基于P3HT：PCBM光敏特性的光耦合器件的研究.pdf

1、近年來有機(jī)電子器件以其輕便、低廉、適合制備大尺寸器件等優(yōu)點(diǎn)受到越來越多的重視，與此同時(shí)一部分有機(jī)電子器件得到商業(yè)化應(yīng)用更加促進(jìn)了有機(jī)電子器件的研究發(fā)展。在眾多被研究的對象中有機(jī)光伏器件作為有希望解決能源危機(jī)的清潔能源而成為研究的焦點(diǎn)。光耦合器件是70年代發(fā)展起來的一種新型器件，已被廣泛應(yīng)用于電器絕緣、電平轉(zhuǎn)換和開關(guān)電路等領(lǐng)域。無機(jī)光耦合器件是基于無機(jī)硅等高成本的半導(dǎo)體材料制備的，因此限制了無機(jī)光耦合器件的成本降低。隨著有機(jī)半導(dǎo)體材料的發(fā)

2、展，有機(jī)發(fā)光二極管和有機(jī)光敏器件取得了很大的進(jìn)步，這使得有機(jī)光耦合器件的制備成為可能。與無機(jī)光耦合器件的復(fù)雜制備工藝和高成本相比，有機(jī)光耦合器件的制備工藝簡單、成本低廉，并且能夠做柔性器件。因此，有機(jī)光耦合器件的研究受到國內(nèi)外研究小組越來越多的重視。
　　 在本文的工作中，我們選用共軛高分子聚合物聚(3-已基噻吩)：(6，6)苯基C61-丁酸甲酯(P3HT:PCBM)作為功能材料。主要進(jìn)行了如下三方面的研究工作：
　　

3、(1)我們研究了不同波段的光對基于材料P3HT: PCBM的光伏器件的能量轉(zhuǎn)化效率的影響。針對P3HT: PCBM材料的吸收譜范圍在460nm到630nm之間，我們選擇作為入射光源的波長分別為470nm、520nm、568nm和624nm。對應(yīng)上述這四個(gè)不同的入射光波長，我們制備的光伏器件的能量轉(zhuǎn)化效率η分別為2.37％、1.7％、0.7％和0.26％。在開路電壓(Voc)方面對應(yīng)上述的四個(gè)不同光波長分別得到0.52V、0.5V、0.3

4、V和0.28V。通過研究發(fā)現(xiàn)，材料P3HT：PCBM對短波長的光的能量利用率比較高。
　　 (2)我們將有機(jī)發(fā)光二極管和光伏器件相結(jié)合制備了有機(jī)光耦合器件，并研究了不同波長的光作為能量傳遞媒介的時(shí)候?qū)怦詈掀骷妮敵鲭娏魈匦院碗娏鱾鬏斅实挠绊?。通過我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們得到，對應(yīng)作為傳遞媒介的光波長分別為470nm、520nm、568nm和624nm的時(shí)候，光耦合器件的電流傳輸率分別為1.2％、0.4％、0.3％和0.1％。在輸出電

5、流特性方面同樣是隨著作為傳遞媒介的光波長度的變短輸出電流變大。通過研究發(fā)現(xiàn)，短波長的光作為能量傳遞媒介的時(shí)候光耦合器件的性能更好。
　　 (3)我們研究了PEDOT：PSS化學(xué)修飾層對制備的光耦合器件性能的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，在用PEDOT:PSS修飾陽極的情況下不但器件的輸出電流和電流傳輸率得到了顯著提高，修飾后的耦合器件的電流傳輸率是修飾以前電流傳輸率的7倍，即修飾層的應(yīng)用能夠提高輸出光電流的轉(zhuǎn)化效率。此外修飾層的引入很好的