CuPc薄膜及其厚度对太阳电池性能的影响

酞菁铜是一种重要的有机光电半导体材料,其优异的稳定性和良好的光电性能,越来越受到人们的重视.对真空蒸发法制备的酞菁铜薄膜进行了XRD、Raman光谱、紫外 可见光谱,以研究该薄膜的结构及光学性能,并对肖特基型太阳电池ITO/CuPc/Al进行研究,通过改变CuPc的厚度,讨论其对该太阳电池电学性能的影响.     

纳米铜酞菁及其衍生物的合成与表征

采用无模板简便易行的溶剂热方法合成了纳米铜酞菁(CuPc)及其衍生物硝基铜酞菁(TNCuPc)和苯氧基铜酞菁(PhCuPc),并采用电子扫描电镜、XRD、红外光谱及紫外-可见光谱对其进行了表征.结果表明:所制得的铜酞菁及其衍生物产品纯度高,产率大;取代基不同,产物的形貌不同.     

ABAB型酞菁衍生物取代基对结构和电子光谱的影响

采用DFT方法在B3LYP/6-31G*水平上比较了ABAB型酞菁衍生物的几何结构,在此基础上用TDDFT方法计算了激发态,研究了ABAB型酞菁具有不同取代基对其电子结构和电子吸收光谱的影响.结果表明,3,6-(3',5'-双三氟甲基/三甲基)苯基的加入,前线轨道能级裂分导致Q带红移并出现了不同程度的裂分,Qx吸收带均红移,三氟甲基使Qy带蓝移.这种大的取代基在可见光区谱带的调制功能可以有效提高敏化剂的光捕获效率,为新型高效染料分子的设计提供理论指导.     

烷氧基铜酞菁的合成及溶解性的研究

用固相法合成了2种烷氧基取代的铜酞菁金属配合物.采用红外光谱、紫外一可见光谱对所合成的化合物进行了表征,同时也进行了溶解性的研究.结果表明:2种配合物红外光谱相似,最大吸收波长分别为720和668 nm;2种配合物均能溶于二氯甲烷、乙酸乙酯,解决了酞菁在有机溶剂中的溶解性问题,为其进一步应用提供了依据.     

四羧基单核金属酞菁配合物的表征

采用高温熔融法制备了3种带有四羧基的单核金属酞菁配合物,通过红外光谱、紫外-可见光谱、热重分析等对产物进行表征.结果表明,ZnPc(COOH)4、CuPc(COOH)4、FePc(COOH)4在紫外-可见光区域的最大吸收波长分别为645、641、632 nm,其热稳定性优劣顺序为FePc (COOH)4＞ ZnPc (COOH)4＞CuPc-(COOH)4.     

厚度对溶胶-凝胶法生长的ZnO薄膜光学性质的影响

利用sol-gel旋涂法在普通盖玻片上生长了ZnO薄膜,用光学透射谱、光致发光谱和原子力显微术研究了ZnO薄膜的光学性质和表面形貌.结果发现,在一定薄膜厚度范围内,紫外发光带和光学吸收边均随着薄膜厚度的减小而单调蓝移,且紫外发光强度递增,峰宽变大.综合光致发光谱、光学透射谱和薄膜表面形貌,对薄膜中晶粒尺寸、应力、缺陷等对光学性质的影响进行了讨论.     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0 nm和60.7 nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析.250～830 nm光频范围椭偏光谱测量结果表明随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270 nm和360 nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰.     

MCM-41/酞菁钴、酞菁铜的合成、表征及催化性质

用烷基化试剂将介孔分子筛MCM-41的表面烷基化,使MCM-41的表面连接含有伯氨的有机链,再与氯磺酸基酞菁钴、氯磺酸基酞菁铜反应,合成纳米复合材料CoPc(CuPc)-NH-MCM-41,并且用红外光谱、紫外光谱、XRD进行表征.结果表明:酞菁钴、酞菁铜以单体形式负载在介孔分子筛MCM-41的孔壁上;酞菁铜对苯酚羟化反应的催化活性较好;在丙酮溶剂中苯酚的转化率大于在乙腈中的转化率.     

Sol-Gel法制备Ba1-xSrxTiO3薄膜的光学性质研究

采用SOL-GEL工艺,在S I(100)衬底上制备了BA1-XSRXTIO3(0.1≤X≤0.3)多晶薄膜,并用椭偏光谱仪在光子能量为2.0~5.2 EV的范围内,测量了不同SR含量X下BA1-XSRXTIO3多晶薄膜的椭偏光谱。建立适当的拟合模型,用最优化法获得了所有样品的光学常数(折射率N和消光系数K)谱及能隙宽度EG。比较这些结果发现:在低能区,BA1-XSRXTIO3薄膜的折射率N随SR含量X的增加无明显变化,但其吸收边向高能方向移动。表明BA离子被SR离子取代后,BA1-XSRXTIO3薄膜的能隙宽度EG增大。     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0nm和60.7nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析。250～830nm光频范围椭偏光谱测量结果表明:随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270nm和360nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰。     

金属酞菁LB膜的制备及结构表征

研究了金属酞菁化合物四（２，４－二甲基苯氧基）酞菁铜和四（２，４－二甲基苯氧基）酞菁镍在汽－液界面上的成膜特性，制备了相应的Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）膜。利用紫外可见吸收及偏振紫外可见吸收谱，表征了ＬＢ膜中的酞菁分子主要以二聚体的形式相对于基片水平排列。以酞菁ＬＢ膜为取向层制成液晶盒，取向向列型液晶Ｅ＿７。通过偏光显微镜及锥光干涉系统，确定液晶分子在ＬＢ膜上的排列情况，并进行了电光测试，讨论了导致不同取向效果的机理。     

(Ba,Pb)TiO3铁电薄膜的制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术在(100)Si及石英衬底上制备了Ba0.95Pb0.05TiO3(BPT)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微术(AFM)对薄膜的物相结构、结晶性和表面形貌进行表征,结果表明晶化完整的BPT薄膜呈多晶钙钛矿结构,薄膜表面均匀致密.用紫外-可见分光光度计在190～1000nm波长范围内,测量了不同温度退火的BPT薄膜的光学透射率,并通过透射光谱计算了薄膜折射率和消光系数的色散关系.     

全固态染料敏化纳米二氧化钛/铜酞菁复合太阳能电池

利用铜酞菁空穴传输材料制备了全固态染料敏化纳米TiO2太阳能电池.研究了铜酞菁厚度对电池性能的影响,结构优化后,得到的性能参数,开路电压约为618 mV,短路电流约为0.24 mA/cm2(氙灯照射,光强约为80 mW/cm2),注入因子为54.5%,总光电转换效率为0.1%.对铜酞菁层进行碘掺杂后,电池的短路电流得到了提高,而开路电压有所下降.电池暗反应研究表明,电流的升高是由于碘掺杂导致载流子浓度增大,载流子输运能力增强,电压的下降则是由于碘的掺入削弱了电池的整流特性.     

阴极真空电弧沉积MgO薄膜的椭偏光谱研究

采用阴极真空电弧离子沉积技术在硅基片上制备出了MgO薄膜。利用椭圆偏振光谱、原子力显微镜及扫描电子显微镜分别对不同氧流量下制备的MgO薄膜的厚度,光学常数,表面粗糙度及表面形貌进行了分析,并对椭圆偏振光谱的光学粗糙度结果和原子力显微镜的均方根粗糙度结果进行了对比和分析。结果表明,不同氧流量下制备出的MgO薄膜,表面粗糙度及薄膜颗粒随着氧流量的增加而增大。椭偏光谱与AFM得到的表面粗糙度存在线性一致关系,表明椭偏光谱可作为一种很好的无损分析手段。     

PECVD氮化硅薄膜的沉积和退火特性

利用等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积了氮化硅薄膜,反应气体为氨气和硅烷.这些薄膜在不同条件(温度、时间和气氛)下进行了炉温或快速退火.对太阳电池而言,氮化硅薄膜不仅是有效的减反射层而且也有表面钝化和体钝化作用.利用椭圆偏振光谱、反射谱、红外吸收谱和准稳态光电导(QSSPC)分析了氮化硅薄膜的特性.实验发现随着退火温度的增加,氮化硅薄膜的厚度下降而折射率增加,可以归因于在退火过程中,薄膜愈加致密.红外吸收谱的研究发现,氮化硅中氢的含量在退火过程中有明显的下降,而QSSPC测量的样品寿命有同样的变化.这些结果显示氮化硅的钝化作用与其中的氢含量有关.     

微波等离子体合成酞菁铜聚合物

本文利用低功率微波发生器和Surfatron放电腔,以单体酞菁铜(CuPc)为原料,通过表面波激发氩微波等离子体合成了酞菁铜聚合物(PPCuPc).     

Investigation of Organic Solar Cells Based on Donor-Accepter Heterojunction

The single-layer structure and heterojunction structure organic solar cells based on copper phthalocyanine(CuPc),3,4,9,10-Perylenetetracarboxylic dianhydride(PTCDA)and fullerene C60 were fabricated to study their photovoltaic(PV)properties.The PV performance of heterojunction structure solar cells was improved compared with the single layer structure cell.This is due to the introduction of donor-acceptor heterojunction that both expands the absorption range and offers efficient exciton dissociation site.In heterojunction structure solar cells,the PV performance of device with C60 as acceptor has highly improved because C60 has longer diffusion length of excitons.     

蓝宝石衬底上酞菁铜薄膜的生长及相变研究

 采用真空蒸发沉积方法在Al₂O₃衬底上生长CuPc薄膜,用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光分光光度计多种测试手段表征薄膜的结构,研究不同沉积速率、不同膜厚和衬底温度对CuPc薄膜结构的影响.研究结果表明：CuPc薄膜的晶粒尺寸随沉积速率的增大而减小,薄膜越厚,结晶度越高,CuPc薄膜退火温度约为250℃时发生相变,由原来的亚稳态α-CuPc晶型结构转变为稳定的β-CuPc晶型结构.
     

动态椭偏光谱技术及其在薄膜测量中应用的研究

文章介绍了动态反射式椭圆偏振光谱技术的原理,采用椭圆偏振光谱技术测量得到P型Si(111)晶片,利用直流溅射制备的不同厚度Cu膜样品的椭偏光谱;利用特定的解谱程序并结合实验参数,对椭偏光谱进行解谱得到了样品的光学常数谱及其厚度;对于P型Si(111)晶片的光学常数谱,通过与Palik数据比较可以发现两者极为相似,只是在数值上存在差异;对于不同厚度的Cu膜样品,从晶粒尺寸、致密度和缺陷等方面分析了光学常数随厚度变化的原因;通过分析比较得知,经过拟合计算得到的P型Si(111)晶片和Cu膜样品的光学常数具有很高的准确性。