描述光伏效应的新解析模型

 对陆启生等人提出的描述光伏效应的解析模型涉及的边界条件进行了讨论，提出了一个适用性更宽的解析模型。通过对新模型、陆的模型以及另一个解析模型的比较，对前两个模型能够描述光伏型光电探测器在强光辐照时的信号饱和效应的原因进行了解释。     

纳米TiO2的光生电荷迁移特性研究

利用场诱导光电压谱(简称FISPS)和瞬态光伏(简称TPV)技术研究了TiO₂的光生电荷的产生和传输机制.发现光生电荷在体块TiO₂上的迁移机制不同于在纳米TiO₂上的迁移机制，也不同于在结界面空间电荷区的迁移机制. 400 ℃处理的TiO₂颗粒表面具有大量的表面态，光生电荷被表面态捕获-释放机制控制着光伏行为的过程是慢过程. 800 ℃处理的TiO₂已经形成了完整的能带结构，光伏响应除了表现带-带跃迁外,还有一个在带边的自由激子带，光生电荷被表面自建场驱动进行传递的过程是快过程. 600 ℃处理的TiO₂混晶由锐钛矿型和金红石型两种构型组成，在两相之间存在着较低势垒的结界面．它的光伏响应受控于两种机制 ：光生电荷在两相间结界面空间电荷区的传输和在表面自建场驱动下的传输.当激发光强较小时，界面空间电荷区的光生电子由于积累的浓度较小而不能隧穿过结界面，这种场助隧穿只有在外场作用下才能发生.     

过渡金属复合氧化物电子组态与表面光伏响应的关系（Ⅰ）：M…

利用表面光电压谱及场诱导表面光电压谱研究了部分过渡金属复合氧化物的电子组态与其光伏响应的关系，结果表明，在过渡金属Ｍ（Ｍ＝Ｃｕ，Ｃｏ，Ｎｉ）铁酸盐系列样品中，开壳层的Ｃｕ和Ｃｏ的电荷转移跃迁具有双激发态的成分，其中含有较强的低能电子跃迁；与它们相比，闭壳层的Ｎｉ和铁酸盐的ＣＴ跃迁则需要较大的能量。     

聚苯胺-富勒烯复合膜的光电响应

通过溶液共混方法制备了聚苯胺（PANI）-富勒烯复合膜, 并用IR、XRD、UV-Vis等技术对其进行表征.红外光谱表明聚苯胺与C60之间存在相互作用且表现为掺杂态聚苯胺红外谱图样.X射线衍射表明复合体材料的结晶性能增强.光致发光谱表明聚苯胺与C60分子之间存在有效光诱导电荷分离现象.光电响应实验表明复合体薄膜的光吸收增强, 光电流增大, 说明聚苯胺-富勒烯复合膜受光照射后发生了光诱导电荷分离现象, C60掺杂聚苯胺有助于改善光伏特性.     

四氟苯基宽带隙聚合物给体光伏材料的研究

设计并通过Stille缩聚方法合成了一种基于四氟苯和4,8-双(5-(2-乙基己基)噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩单元的推拉电子型宽带隙聚合物(PBDT4F)作为聚合物太阳能电池的给体材料。用核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析、紫外-可见吸收光谱和循环伏安法等对其进行了表征。结果表明:PBDT4F对400～600 nm短波长光具有强吸收能力,并且具有低的最高占有轨道(HOMO)能级和适合的最低未占有轨道(LUMO)能级。基于PBDT4F为给体、有机小分子(5Z,5’Z)-5,5’-((7,7’-(4,4,9,9-四辛基-4,9-二氢-s-茚并[1,2-b:5,6-b’]二噻吩-2,7-二基)双(苯并[c][1,2,5]噻二唑-7,4-二基)双(亚甲叉))双(3-乙基-2-硫代-4-噻唑烷二酮)(O-IDTBR)为受体的共混活性层的光伏器件取得了0.986 V的开路电压和2.58%的光电转化效率。     

薄膜生长速率对有机光伏器件性能的影响

采用真空热蒸发镀膜的方法制备了酞菁铜(CuPc)和富勒烯(C60)构成的平面异质结结构光伏器件,并初步研究了CuPc薄膜生长速率对器件光伏性能的影响,我们发现以较大薄膜生长速率制备的器件表现出较大的短路电流和能量转换效率。X射线衍射和原子力显微镜观察的结果表明生长速率较大的CuPc薄膜结晶相含量较少,薄膜结构较均匀、致密、平整,这可能使得CuPc薄膜激子扩散和载流子迁移特性得到提高,也可能改善其与C60受主薄膜和ITO阳极的接触,并有利于载流子的分离和收集,从而表现出较好的光伏特性。