反向胶束法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米粒子的光电性能和热稳定性

采用聚合和掺杂同时进行的反向胶束体系制备了粒径分散较小的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)纳米粒子, 利用紫外-可见光光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对纳米粒子进行了表征. 实验结果发现, 氧化剂用量、超声处理、聚合温度及掺杂程度对PEDOT纳米粒子的形貌、电性能及热稳定性有不同程度的影响. 根据实验结果对反向胶束法制备PEDOT纳米粒子过程进行优化发现, 在PEDOT纳米粒子聚合过程中, 甲基苯磺酸有效掺杂浓度约为0.17 mol/L时, PEDOT链的取向最规则, 在6.7°, 12.7°, 25°出现衍射峰, 掺杂剂的有效掺杂使得纳米粒子中分子链的取向不同, 并可以获得较高的电导率(>100 S/cm)的PEDOT纳米粒子, 当粒子的尺寸小于20 nm后电导率降低; 热失重法(TG)分析结果表明, PEDOT纳米粒子的热稳定性比普通块材好, 掺杂剂浓度对纳米粒子的热稳定性有一定影响.     

光谱分析气体状态对近空间升华沉积CdTe多晶薄膜的影响

在CdTe多晶薄膜太阳电池制备中用近空间升华法生长了CdTe多晶薄膜,沉积工作气体的状态决定了薄膜的结构、性质。文章首先分析了近空间沉积的物理机制,测量了近空间沉积装置内的温度分布,使用氩氧混合气体为工作气体,其中重点讨论了该气体状态(包括气氛和气压)与薄膜的初期成核的关系,即择优取向程度和光能隙与气氛和气压的关系。结果表明,(1)不同气氛下沉积的CdTe薄膜均为立方相结构。随氧浓度的增加,σ增加,氧浓度为6%时,σ最大,之后随氧浓度增加,σ降低,在12%达到最小,然后随氧浓度的增加而增加, 在氧浓度为9%时沉积的结晶更完整。CdTe薄膜的光能隙为1.50～1.51 eV;(2)在氩氧气氛下氧浓度为9%,不同气压下制备的样品,均有立方相CdTe, 此外, 还有CdS和SnO₂:F衍射峰。CdTe晶粒随气压增加有减小趋势,随气压的增加,透过率呈下降趋势,相应的CdTe吸收边向短波方向移动;(3)在氩氧气氛下氧浓度为9%,采用衬底温度550 ℃,源温度620 ℃,沉积时间4 min时制备的CdTe多晶薄膜获得了转换效率优良的结构为SnO₂:F/CdS/CdTe/Au的集成电池。     

多孔模板法制备聚乙撑二氧噻吩纳米管光电性能的研究

采用单体聚合-溶液浸润-聚合物成管同时进行的方法,在氧化铝多孔模板(AAO)中制备了聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)纳米管.通过形貌分析推断PEDOT纳米管在孔道中的生长包括两个过程:首先是聚合物溶液浸润整个孔道;然后是聚合过程中生成的阳离子自由基和掺杂态的PEDOT由于带正电荷而在孔道壁产生"钉扎"效应.XRD分析显示,在孔道内生成的PEDOT分子链具有一定的取向性.进一步研究表明,聚合物的吸附及单体聚合后的吸附,在模板壁导致不同的分子链排列,使PEDOT纳米管分子排列有序性受到影响.采用四探针和扫描隧道显微镜(STM)方法研究了纳米管光电性能.     

修饰LB膜法制备的PEDOT薄膜对HCl气体气敏性的影响

以二十烷酸(AA)LB膜为模板, 通过3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体在LB膜亲水基团间聚合, 采用垂直拉膜方式在叉指电极上制备了不同层数的AA/PEDOT膜, 并对HCl气体在AA/PEDOT复合LB膜中的作用进行研究, 结果表明, 膜厚、处理温度、拉膜膜压对AA/PEDOT复合LB膜的HCl气体敏感性能有不同程度的影响. 在较小气体体积分数范围(20～60 μL/L)内, AA/PEDOT多层有序膜对气体表现出非线性响应特性, 而在较高浓度范围内则表现出线性响应特性. AA/PEDOT复合LB膜对30 μL/L HCl气体的响应时间约为20 s, 远快于普通PEDOT旋涂膜(约为80 s), 同时在膜压达到45 mN/m时, AA/PEDOT膜的敏感性能反而下降. 敏感机理解释为电子在PEDOT共轭系统和氧化性气体间的转移.     

CdTe多晶薄膜沉积制备及其性能

在氩气和氧气混合气氛下,近空间升华法制备了CdTe多晶薄膜。薄膜的结构、性质决定于整个沉积过程。深入研究沉积过程中的热交换、物质输运,有助于获得结构致密具有良好光电性质的CdTe薄膜。分析了近空问沉积的物理机制,测量了近空间沉积装置内的温度分布,讨论了升温过程、气压与薄膜的初期成核的关系。结果表明,不同气压下制备的样品,均有立方相CdTe。此外,还有CdS和SnO2：F衍射峰。CdTe晶粒随气压增加有减小趋势;随气压的增加,透过率呈下降趋势,相应的CdTe吸收边向短波方向移动。采用衬底温度500℃,源温度620℃,在120℃的温差下,沉积时间4min上制备CdTe多晶薄膜,获得转换效率优良的结构为SnO2：F／CdS／CdTe／Au的集成电池。     

修饰Langmuir-Blodget膜法制备聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)薄膜结构和导电性能的研究

采用修饰Langmuir-Blodget(LB)膜法以二十烷酸(AA)LB膜为模板,通过3,4-亚乙基二氧噻吩(EDOT)单体在LB膜亲水基团间聚合,制备了二十烷酸/聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(AA/PEDOT)复合LB膜.UV-Vis、FTIR和XPS分析表明EDOT在多层膜中有效聚合,生成了PEDOT导电聚合物;X射线衍射(XRD)和二次离子质谱(SIMS)分析表明薄膜具有较好的层状有序结构,进一步研究发现EDOT在AA多层膜中的聚合破坏了原有LB膜的有序性,这可能与聚合过程对层状结构产生的破坏作用有关;采用四探针仪及半导体测试仪研究了薄膜导电性能,发现AA/PEDOT多层膜的电导率随处理时间的变化产生突变,这与多层膜中导电通道的"逾渗"有关,在有效导电网络连通后电导率发生了突变.测试结果还表明AA层和PEDOT层之间具有较为明显的界面,PEDOT显示出较好的定域性,薄膜具有很好的层状有序结构.     

修饰LB膜法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩薄膜

采用修饰Langmuir-Blodget(LB)膜法以二十烷酸(AA) LB膜为模板, 通过3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体在LB膜亲水基团间聚合, 制备了AA/PEDOT复合LB膜. 实验分析表明薄膜具有较好的层状有序结构, 并进一步研究发现EDOT在AA多层膜中的聚合破坏了原有LB膜的有序性, 这与聚合过程对层状结构产生的破坏作用有关; 研究了薄膜导电性能, 发现AA/PEDOT多层膜的电导率随处理时间的变化产生突变, 这与多层膜中导电通道的“渝渗”有关, 在有效导电网络连通后电导率发生了突变. 测试结果还表明AA/PEDOT膜导电性明显优于PEDOT旋涂膜和十八胺-硬脂酸/聚(3,4)乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺(ODA-SA/PEDOT-PSS)复合膜.     

Synthesis and Structure of PEDOT Prepared through a Modified LB Film Method

Adopting LB film method, an arachidic acid (AA)/PEDOT multilayer LB film and polymerized EDOT monomers in hydrophilic group of LB were chosen to prepare the arachidic acid (AA)/PEDOT multilayer LB film. UV-Vis, FT-IR and XPS analyses implied that EDOT was effectively polymerized in film, and thus PEDOT conducting polymer was produced. Analyses of XRR and SIMS indicated that the film had a well-arranged lamella structure, and further research showed that polymerization of EDOT in AA film destroyed the orderliness of the original LB film. This phenomenon could be related to the destructive effect of polymerization on the layered structure. We used four-point probe and semiconductor instrument to study the conductivity property of the film, and observed that the conductivity of AA/PEDOT film had sudden changes with the changes of processing time in an effective conduction network, which was caused by "permeability" in conducting channel of multilayer film. The test results also indicated that the conductivity of AA/PEDOT film was obviously better than that of spin-coating PEDOT/PSS or ODA-SA/PEDOT-PSS film due to the higher π structure of PEDOT structure and ordered film structure.