室温下LEC光伏特性的研究

【摘要】： 聚合物发光电化学池(Polymer Light-Emitting Electrochemical Cell,简称LEC)是在传统的PLED及锂离子电池的基础上提出的一个新的概念。LEC以掺杂离子传输聚合物和锂盐的共轭聚合物为活性层,该活性层呈现一种互相贯穿的网络结构。当在LEC两端施加的电压大于共轭聚合物的E_g/e(E_g为共轭聚合物的LUMO和HOMO能级之差,e为单位电荷)时,聚合物发生电化学氧化还原反应,从而实现电子和空穴在阴阳极的注入,并在原位形成一个动态的、可逆的p-n结。相比于PLED,聚合物LEC具有低的启亮电压、低的工作电压、对电极材料不敏感、对膜厚不敏感、高量子效率等优点。 本论文以掺杂离子传输聚合物(聚氧化乙烯,PEO)及锂盐(三氟甲基磺酸锂,LiCF_3SO_3)的共轭聚合物(MEH-PPV)为活性层,ITO及Al为接触电极,制备出三明治结构的LEC器件。测试时,选择扫描电压为-1～5 V,得到了LEC的光伏响应曲线,同时发现LEC的V_(OC)和I_(SC)会随着扫描次数的增加而增加,并在一段时间后达到一个近似稳定的值。通过对LEC在室温下的电流-时间曲线及交流阻抗谱分析得出,p-n结的形成需要一定的电压及时间,电压越小则时间越长,反之亦然。当外加电压撤掉后,掺杂形态发生改变,电池放电时p-n结发生消散,消散过程中LEC的光伏特性发生变化,该消散过程需要一定的时间。 本论文选择相同的预置电压和施加电压的时间,测得了正、反向LEC的光伏特性和不同膜厚LEC的光伏特性,发现正、反向的光伏响应存在差异并且V_(OC)、I_(SC)随着膜厚不同而发生变化。 【关键词】：聚合物发光电化学池(LEC) MEH-PPV PEO 电化学掺杂 光伏 交流阻抗
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-26
• 1.1 发展与研究现状11-12
• 1.2 LEC的工作机理12-13
• 1.3 LEC聚合物膜的组成物质13-18
• 1.3.1 共轭聚合物13-16
• 1.3.2 固体聚合物电解质16-18
• 1.3.3 室温离子液体电解质18
• 1.4 LEC的工作电极18-19
• 1.5 LEC中的p-n结19-23
• 1.6 LEC的结构23-25
• 1.6.1 三明治结构23-24
• 1.6.2 平面结构24
• 1.6.3 双层结构24-25
• 1.7 研究目标与实验方案25-26
• 2 室温LEC p-n结特性的研究26-39
• 2.1 引言26
• 2.2 LEC的制备26-27
• 2.3 LEC溶液的保存27-29
• 2.4 LEC p-n结的形成29-34
• 2.5 LEC p-n结的消散34-36
• 2.6 LEC p-n结的交流阻抗分析36-38
• 2.7 小结38-39
• 3 室温LEC光伏特性的研究39-45
• 3.1 引言39
• 3.2 LEC正、反向光伏特性39-43
• 3.3 不同膜厚LEC的光伏特性43-44
• 3.4 小结44-45
• 4 结论与展望45-46
• 4.1 结论45
• 4.2 展望45-46
• 参考文献46-48
• 作者简历48-50
• 学位论文数据集50

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