基于P3HT：PCBM光敏特性的光耦合器件的研究.pdf

1、近年來(lái)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(lái)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(duì)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(lái)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(wú)機(jī)光耦合器件是基于無(wú)機(jī)硅等高成本的半導(dǎo)體材料制備的，因此限制了無(wú)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(wú)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(jiǎn)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(guó)內(nèi)外研究小組越來(lái)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(duì)基于材料P3HT: PCBM的光伏器件的能量轉(zhuǎn)化效率的影響。針對(duì)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(zhǎng)分別為470nm、520nm、568nm和624nm。對(duì)應(yīng)上述這四個(gè)不同的入射光波長(zhǎng)，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(duì)應(yīng)上述的四個(gè)不同光波長(zhǎng)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(duì)短波長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)應(yīng)作為傳遞媒介的光波長(zhǎng)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(zhǎng)度的變短輸出電流變大。通過研究發(fā)現(xiàn)，短波長(zhǎng)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(duì)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(yáng)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