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《2017全国太阳能材料与太阳能电池学术研讨会摘要集》2017年
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有机光伏薄膜中的微纳结构与光物理

郝晓涛  
【摘要】:有机半导体材料因为其质量轻、可弯曲、易处理等诸多优势,使其在光电器件中得到了广泛的应用。在许多情况下,这类材料的固态特性是支配有机光电器件性能的关键因素。采用不同手段控制聚合物薄膜的形态结构,进而确定其纳米到亚微米量级空间尺度上薄膜的不均匀性,及其对电子/空穴传输动力学的影响,对于获得高效电子输运并实现高性能器件是很有必要的。我们采用耦合超快激光的高分辨共焦显微技术观测到了发光聚合物MEH-PPV薄膜的荧光在时间和空间上的不匀质性,研究了薄膜中不同微区在超快时间和亚微米尺度上光物理学行为的变化。使用不同外场(电、力、热等外场)控制聚合物薄膜中分子链构象,利用基于同步辐射的GIXD、GISAXS和GIWAXS等先进装置,定量描述有机光电薄膜的多尺度微观形态结构;并结合飞秒光谱显微系统在纳米空间尺度和超快时间尺度上解析这些不匀质的共混材料中的局域电荷转移/分离、激发态特性等物理现象和过程,我们细致研究了形态可控的MEH-PPV,P3HT:PCBM,PTB7:PCBM等有机高分子半导体薄膜的固态微纳形态结构以及稳态、时间分辨荧光发射特性和光致激发动力学,从而获得共混薄膜微纳结构对电子转移产生影响的清晰图像,并判定有利于实现电荷分离的最佳异质形态结构,为实现高效有机光电器件提供理论参考和实验依据。
【作者单位】:山东大学物理学院
【分类号】:TN304.055;TB383.2

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