聚苯胺-CuFeS2納米光電薄膜器件制備與研究.pdf

1、導電高聚物-氧化物半導體納米微粒復合材料體系兼具氧化物半導體和導電高聚物的優(yōu)良光電特性,同時具備納米材料特有的功能性,開拓了材料科學的新領域,在力、光、電、磁、熱、催化等領域已初步顯示出極為廣闊的應用前景。為此本文利用聚苯胺/CuFeS2復合材料的優(yōu)良的光電性能,研究復合材料在太陽能方面的應用,結果如下:
　　采用化學氧化聚合法合成出了HCl摻雜的聚苯胺導電高分子材料。從溫度角度考慮,研究發(fā)現20℃條件下得到的聚苯胺導電率和光吸收

2、效率最好,這主要是因為適宜的溫度增大了分子量及分子鏈長,延長了聚苯胺的共軛體系內電子的分子內通道,有利于電子的傳輸及光的吸收。從時間角度考慮,結果發(fā)現反應時間5h合成的聚苯胺鏈長最合適,得到的聚苯胺導電率和光吸收效率最好。從HCl摻雜量研究發(fā)現,HCl與苯胺的比為1:1時得到的聚苯胺導電率和光吸收效率最好。從氧化劑用量考慮,研究發(fā)現加入的過硫酸銨:苯胺=1.0時獲得的聚苯胺綜合性能最好,這主要是因為氧化劑用量過少時,不利于聚苯胺的摻雜,

3、而過量的氧化劑會進一步氧化主鏈,破壞主鏈的共軛結構,阻礙聚苯胺的摻雜。
　　采用全新溶劑熱反應法,以硫脲作為硫源,乙二胺和少量水作為溶劑,分別加入1:1的FeSO4和CuCl2,控制反應溫度、反應時間、表面活性劑 PVP用量,在高壓反應釜中制得了純的圓片狀CuFeS2。結果發(fā)現:溫度190℃,反應時間32h時制備出純的片狀CuFeS2納米晶,晶粒發(fā)育飽滿,光電性能最好。PVP的加入可以有效改善晶粒排布情況,控制晶體形貌,提高 Cu

4、FeS2的光電性能且當 PVP:CuFeS2=1:3時,獲得了多面體結構的CuFeS2納米晶粒。
　　采用原位聚合法成功制備出聚苯胺/CuFeS2復合材料,CuFeS2顆粒均勻的分散在聚苯胺基體內,當添加量達到40％時,聚苯胺已基本無法完全包覆CuFeS2顆粒。聚苯胺/CuFeS2復合材料并未破壞聚苯胺和CuFeS2原有結構,且隨著CuFeS2的加入,聚苯胺耐熱性能和吸光性能均得到有效的提高,但當添加量超過30％后又有所下降,主要