本文關(guān)鍵詞：第六族過渡金屬二硫族層狀材料的合成和應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 過渡金屬二硫族化合物 二維材料 量子點 有機(jī)太陽電池 空穴傳輸層

【摘要】：由單層或幾層原子構(gòu)成的第六族過渡金屬二硫族化合物是一種具有類石墨烯結(jié)構(gòu)的的新型層狀材料,這種材料表現(xiàn)出獨特的電學(xué)、光學(xué)、催化等性能,可廣泛應(yīng)用于電子器件、能量存儲、催化產(chǎn)氫等領(lǐng)域。由于量子點具有比表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)等特性,當(dāng)?shù)诹暹^渡金屬二硫族化合物的尺寸繼續(xù)減小至量子點時,可望表現(xiàn)出比表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)等特性。近年來,硫化鉬和硫化鎢(MoS2和WS2)量子點作為一種新型的量子點,因其獨特的性能而成為材料研究新興的熱點。本文分別以單層WS2材料和MoSe2量子點為研究對象,旨在研究單層WS2材料作為有機(jī)太陽電池空穴傳輸層材料的效果和MoSe2量子點的制備及發(fā)光性能。第一章中,我們介紹了第六族過渡金屬二硫族化合物二維材料及量子點的研究進(jìn)展,主要包括制備方法和應(yīng)用兩個方面。第二章中,我們通過鋰離子插層剝離的方法合成了尺寸在300～400nm的單層WS2納米片,并探究了其在有機(jī)太陽電池器件上的應(yīng)用。我們發(fā)現(xiàn)WS2薄膜在經(jīng)過紫外臭氧處理后,電池器件的效率顯著提高至8.37%,可以與經(jīng)典的空穴傳輸材料PEDOT:PSS相媲美。我們利用X射線光電子能譜(XPS)、拉曼光譜(Raman)、原子力顯微鏡(AFM)、紫外光電子能譜(UPS)等對紫外臭氧處理前后WS2薄膜的相組成、化學(xué)成分、形貌和功函數(shù)等進(jìn)行分析。結(jié)果表明,紫外臭氧處理過后,氧原子能填充硫化鎢因鋰插層剝離而產(chǎn)生的硫空位,減少它的缺陷,并且形成了一定量的鎢的氧化物,從而提高硫化鎢的電學(xué)性能。第三章中,我們通過液相超聲剝離法一步合成了尺寸均勻、分散性良好的MoSe2量子點。并通過控制實驗條件,如溶劑、超聲功率等參數(shù),得到了尺寸可控的MoSe2量子點。我們進(jìn)一步研究了MoSe2量子點的發(fā)光性能及機(jī)理,以及表面活性劑、尺寸、溶劑等因素對其發(fā)光的影響。結(jié)果表明我們制備的量子點同時具有紫外光波段和可見光波段的兩個發(fā)射峰,分別來源于本征態(tài)和表面缺陷態(tài)。當(dāng)MoSe2量子點尺寸減小時,可見光波段發(fā)射峰強度和紫外光波段發(fā)射峰強度的比值在增加,可見光波段的熒光壽命也相應(yīng)增加,我們認(rèn)為這主要是量子點尺寸減小時,比表面積增加,位于量子點表面的缺陷會更多。從而電子被缺陷俘獲的時間越長。第四章我們對本論文進(jìn)行總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】：過渡金屬二硫族化合物 二維材料 量子點 有機(jī)太陽電池 空穴傳輸層
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ125;TM914.4
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 第六族過渡金屬二硫族層狀化合物12-21
• 1.1.1 第六族過渡金屬二硫族層狀化合物概述12-14
• 1.1.2 過渡金屬二硫族層狀化合物制備方法14-18
• 1.1.3 第六族過渡金屬二硫族層狀材料的應(yīng)用18-21
• 1.2 第六族過渡金屬二硫族化合物量子點21-28
• 1.2.1 第六族過渡金屬二硫族化合物量子點制備方法22-27
• 1.2.2 第六族過渡金屬二硫族化合物量子點的應(yīng)用27-28
• 1.3 課題的意義和提出28-30
• 第二章 單層WS_2納米片的制備及在有機(jī)太陽電池上的應(yīng)用30-42
• 2.1 實驗部分30-32
• 2.1.1 實驗原料30-31
• 2.1.2 單層WS_2納米片的制備和表征31
• 2.1.3 有機(jī)太陽電池器件的制備及表征31-32
• 2.2 結(jié)果與討論32-39
• 2.2.1 二維WS_2納米片的制備和表征32-35
• 2.2.2 基于二維WS_2納米片的有機(jī)太陽電池器件的制備和性能35-37
• 2.2.3 氧摻雜WS_2納米片影響有機(jī)太陽電池器件性能探究37-39
• 2.3 本章小結(jié)39-42
• 第三章 MoSe_2量子點的制備及PL熒光性能探究42-70
• 3.1 實驗部分43-44
• 3.1.1 實驗原料43
• 3.1.2 MoSe_2量子點的制備43
• 3.1.3 MoSe_2量子點的表征43-44
• 3.2 MoSe_2量子點形貌表征及影響因素探究44-53
• 3.2.1 MoSe_2量子點的結(jié)構(gòu)和形貌表征44-46
• 3.2.2 MoSe_2量子點形貌的影響因素46-53
• 3.3 MoSe_2量子點發(fā)光性能的表征及機(jī)理分析53-58
• 3.3.1 MoSe_2量子點發(fā)光性能表征53-55
• 3.3.2 MoSe_2量子點發(fā)光機(jī)理探析55-58
• 3.4 MoSe_2量子點發(fā)光的影響因素探析58-67
• 3.4.1 表面活性劑修飾對MoSe_2量子點發(fā)光的影響58-60
• 3.4.2 MoSe_2量子點尺寸大小對發(fā)光的影響60-63
• 3.4.3 溶劑對MoSe_2量子點發(fā)光的影響63-67
• 3.5 本章小結(jié)67-70
• 第四章 主要結(jié)論和創(chuàng)新點70-72
• 主要結(jié)論70-71
• 創(chuàng)新點71-72
• 參考文獻(xiàn)72-82
• 作者簡歷以及在學(xué)校期間所取得科研成果82

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