Nanoscale structural and electronic evolution for increased efficiency in polymer solar cells monitored by electric scanning probe microscopy

Control of blend morphology at multi-scale is critical for optimizing the power conversion efficiency （PCE） of plastic solar cells. To better understand the physics of photoactive layer in the organic photovoltaic devices, it is necessary to gain understanding of morphol- ogy and the corresponding electronic property. Herein we report the correlation between nanoscale structural, electric properties of bulk heterojunction （BHJ） solar cells and the annealing-induced PCE change. We demonstrate that the PCE of BHJ solar cells are dramatically improved （from 1.3 % to 4.6 %） by thermal annealing, which results from P3HT crystalline stacking and the PCBM aggregation for interpenetrated network. The similar trend for annealing- induced photovoltage and PCE evolution present as an initial increase followed by a decrease with the annealing time and temperature. The surface roughness increase slowly and then abruptly after the same inflection points observed for photovoltage and PCE. The phase images in electric force microscopy indicate the optimized P3HT and PCBM crystallization for interpenetrating network formation considering the spectroscopic results as well. From the correlation between surface photovoltage, blend morphology, and PCE, we propose a model to illustrate the film structure and its evolution under different annealing conditions. This work would benefit the better design and optimization of the morphology and local electric proper- ties of solar cell active layers for improved PCE.     

有机半导体异质结电荷产生层及其在叠层有机发光二极管中的应用

叠层有机发光二极管因其具有更高的亮度、效率以及稳定性, 其研究备受关注.本文综述了叠层有机发光二极管的最新进展; 总结了作者研究小组基于有机半导体异质结的概念, 设计了由一种p 型有机半导体和一种n 型有机半导体层层组成的双层有机半导体异质结电荷产生层, 并用它们作为连接单元制备了叠层有机发光二极管, 器件的电压得到了降低, 功率效率得到了提高. 通过对电荷产生层的工作机制的深入剖析, 揭示了降低电压、提高功率效率的内在物理原因, 为进一步设计高性能有机电致发光器件提供了新的思路; 最后对叠层有机发光二极管的未来发展方向进行了展望.     

基于扩散模型的ZnO/p-Si异质结伏安特性研究

为了揭示ZnO/p-Si异质结的导电机理,基于p-n结扩散模型和Anderson扩散模型推导了ZnO/p-Si异质结在理想情况下的伏安特性,并分析了掺杂浓度、工作温度以及能带补偿的影响.结果表明:当正向偏压超过势垒高度时,界面两边多数载流子由耗尽变为堆积,形成反向势垒,对异质结的正向电流起阻碍作用;当外加正向电压等于内...     

1.3μm InGaAsp/Inp DCC结构对激光器阈值和T_0值的影响

研究了 1 .3 μmInGaAsp InpDCC结构中间夹层厚度对激光器阈值和T0 值的影响 ,并得到了最佳的夹层厚度     

BiPO_4负载聚吡咯的纳米异质结制备及其光催化性能研究

通过水热法及自由基聚合反应制备了负载有聚吡咯的BiPO_4纳米异质结粉体材料,并通过紫外及可见光降解甲基蓝研究了其光催化性能.利用扫描电子显微镜(SEM)、热失重实验(TGA)、红外光谱(IR)、紫外可见(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)等手段对产物的微观形貌、晶体结构与化学性质进行表征.制备的样品在进行0.5h的预吸附后,通过使用负载不同质量聚吡咯的复合材料分别在紫外及可见光照射下进行3h及6h的光催化降解实验,发现甲基蓝的最高去除率分别为78.2%和79.3%.     

GaAs/AlAs异型异质结导带研究

利用泊松方程分析了异质结导带形状，通过数值模拟研究了GaAs/AlAs异型异质结在不同掺杂浓度下的导带图，确定了导带尖峰出现的位置和耗尽区宽度。     

CoSi_2/Si异质结的形成及其电子结构的研究

利用离子束镀膜技术,在非超高真空(1.33×10~(-3)Pa)下,采用离子束清洗衬底表面和对衬底加热的辅助方法,在单晶Si衬底上淀积Co薄层,再在Co层上淀积Si保护层,然后在570—680℃下进行真空(6.67×10~(-3)Pa)退火,能形成有害杂质(O、C等)含量少且界面区域过渡陡峭的CoSi_2/Si异质结。本文利用俄歇电子能谱(AES),X射线光电子谱(XPS)和紫外光电子谱(UPS)对样品的组分、化学相和电子结构进行了分析。     

CdS／CdTe异质结太阳电池极限效率的计算

讨论了Cds／CdTe异质结的电流电压特性，研究了Cds／CdTe太阳电池在AMl．5太阳光谱辐射下的转换效率，给出了不计所有损失的理想极限情况下，其电池转换效率可达27％。同时讨论了考虑部分材料参数影响的条件下，实际CdS／CdTe太阳电池的转换效率，在所选定的参数下为23％，从近期实际制备的CdS／CdTe太阳电池的进展，以及较为合理的理论推论和分析来看，此效率将有可能达到。