共軛聚合物由于其優(yōu)異的光電性能,制造成本低,重量輕等獨特優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于有機薄膜太陽能電池,有機薄膜晶體管,有機發(fā)光二極管等器件中。共軛聚合物通常作為器件的活性層,它的薄膜形貌對器件性能起著至關(guān)重要的作用。改進共軛聚合物（活性層）薄膜形貌的方法包括:熱退火,溶劑蒸汽處理和電場處理等等。其中,電場由于它的簡便,精確調(diào)控和環(huán)保等優(yōu)點成為調(diào)控薄膜形貌的一種有效方法。但是迄今為止,電場對共軛聚合物形貌調(diào)控的機理還存在很多爭議,需要進一步探究。本論選用了典型的共軛聚合物:聚（3-己基噻吩）（P3HT）為研究對象,并且系統(tǒng)地探究了電場對P3HT形貌調(diào)控的作用規(guī)律,并且通過光譜學(xué),形貌學(xué)和濕潤性測試進一步揭示了電場對P3HT分子取向的作用機理。本文主要工作包括:1、用電場極化技術(shù)處理P3HT薄膜。探究了電場對P3HT薄膜形貌調(diào)控的作用規(guī)律。通過濕潤性測試結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著電場強度從1 kv/cm增加到7 kv/cm,P3HT薄膜表面的水接觸角可以從105.91°轉(zhuǎn)變?yōu)?5.61°,實現(xiàn)了P3HT薄膜表面的濕潤性從疏水性到親水性的改變。通過濕潤性測試揭示了電場對共軛聚合物作用后表面形貌的作用規(guī)律。通過光譜學(xué)... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

共軛聚合物分子結(jié)構(gòu)

吩分子可以“頭尾相連”構(gòu)象進行排列，有利于載流子的遷移實現(xiàn)高的空穴遷移率，同時還兼?zhèn)淞己玫娜芙舛群洼^高的環(huán)境穩(wěn)定性而成為常用的共軛聚合物。Yang等人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)P3HT用作太能電池中的空穴傳輸層，由于較慢的成膜速度，給予分子結(jié)晶提供充分的時間，分子鏈間的堆疊形成自組裝的薄膜，實現(xiàn)了較高的功能轉(zhuǎn)換效率[24]。在2010年，Huang等人把PCBM:P3HT共混體系作為體異質(zhì)結(jié)太陽能電池中的活性層。發(fā)現(xiàn)P3HT:PCBM的本體異質(zhì)結(jié)共混體系有效地充當(dāng)了空穴傳輸層，在100mW·cm-2的模擬照度下，功能轉(zhuǎn)換效率為3.09％[25]。圖1.2為有機太陽能電池器件結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)太陽光照射到活性層時，會引發(fā)活性層產(chǎn)生光生電荷載流子（電子-空穴對），在靜電勢能下使得電子-空穴對發(fā)生分離被接觸電極收集，空穴沿著正極移動，電子會沿著負極移動，這樣在外電路就有了電流通過�？梢园延袡C太陽能電池的光伏過程概括為：有機活性層在光照下會吸收光子形成光生電荷載流子，光生電荷載流子進一步沿著活性層內(nèi)的受體和給體的體異質(zhì)結(jié)的界面處運動，隨后光生電荷載流子在體異質(zhì)結(jié)界面處分離成自由的空穴和電子，最后自由的空穴和電子分別沿著正負極遷移形成外電路。圖1.2有機太陽能電池器件結(jié)構(gòu)示意圖1.3.2場效應(yīng)晶體管基于聚噻吩的場效應(yīng)晶體管自1986年首次報道以來[26]，場效應(yīng)晶體管的研究得

緒論5圖1.3（a）頂接觸結(jié)構(gòu)示意圖；（b）底接觸結(jié)構(gòu)示意圖；（c）器件幾何結(jié)構(gòu)示意圖1.3.3有機發(fā)光二極管由于有機半導(dǎo)體薄膜的多功能性和易制備性，在過去的二十年中引起了全世界科學(xué)家的廣泛興趣，從而產(chǎn)生了電子和電子設(shè)備（例如晶體管，光電二極管和發(fā)光二極管在各種潛在的應(yīng)用中。在這方面，由于有機材料在平板顯示器中的應(yīng)用，使用有機材料作為發(fā)光二極管中的有源半導(dǎo)體的研究取得了飛速的發(fā)展，原型設(shè)備的性能已達到實際應(yīng)用的水平，在不遠的將來這可能導(dǎo)致大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用。在1960年代，有機電致發(fā)光首次被報道并被廣泛研究。在這些早期研究中，從一個電極注入的電子和從另一個電極注入的空穴的組合被確定在發(fā)光過程中起著重要的作用。1987年，柯達團隊使用兩層有機發(fā)光二極管通過開發(fā)合適的小分子材料和結(jié)構(gòu)，證明了該器件具有適當(dāng)?shù)牡凸ぷ麟妷汉臀说钠骷蔥46]。此后不久，1990年，劍橋大學(xué)的一個研究小組報告了基于聚合物的發(fā)光二極管[47]。從那以后，在這個新領(lǐng)域，人們的興趣和研究不斷發(fā)展，并且通過在材料設(shè)計和合成，器件制造方面的廣泛研究，在亮度效率，色彩特性和器件可靠性方面取得了巨大的進步。有機發(fā)光二極管由兩個電極夾在中間的非常薄的聚合物膜層組成。在有機發(fā)光二極管器件中，共軛聚合物：P3HT和MEH-PPV材料憑借著優(yōu)異的導(dǎo)電性能，能作為聚合物膜層[48-50]。有機發(fā)光二極管的器件結(jié)構(gòu)如圖1.4所示，在典型的有機發(fā)光二極管構(gòu)中，存在兩層聚合物層，其中一層用作空穴傳輸層，另一層用作發(fā)光層。通常將銦錫氧化物（ITO）層用作透明陽極，該透明陽極允許二極管內(nèi)產(chǎn)生的光透過器件。金屬陰極通過熱蒸發(fā)方便地沉積在聚合物的頂部。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]電容器動態(tài)分析方法探索[J]. 鄭迪.  中學(xué)物理. 2012(15)



本文編號：2917072