C60與聚合物PVK表面界面光電荷轉(zhuǎn)移研究.pdf

1、富勒烯家族由于其特殊的籠狀高度對稱結(jié)構(gòu)和隨后發(fā)現(xiàn)的優(yōu)異的受電子能力，及其穩(wěn)定性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于具有光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移特性新型光電材料的開發(fā)。相對于很多電子給體，C60可以作為光敏電子接受體;對于有機(jī)光電功能材料，由于其特有的柔性特征，價格低廉，在柔性的器件研究當(dāng)中具有重要的科學(xué)意義和研究價值。其中PVK（聚乙烯基咔唑）是一種廣為人知的空穴導(dǎo)電材料，在與C60復(fù)合體系當(dāng)中，始終是作為電子施主存在的。對于這種給-受體復(fù)合薄膜，p-n異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)

2、存在的電荷轉(zhuǎn)移的研究是至關(guān)重要的。具有高的光電荷轉(zhuǎn)移效率也是人們考慮利用太陽能的首要因素。
　　在本論文中，通過旋涂和熱蒸發(fā)的制樣方法將兩種材料以不同的方式結(jié)合，從而形成體相異質(zhì)結(jié)和給-受體雙層結(jié)構(gòu)，并利用掃描探針顯微鏡、紫外可見分光光度計、熒光分光光度計、表面光電壓測試及半導(dǎo)體測量系統(tǒng)等測試手段對實驗中所得樣品做形貌分析、吸收光譜及光電行為的測試，證明了兩種材料無論形成何種方式的異質(zhì)結(jié)均存在良好的光電行為。本論文主要涉及以下三方

3、面工作:
　　1.聚合物PVK及PVK與C60復(fù)合時旋涂成膜條件研究
　　探究了在不同轉(zhuǎn)速條件及低濃度和高濃度條件下具有良好成膜性的聚合物PVK的最佳成膜轉(zhuǎn)速，接下來研究PVK與C60復(fù)合時的最佳成膜轉(zhuǎn)速，并研究了不同條件對復(fù)合材料成膜的影響。而掃描探針顯微鏡表征結(jié)果直觀反映了材料的形貌變化情況，采用紫外可見吸收光譜說明PVK與C60混合后在選定的旋涂條件下兩種材料均存在于復(fù)合薄膜中。
　　2.旋涂法PVK與C60表面

4、界面光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移研究
　　通過對PVK與C60在以不同比例混合復(fù)合的薄膜材料的熒光測試與PVK本體材料所得薄膜進(jìn)行對比，實驗結(jié)果表明，當(dāng)PVK與C60的摩爾比為2∶1時存在較大的熒光強(qiáng)度降低的現(xiàn)象，因此，選取該樣品進(jìn)行表面光電壓測試，在320nm～540 nm波長范圍內(nèi)出現(xiàn)光電壓信號;多種測試結(jié)果表明在二者共混形成體相異質(zhì)結(jié)時存在良好的光電導(dǎo)現(xiàn)象，直觀表現(xiàn):Ⅳ測試時加紫外光源時的電流相對于暗態(tài)時電流有了近3個數(shù)量級的提升。同時，

5、使用旋涂的手段將兩種材料形成給-受體雙層結(jié)構(gòu)，對樣品做形貌表征、吸收測試、熒光表征、表面光電壓測試以及C-AFM測試，形貌與吸收光譜證明在旋有PVK薄膜的上面可以旋涂上C60，同時樣品有熒光淬滅現(xiàn)象的發(fā)生，表面光電壓測試結(jié)果表明給-受體雙層結(jié)構(gòu)材料間有一定的光電壓信號，C-AFM直觀顯示在加光狀態(tài)下電流相對暗態(tài)出現(xiàn)提升，充分說明給-受體雙層結(jié)構(gòu)的材料間發(fā)生了光電荷轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。
　　3.PVK與C60給受體雙層結(jié)構(gòu)光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移研究