析64-66
  • 3.6 低聚噻吩与富勒烯间光致荧光猝灭的系统研究66-85
  • 3.6.1 实验仪器和试剂66
  • 3.6.2 富勒烯和低聚噻吩的吸收光谱测量66-68
  • 3.6.3 3T/富勒烯(C_(60),C_(70),C_(84))的荧光光谱测量及数据处理68-71
  • 3.6.4 4T/富勒烯(C_(60),C_(70),C_(84))的荧光光谱测量及数据处理71-74
  • 3.6.5 5T/富勒烯(C_(60),C_(70),C_(84))的荧光光谱测量及数据处理74-76
  • 3.6.6 6T/富勒烯(C_(60),C_(70),C_(84))的荧光光谱测量及数据处理76-79
  • 3.6.7 7T/富勒烯(C_(60),C_(70),C_(84))的荧光光谱测量及数据处理79-81
  • 3.6.8 电子亲和力相关的荧光猝灭分析81-84
  • 3.6.9 低聚噻吩分子链长相关的荧光猝灭分析84-85
  • 3.7 本章小结85-87
  • 第四章 低聚噻吩衍生材料的荧光猝灭研究87-94
  • 4.1 3P 的分子结构和光谱特征87-89
  • 4.2 实验部分89-91
  • 4.2.1 吸收谱测量89
  • 4.2.2 3P/富勒烯(C_(60),C_(70),C_(84))荧光光谱测量89-91
  • 4.3 数据校正处理91-92
  • 4.4 结果分析92-93
  • 4.4.1 3P 荧光猝灭与富勒烯电子亲和力的关系92
  • 4.4.2 3P 与5T 的荧光猝灭比较92
  • 4.4.3 取代基影响荧光猝灭的动力学分析92-93
  • 4.5 本章小结93-94
  • 第五章 制备有机太阳能电池的研究94-99
  • 5.1 镀膜实验94-96
  • 5.1.1 四噻吩(4T)的镀膜实验94-95
  • 5.1.2 六噻吩(6T)和七噻吩(7T)的镀膜实验95
  • 5.1.3 富勒烯(C_(60)、C_(70)、C_(84))的镀膜实验95
  • 5.1.4 双层膜的制备实验95-96
  • 5.1.5 背电极的制备实验96
  • 5.2 检测实验及分析96-98
  • 5.3 本章小结98-99
  • 第六章 总结与展望99-101
  • 6.1 研究总结99
  • 6.2 工作展望99-101
  • 参考文献101-107
  • 攻读博士学位期间发表的论文及成果107-108


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

铕及其掺杂稀土噻吩乙酸、邻菲啰啉配合物的合成、表征及荧光性能    张梅;赵永亮;赵艳芳;王艳;李海燕;魏晓燕;刘润花;

喹诺酮类药物对人血清白蛋白的荧光猝灭研究    徐岩,黄汉国,沈含熙

血清一阶导数荧光光谱诊断早期恶性肿瘤    张荣斌;周培琛;林国春;李耀群;

二阶导数同步荧光光谱法同时直接测定厚朴酚及和厚朴酚    杨军;余德顺;刘绍璞;田弋夫;莫彬彬;

同步荧光光谱法测定人体尿液中加替沙星    张先廷;赵惠玲;杜黎明;

新型自组装卟啉纳米材料及其光学性质研究    侯长军;向芸颉;法焕宝;霍丹群;罗小刚;杨军;侯冰峰;

卟啉化合物荧光性能的取代基效应研究    陈新斌;孙咏芬;陈俊琛;桑言奎;朱瑞荣;

富勒烯C_(60)掺杂的共轭高聚物混合薄膜的光谱性质    刘秀,王文军,蔡志岗,姜永强,王恭明

体异质结有机太阳能电池性能提高的研究    苏梦蟾;衣立新;汪洋;时玉萌;梁春军;

荧光光谱法研究咖啡因与肌红蛋白的相互作用    黄鹤勇;顾晓天;丁艳;周家宏;冯玉英;

动物血液中SAL残留快速检测新方法    尹红娜;伍季;刘红伟;

中药大黄水浸液的三维荧光光谱分析    崔香;李海青;邓晓梅;

基于三维荧光光谱法的水样中苯酚和对苯二酚含量测定    崔香;郭幼敬;常敏;

微量淀粉含量测定的新方法研究    张建刚;李生泉;张丽;

基于水溶性CdTe量子点的荧光猝灭选择性测定对苯二酚    汪祺;朱昌青;

激发穿心莲荧光实验与瘤细胞效应    陈剑经,曹弃元,吴宝,卢泰祥

荧光分光光度法测定谷物蛋白质中的酪氨酸    滕葳;柳琪;

八羟基喹啉镉薄膜制备及其光学特性    路飞平;彭应全;宋长安;邢宏伟;李训栓;杨青森;

药物与蛋白质相互作用的荧光光谱法研究概述    刘永春,胡之德

细胞多参数荧光测量中发射光谱重叠的消除    李静生,李素文,薛绍白

烟酸诺氟沙星和乳酸诺氟沙星的荧光特性研究及应用    臧合英;李华岑;韩立;徐银凤;周红霞;班付国;

丘陵山区太阳能利用现状和发展趋势    王海军;祝诗平;

有机光伏系统中电子亲和力相关的动态猝灭常数    丁晨;陈向东;程萍;高峰;杨继平;

鼠尾草中止汗部分的筛选    薛仪芬;王建新;

基于代谢框架和鲜药材的炮制“幼朴”与厚朴的等效性研究    曾建国

单个油气包裹体检测技术及应用    杨爱玲

荧光共振能量转移体系的研究及其在均相免疫分析中的应用    胡珊

芴类双光子吸收功能材料的合成及性能研究    冯燕

荧光光谱技术在食品安全监控中的应用研究    陈国庆

锌基氧(硫)化锌微纳米结构的合成、表征、光电性质及生长机理研究    黄林勇

有机双光子材料的合成及其在生物荧光探针和光聚合中的应用    赵宁

低碳生态经济视角下钢铁企业综合绩效评价    肖彦

高压在线荧光检测研究    鲍成满

模型蛋白与中药活性成分发光行为研究与应用    何西利

芦笋中黄酮和多糖的复合提取及其抗氧化活性研究    段雅庆

分子印迹聚合物、量子点及其复合微球的制备    杨卫海

芳香炔醇的合成及其与硝基爆炸物的荧光猝灭效应研究    刘勇

四苯基卟啉及其衍生物的光诱导反应动力学研究    徐军

白杨素哌嗪磷酸酯衍生物的合成及与牛血清蛋白的相互作用研究    李锡勇

喜树碱与生物大分子相互作用的光谱研究    陈晓英

分子光谱法研究蛋白质与小分子的相互作用及其分析方法研究    张伟

培养条件对海水小球藻生长及油脂积累的影响    江怀真

共振瑞利散射法、荧光光谱法测定美罗培南、陈皮甙的研究    刘秋连

光致发光稀土/丙烯酸酯类聚氨酯材料的制备及性能研究    马松涛

中国经济增长对碳排放的影响分析    王中英;王礼茂;

光谱法研究苯甲酸钠与牛血清白蛋白的作用    王亚俐,王海芳

药物与蛋白质相互作用的荧光光谱法研究概述    刘永春,胡之德

经济发展对碳排放的影响    张雷

中国一次能源消费的碳排放区域格局变化    张雷;

溶剂效应对聚喹啉铝发光特性的影响    陈晓红,徐征,王振家,刘育新,印寿根,侯延冰,张希清,李云白,徐叙瑢

导数技术在植物叶片荧光研究中的应用    李耀群,黄贤智,许金钩,陈国珍

导数恒基体强度同步荧光分析法同时测定光谱严重重叠的1-氯蒽和9-溴蒽    眭蔚,吴春,李耀群,温卫华

槲皮素和芦丁与牛血清白蛋白相互作用研究    王玲;屈凌波;杨冉;陈晓岚;李萍;李建军;

电化学发光法测定盐酸普鲁卡因    漆红兰,张成孝

加拿大国家研究理事会研究开发有机太阳能电池    

加拿大国家研究理事会研究开发有机太阳能电池    

有机太阳能电池效率提高至6.5%    

有机太阳能电池有望商品化    田禾;

有机太阳能电池技术及市场展望    庄陶钧;刘亚东;

太阳能电池与储能设备技术的开发    杜以会;

有机太阳能电池的工作原理及研究进展    张福俊;

有机太阳能电池理论转换效率接近100%    叶子;

综研化学和神户大学开发出p型半导体P3HT的新合成法,可用于有机太阳能电池    郑冬冬;

有机太阳能电池研究进展    林鹏,张志峰,熊德平,张梦欣,王丽

各向同性/异性的苯并二噻吩类有机共轭小分子光物理性质理论研究    雍雪;张景萍;

采用PEO为阴极修饰层提高有机太阳能电池的稳定性    田慧;徐昊;杨利营;印寿根;

可溶性小分子有机太阳能电池    范斌;田清勇;白华;

基于碳纳米管纤维的有机太阳能电池    陈涛;仰志斌;彭慧胜;

基于取向碳纳米管膜的柔性有机太阳能电池    仰志斌;陈涛;何瑞旋;彭慧胜;

柔性及叠层薄膜有机太阳能电池研究    马廷丽;

D-A型单分散共轭液晶齐聚物及其组装结构    耿延候;卜腊菊;曲建飞;谢志元;闫东航;王佛松;

9-(二辛基甲基)-2,7-咔唑-alt-5,7-(二噻吩-2基)-2,3-二苯基噻吩并[3,4-b]吡嗪共聚衍生物的合成及其光伏性能研究    李健民;谭华;聂凯旋;黄颖;王亚飞;邓先平;姜鹏程;刘煜;朱卫国;

Rubrene/C_(60)结有机太阳能电池的阳极改性及偏压处理研究    吴冰;刘彭义;李艳武;常鹏;

有机太阳能电池ITO电极的光刻制备法及其研究    席曦;王振交;杨辉;乔琦;季静佳;陆红艳;李果华;

有机太阳能电池既可自组装又能自我修复    刘霞

美评估有机太阳能电池对环境的影响    记者 毛黎

美国研发可拉伸有机太阳能电池    蔡佳

德支持企业开发有机太阳能电池    记者 顾钢

叠层型有机太阳能电池接近商用    记者 邰举

已在发电效率上取得重要进展    记者 冯海波 通讯员 龚华萍

触摸未来电子生活    张德强 高裕弟 刘嵩

光能转换为电能的光电塑料技术    

2007年世界科技发展回顾(七)    本版编辑张浩 郑晓春 邓国庆 毛黎 何屹 顾钢 何永晋

世界各国加快太阳能应用    刘林森

有机太阳能电池中的光物理过程研究    陈向东

有机太阳能电池的电荷转移态等效电路和多重电荷分离界面研究    黄江

基于聚合物的有机太阳能电池的研制与表征    乔芬

有机太阳能电池电学模型与数值研究    马朝柱

有机聚合物体异质结太阳能电池:分子结构,表面形貌与新型器件结构    周印华

电沉积制备聚噻吩有序微结构及有机太阳能电池    于伟利

有机光伏二极管的光电子性能研究    张光

聚合物太阳能电池机理及实验研究    李卫民

ITO导电基板与有机光电器件的制备及特性研究    林慧

新型结构异质结太阳能电池的研究    沈亮

阳极修饰对于有机太阳能电池特性影响的研究    张密

聚合物有机太阳能电池器件的性能研究    李占峰

新型给受体分子的光电性质研究    曲家利

阴极功函数对全湿法制备的有机太阳能电池性能的影响    钱一冰

立构规整性的噻吩苯并噻二唑交替齐聚物及聚合物的研究    叶怀英

基于酞菁类金属配合物的有机太阳能电池研究    杨汀

有机太阳能电池中电极修饰的研究    史绍华

聚合物和小分子有机太阳能电池的制备和表征    闫鹏

基于三元体系混合物有机太阳能电池的研究    范学东

银纳米颗粒表面等离子体增强有机太阳能电池研究    周子游

Baidu
map