半導(dǎo)體納米晶及PPV功能薄膜的制備及特性研究.pdf

1、太陽能因儲(chǔ)量大、可再生、無污染、成本低、開發(fā)方便等優(yōu)點(diǎn)受到各界的廣泛關(guān)注。太陽能光電材料主要有硅系材料、化合物半導(dǎo)體材料和有機(jī)半導(dǎo)體材料。納米結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料具有獨(dú)特的量子效應(yīng)，與太陽光有良好的匹配。有機(jī)半導(dǎo)體材料中的共軛聚合物具有質(zhì)輕、成本低廉，可制備大面積曲面器件等優(yōu)勢(shì)，但是其吸收光譜與太陽光譜不匹配，載流子遷移率低導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率較低。將納米級(jí)半導(dǎo)體材料與共軛聚合物組裝，結(jié)合聚合物的結(jié)構(gòu)和納米材料的特殊性質(zhì)，制備特殊的異質(zhì)結(jié)，提高光

2、電響應(yīng)。本論文開創(chuàng)性的將水溶性CdTe納米晶分別與CdSe納米晶及共軛聚合物PPV組裝制備CdTe/CdSe功能薄膜和PPV/CdTe功能薄膜，并進(jìn)行了一系列有特色的研究，得到了一些創(chuàng)新性的結(jié)果。本論文的研究內(nèi)容和得到的主要結(jié)論如下： （1）用巰基丙酸為穩(wěn)定劑，在水相中合成了一系列具有核殼結(jié)構(gòu)的CdTe/CdS半導(dǎo)體納米晶和CdSe/CdS半導(dǎo)體納米晶，采用TEM、紫外-可見分光光度計(jì)和熒光光度計(jì)對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了表征。所得到的Cd

3、Te/CdS納米晶和CdSe/CdS納米晶粒徑分布均勻，直徑均約為10nm。 （2）將陽極緩沖聚合物PEDOT：PSS對(duì)基片表面分別通過自組裝法和旋涂法進(jìn)行處理。采用AFM、紫外-可見分光光度計(jì)和電化學(xué)工作站對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了表征。經(jīng)PEDOT：PSS處理后的基片上制備的CdTe薄膜光電響應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定，有明顯的光電流和光電壓響應(yīng)。 （3）將CdTe/CdS、CdSe/CdS半導(dǎo)體納米晶按不同比例共混，在ITO基片上制備CdTe

4、/CdSe復(fù)合薄膜。采用TEM、紫外-可見分光光度計(jì)、熒光光度計(jì)和電化學(xué)工作站對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了表征。隨著CdSe含量的增加，二者逐漸交聯(lián)，短路電流與開路電壓有所下降；當(dāng)CdTe/CdSe的比例為6：1時(shí)，交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其短路電流與開路電壓升高了4-8倍；當(dāng)CdSe含量繼續(xù)增加，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)得到填充，使得短路電流與開路電壓有所下降。 （4）將CdTe納米晶與聚合物pre-PPV通過靜電自組裝制備了PPV/CdTe層層復(fù)合薄膜。采用A