温度对单层有机电致发光器件电流平衡因子的影响（英文）

考虑有机薄膜中的陷阱,建立单层双极性有机发光器件的电学模型,研究了在不同的载流子迁移率和注入势垒条件下,器件工作温度对器件电流平衡因子的影响.研究表明:在低温工作区,当电子注入势垒和空穴注入势垒相等时,器件的电流平衡因子最大;在高温工作区,当电子迁移率大于空穴迁移率时,若电子注入势垒大于空穴注入势垒,器件的电流平衡因子最大,而当电子迁移率小于空穴迁移率时,情况恰好相反;当电子迁移率等于空穴迁移率时,电子注入势垒和空穴注入势垒相等时器件的电流平衡因子最大.此外,器件的电流平衡因子随着器件工作温度的升高而逐渐增大.可对设计高性能有机发光器件提供一定的理论参考.     

1.7 MeV电子辐照对CdTe太阳电池电流传输特性影响的图谱分析

研究了1.7 MeV的电子辐照对具有Anti-radiation glass/ITO/ZnO/CdS/CdTe/ZnTe/ZnTe∶Cu/Ni结构的碲化镉多晶薄膜太阳电池器件性能的影响。 抗辐照玻璃的使用, 有效防止了普通玻璃受辐照后性能变化对测试结果的影响。 利用光、 暗I-V, C-V, QE, AS等测试手段, 分析了包括开路电压、 短路电流、 转换效率在内的电池性能。 通过对比研究暗电流密度、 分析了辐照对电池电流传输特性的影响。 辐照后短路电流下降很大, 电池效率明显降低。 反向饱和电流密度有所增加, 表明太阳电池的pn结特性受到损伤, 而二极管理想因子几乎不变, 说明太阳电池电流的输运机制未发生了变化。 量子效率曲线证明是由于太阳电池结区损伤影响了光生载流子的收集。 辐照使载流子浓度下降为原来的40.6%。 导纳谱研究最终发生辐照会引入Cd2+缺陷能级, 其位置为Et-Ev=(0.58±0.02)eV, 俘获截面为1.78×10-16 cm2, 表明辐照会影响光生载流子的产生, 增加了载流子复合的概率, 使得反向暗电流增大, 最终导致电池的短路电流衰减。     

1.7MeV电子辐照对CdTe太阳电池电流传输特性影响的图谱分析（英文）

研究了1.7 MeV的电子辐照对具有Anti-radiation glass/ITO/ZnO/CdS/CdTe/ZnTe/ZnTe:Cu/Ni结构的碲化镉多晶薄膜太阳电池器件性能的影响。抗辐照玻璃的使用,有效防止了普通玻璃受辐照后性能变化对测试结果的影响。利用光、暗I-V,C-V,QE,AS等测试手段,分析了包括开路电压、短路电流、转换效率在内的电池性能。通过对比研究暗电流密度、分析了辐照对电池电流传输特性的影响。辐照后短路电流下降很大,电池效率明显降低。反向饱和电流密度有所增加,表明太阳电池的pn结特性受到损伤,而二极管理想因子几乎不变,说明太阳电池电流的输运机制未发生了变化。量子效率曲线证明是由于太阳电池结区损伤影响了光生载流子的收集。辐照使载流子浓度下降为原来的40.6%。导纳谱研究最终发生辐照会引入Cd~(2+)缺陷能级,其位置为E_1—E_v=(0.58±0.02)eV,俘获截面为1.78×10~(-16)cm~2,表明辐照会影响光生载流子的产生,增加了载流子复合的概率,使得反向暗电流增大,最终导致电池的短路电流衰减。     

有机电致发光器件中载流子的输运和复合发光

以高场作用下载流子对三角势垒的FowlerNordheim隧穿理论为基础,建立了单层有机电致发光器件中载流子输运和复合发光模型,给出了薄膜中电子空穴对的解离和复合概率及电子和空穴的密度分布.计算并讨论了外加电压和注入势垒对器件电流和复合效率的影响. 关键词： 电致发光器件 载流子输运 载流子复合     

注入和输运对单层有机发光器件复合发光的影响

通过分析聚合物电致发光器件中载流子注入、输运、激子的解离与复合过程,提出了激子解离与复合的理论模型. 基于电流连续性方程和Poisson方程,给出了激子复合密度、电流密度及复合效率表达式.研究两电极与有机层之间在Ohmic和Fowler-Nordheim接触条件下载流子迁移率对器件中激子的复合密度及外加电压和注入势垒对器件电流和复合效率的影响.结果表明:1)在一个较宽的注入势垒和迁移率范围内,复合密度不是由两个注入电极的相对注入比决定而是由有机层电子和空穴迁移率之比所支配;2)固定阴极势垒,而阳极势垒由小变大时,器件电流由接触限制向空间电荷限制转变;3)复合效率随外电压升高先增加,当电压达一临界值时而陡降,存在一个最佳的注入势垒值.结果说明:电极与有机层的能带匹配及有机层间的迁移率匹配对器件复合发光有着极其重要的影响.其计算值与所报道的理论结果相符.     

铁电体中的反常光生伏打效应——固体中一种新的电荷输运机构

一、反常光生伏打效应 自七十年代开始,人们发现,均匀铁电晶体在均匀光照下出现稳态短路光生电流和开路光生电压的现象,这种现象称为反常光生伏打效应(APVE)或反常光生伽伐尼效应,也称为体光生伏打效应1). 半导体中的光生伏打效应一般包括丹倍效应和势垒型光伏效应.当波长合适的光照射到半导体样品上并被样品一定厚度的表面层吸收时,光生电子和空穴将向体内扩散.由于电子和空穴的扩散系数有差异,两种载流子向内部扩散的速率不同.在光持续照射的条件下,入射表面和与它相对的表面之间将形成一定的电动势,这就是丹倍效应.如果在半导体样品内…     

活性层厚度对体异质结聚合物太阳能电池性能的影响

制备了MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2′-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene])和PCBM (1-(3-mehyloxycarbonyl)propy1-phenyl[6,6]C₆₁)共混体系的聚合物太阳能电池。通过改变MEH-PPV∶PCBM(质量比为1∶4)混合溶液的浓度及旋涂时的转速来改变活性层的厚度,研究了器件性能随活性层厚度的变化。当旋涂速率小于4 000 r·min-1时随着厚度的减小,开路电压没有明显的变化,基本在0.8 V左右,但短路电流呈现单调上升的趋势,填充因子略有下降。当旋涂速率大于5 000 r·min-1时,开路电压和短路电流都开始下降。其中,开路电压从5 000 r·min-1时的0.78 V下降到8 000 r·min-1时的0.67 V,短路电流更是从5 000 r·min-1时的3.96 mA·cm-2下降到8 000 r·min-1 时的1.76 mA·cm-2。短路电流受光吸收和载流子传输两方面的共同影响,而活性层厚度的变化使得这两方面的影响产生相悖的效果。活性层越厚,光生激子数越多,但同时内建电场变弱,而且激子解离后得到的载流子传输到相应电极的距离越长,载流子被电极收集的概率减小。开路电压的降低则源于激子在MEH-PPV和PCBM与相应电极界面处解离比重的增加。     

空间电荷限制电流法测量共混体系中空穴的迁移率

载流子迁移率测量是有机半导体材料与器件研究中的重要内容之一.以聚噻吩为电子给体材料, C₆₀的衍生物为电子受体材料,制备了一种单电荷传输器件.用空间电荷限制电流法测出了不同溶剂形成的 活性层及不同温度热处理后器件中空穴的迁移率.结果表明:器件中电荷的传输J-V曲线符合Mott-Gurney方程, 不同溶剂形成活性层中空穴具有不同的迁移率,高沸点的溶剂1, 2-二氯苯形成的活性层具有较高的空穴迁移率, 热处理有利于器件中空穴迁移率的提高.同时还进一步分析了空穴迁移率变化的原因.     

卟啉基非金属纳米片用于可见光光催化制氢（英文）

本文基于密度泛函理论预测了一种用于可见光范围光催化制氢的新型二维非金属纳米材料,该材料可以由HTAP分子脱氢聚合得到,具有良好的结构稳定性,且带隙为2.12 eV,可以实现可见光区域的光捕获.材料的带边能级位置恰好包裹水的氧化还原电位,有利于实现全光解水.电子的迁移率略高于空穴的迁移率,有利于光生载流子的分离.光生电子可以提供足够的驱动力使得析氢反应自发进行.     

卟啉基非金属纳米片用于可见光光催化制氢

本文基于密度泛函理论预测了一种用于可见光范围光催化制氢的新型二维非金属纳米材料，该材料可以由HTAP分子脱氢聚合得到，具有良好的结构稳定性，且带隙为2.12 eV，可以实现可见光区域的光捕获. 材料的带边能级位置恰好包裹水的氧化还原电位，有利于实现全光解水. 电子的迁移率略高于空穴的迁移率，有利于光生载流子的分离. 光生电子可以提供足够的驱动力使得析氢反应自发进行.     

烷氧链链长对吐昔烯电荷传输性质的影响

吐昔烯衍生物的盘状液晶分子,在有机电子材料领域被用作光导材料和载流子传输材料。使用电子转移的Marcus模型,在B3LYP/6-31G**水平上研究了5个含三条烷氧链(n=1,3,5,8,10)的吐昔烯衍生物分子的电荷转移性质。计算表明,电荷转移矩阵元t是影响分子电荷转移的主要因素。5个分子中,随烷氧链长度(n)增大,空穴、电子传输重组能的变化范围分别为16~19 kJ/mol和26~ 30 kJ/mol。空穴传输矩阵元t+减小超过4倍,空穴传输载流子迁移率μ+减小超过3个数量级。电子传输矩阵元t-增大幅度不大,电子传输载流子迁移率μ-增大2倍,表明烷氧链增长不利于空穴传输,有利于电子传输。     

烷氧链链长对吐昔烯电荷传输性质的影响

吐昔烯衍生物的盘状液晶分子,在有机电子材料领域被用作光导材料和载流子传输材料。使用电子转移的Marcus模型,在B3LYP/6-31G**水平上研究了5个含三条烷氧链(n=1,3,5,8,10)的吐昔烯衍生物分子的电荷转移性质。计算表明,电荷转移矩阵元t是影响分子电荷转移的主要因素。5个分子中,随烷氧链长度(n)增大,空穴、电子传输重组能的变化范围分别为16~19 kJ/mol和26~ 30 kJ/mol。空穴传输矩阵元t+减小超过4倍,空穴传输载流子迁移率μ+减小超过3个数量级。电子传输矩阵元t-增大幅度不大,电子传输载流子迁移率μ-增大2倍,表明烷氧链增长不利于空穴传输,有利于电子传输。     

二维6H-SiC光学特性的应变调控

为了减小6H-SiC的带隙、提高对可见光的吸收效率和载流子迁移速率,采用第一性原理研究了应变对6H-SiC的能带结构、光学吸收系数、载流子迁移率以及光催化特性的影响。结果表明：应变能够降低6H-SiC的导带底,但对价带顶没有影响,导致带隙减小。随着应变的增加,吸收曲线向低能级方向移动,即发生红移,有利于可见光的吸收。施加应变后空穴的载流子迁移率提高,有利于载流子移动,且空穴的载流子迁移率是电子的2.5倍,有利于空穴和电子的分离。综合应变对带隙大小、带边位置的影响可知,应变在±2%、±4%时对可见光的吸收以及光催化制氢最有效。综上所述,应变能够对6H-SiC的光学吸收和光催化特性有很好的调控作用。     

低温生长砷化镓的超快光抽运-太赫兹探测光谱

本文采用光抽运-太赫兹探测技术系统研究了低温生长砷化镓(LT-GaAs)中光生载流子的超快动力学过程.光激发LT-GaAs薄层电导率峰值随抽运光强增加而增加,最后达到饱和,其饱和功率为54μJ/cm~2.当载流子浓度增大时,电子间的库仑相互作用将部分屏蔽缺陷对电子的俘获概率,从而导致LT-GaAs的快速载流子俘获时间随抽运光强增加而变长.光激发薄层电导率的色散关系可以用Cole-Cole Drude模型很好地拟合,结果表明LT-GaAs内部载流子的散射时间随抽运光强增加和延迟时间(产生光和抽运光)变长而增加,主要来源于电子-电子散射以及电子-杂质缺陷散射共同贡献,其中电子-杂质缺陷散射的强度与光激发薄层载流子浓度密切相关,并可由散射时间分布函数α来描述.通过对光激发载流子动力学、光激发薄层电导率以及迁移率变化的研究,我们提出适当增加缺陷浓度,可以进一步降低载流子迁移率和寿命,为研制和设计优良的THz发射器提供了实验依据.     

掺杂吡唑喹啉衍生物的聚乙烯基咔唑薄膜载流子传输性能的研究

对比研究了吡唑喹啉衍生物(PAQ5)的掺杂对聚N-乙烯基咔唑(PVK)聚合物薄膜载流子传输性能的影响.分析薄膜宏观的电流密度-电场关系发现:电场F在106~10~7 V·cm-1范围时,纯PVK薄膜中电流密度J∝F2.1,而在掺杂了PAQ5(4.8wt%)的PVK薄膜中J∝F2.9.掺杂薄膜导电能力的提高,除了有空穴从阳极注入PVK形成的空间电荷限制电流之外,也有PAQ5使电子从阴极注入和传输形成的传输电流.分析薄膜用飞行时间法测得的瞬态光电流谱可得:在1×105~2×10~5 V·cm-1的低场下,纯PVK薄膜中传导电流的主要是空穴载流子,其迁移率在7.6×10~(-5) cm~2·V~(-1)·s~(-1),而电子迁移的信息却很微弱,PAQ5掺杂浓度为2wt%的PVK薄膜载流子传输性能没有大的变化.在PAQ5掺杂浓度为5wt%的PVK薄膜中,空穴的迁移率为6.0×10-5 cm~2·V~(-1)·s~(-1),电子的迁移率为7.9×10-6cm~2·V~(-1)·s~(-1).掺入的PAQ5建立的电子传输通道使掺杂薄膜载流子的传输性能得到显著提高.     

调控空穴传输层的分子取向提高有机发光二极管性能EI北大核心CSCD

有机发光二极管(OLED)器件性能的提高一直是有机电致发光领域备受关注的研究课题之一,通过优化OLED器件中的载流子平衡是提高OLED器件性能的一个非常重要的手段。但是,调控空穴传输层或电子传输层中的分子取向,从而优化器件中的载流子平衡未被关注。本文通过对空穴传输层进行不同温度的退火处理来改变空穴传输层中的分子取向,研究分子取向对其空穴迁移率和OLED器件性能的影响。研究发现,退火温度的升高使得空穴传输层中具有垂直取向的分子的比例增加,促进了空穴迁移率的提高。当把具有不同分子取向的空穴传输层应用于OLED器件时,可以清楚地观察到载流子平衡因子对器件性能的影响。     

有机固体中载流子陷阱的表征

有机固体包括有机分子晶体、非晶态有机固体、有机高聚物等.在有机固体中保持单个分子的特性,如吸收光谱;分子间的范德瓦耳斯相互作用能比较小,即使是单晶体,也容易产生结构欠序和杂质、晶界等缺陷.这些缺陷使电子价带与导带间的禁区中出现局域能级,导带的载流子(电子)或价带的载流子(空穴)会被局域于这些杂质或缺陷的附近,出现电荷存储现象,影响稳态和瞬态电导下的载流子输运,导致暗导的非欧姆性、载流子迁移率的下降、光导衰减时间大于光激发载流子的寿命等.多年来,这些一直被固体的电导和光导研究者所重视[1-6],并称这些局域能级为陷阱.…     

调控空穴传输层的分子取向提高有机发光二极管性能

有机发光二极管(OLED)器件性能的提高一直是有机电致发光领域备受关注的研究课题之一,通过优化OLED器件中的载流子平衡是提高OLED器件性能的一个非常重要的手段。但是,调控空穴传输层或电子传输层中的分子取向,从而优化器件中的载流子平衡未被关注。本文通过对空穴传输层进行不同温度的退火处理来改变空穴传输层中的分子取向,研究分子取向对其空穴迁移率和OLED器件性能的影响。研究发现,退火温度的升高使得空穴传输层中具有垂直取向的分子的比例增加,促进了空穴迁移率的提高。当把具有不同分子取向的空穴传输层应用于OLED器件时,可以清楚地观察到载流子平衡因子对器件性能的影响。     

迁移率对单层有机发光器件中复合率分布的影响

以载流子运动的扩散-漂移理论为基础,利用数值方法研究了有机发光层中双极载流子注入时的电势、电场、载流子浓度和复合率分布.结果表明:当两种载流子的迁移率相同实现平衡注入,并且当空穴和电子的复合为Langevin型时,复合率的分布曲线相当理想,参与复合的空穴和电子总量远大于其他情况,由此器件的发光性能也得到更大的优化.     

Q有机聚合物材料中光生载流子传输的跳跃输运

本文描述了跳跃模型在有机聚合物光折变材料中空间电荷场理论上的应用.在Feinberg针对无机光折变晶体提出的电荷传输过程模型-跳跃模型(Hopping Model)基础上,根据有机聚合物光折变材料的特点,考虑了光生载流子产生过程中的电子空穴对的复合过程(对复合和双分子复合过程)和激发光场的频率(即激发光子的能量)对光生载流子产生的影响,给出了有机聚合物材料中光生载流子产生的量子效率和光生载流子的分布密度及其跳跃率的新表示,完成外加调制光场和静电场同时作用下有机聚合物材料中光生载流子传输的跳跃方程,得到空间电荷场建立的动态过程和稳态时的解析表达式及其数值计算结果.