本文關(guān)鍵詞：碳量子點組裝體的合成及其光伏性能研究

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【摘要】：碳量子點(carbon nano dots)作為一種最新的熒光碳納米材料受到了人們越來越多的關(guān)注,其發(fā)光性質(zhì)獨特、毒性低使其在環(huán)境監(jiān)測、光催化、生物成像、光電等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。但由于碳量子點的尺寸限制及表面缺陷多,它在固體設(shè)備中的應(yīng)用甚至真正走向商業(yè)化是不可能的。因此為了克服尺寸限制,實現(xiàn)它的廣泛應(yīng)用,我們將單分散的碳量子點通過自組裝的方式使其形成微米級別的有序結(jié)構(gòu)。本論文的主要內(nèi)容包括:以丙三醇為碳源,利用微波熱解法合成尺寸為1-5nm的綠色熒光碳量子點(g-CNDS),然后用化學(xué)還原的方法將g-CNDS表面的-COOH、-C=O等基團(tuán)還原為-OH,得到藍(lán)色熒光碳量子點(b-CNDS)。對上述二種碳量子點進(jìn)行對比分析,研究它們在結(jié)構(gòu)上的差異對化學(xué)、物理、光學(xué)等性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)和g-CNDS相比,b-CNDS中sp2雜化碳含量上升,含氧基團(tuán)減少,羥基含量升高。這種結(jié)構(gòu)上的不同使二者具備不同的發(fā)光機(jī)理:g-CNDS以缺陷發(fā)光為主,量子產(chǎn)率較低;b-CNDS以本體發(fā)光為主,量子產(chǎn)率提高將近一倍。在b-CNDS的表面接枝能形成四重氫鍵的小分子化合物,得到了碳量子點組裝體(Assemblies),其在極性溶劑中以單分散的碳量子點形式存在,在非極性溶劑中以微米級別的橢球形組裝體形式存在。將Assemblies作為電子受體,聚-3己基噻吩(P3HT)作為電子給體,制備了復(fù)合薄膜光開關(guān)。將其性能和b-CNDS/P3HT及富勒烯衍生物(PCBM)/P3HT器件性能做對比。結(jié)果說明Assemblies和P3HT混合可以有效提高電子空穴的分離和載流子的高速遷移,器件的性能和PCBM/P3HT器件的性能幾乎相同。因此Assemblies可以替代PCBM成為一種優(yōu)良的電子受體材料。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TQ422

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