SMDPPEH薄膜热退火过程中微结构变化的原位实时表征

发布时间：2017-05-26 23:00

  本文关键词：SMDPPEH薄膜热退火过程中微结构变化的原位实时表征，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着有机太阳能电池的不断发展,新型的有机半导体材料也不断地涌现,相比于聚合物有机半导体材料,可溶性的有机小分子半导体材料由于具有分子量和分子结构固定、易提纯和很好的批次重复性等优点,在有机太阳能电池中得到很大的重视。其中一种以DPP为核联齐聚噻吩的衍生物—SMDPPEH,由于其分子结构具有很好的平面性,以及良好的载流子迁移率高和在可见光区吸收覆盖范围宽等特点,已成为一类具有研究前景的有机半导体材料。对于有机半导体薄膜来说,热退火处理是一种提高有机太阳能电池能量转化效率的有效方法。本文主要研究了SMDPPEH薄膜和SMDPPEH/PCBM共混薄膜在原位热退火过程中的微结构变化。通过原位热退火的紫外-吸收光谱表明,SMDPPEH在100℃及以上热退火时可见区最大吸收峰发生蓝移且吸收强度降低。掠入射X射线衍射结果表明SMDPPEH薄膜在100℃左右退火时有相变产生,并且随热退火温度的升高,SMDPPEH薄膜和SMDPPEH/PCBM共混薄膜的结晶度都在增大,但SMDPPEH分子链的取向性却变差了。通过SMDPPEH在100℃热退火时的相变可明显提高薄膜的结晶度,这是基于SMDPPEH/PCBM体异质结太阳能电池在100℃热退火处理后会明显提高能量转化效率的重要原因。但是当退火温度升高到一定温度时,SMDPPEH/PCBM共混薄膜却发生了大尺寸的相分离。本文同时还对SMDPPEH薄膜熔融再结晶过程中的结晶形态进行了研究,并发现三种不同立体异构体结构的SMDPPEH的结晶形态与在薄膜中结晶的先后顺序也有所不同。
【关键词】：SMDPPEH薄膜 SMDPPEH/PCBM共混薄膜 相转变 热退火 熔融再结晶
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-23
• 1.1 引言7-8
• 1.2 有机太阳能电池简介8-10
• 1.3 有机太阳能电池材料10-13
• 1.3.1 聚合物给体材料11-12
• 1.3.2 有机小分子给体材料12-13
• 1.4 双吡咯烷酮为核联齐聚噻吩的衍生物SMDPPEH简介13-21
• 1.4.1 双吡咯烷酮（DPP）结构单元13-14
• 1.4.2 双吡咯烷酮（DPP）—齐聚噻吩(OT)结构单元14-16
• 1.4.3 双吡咯烷酮为核联齐聚噻吩衍生物SMDPPEH16-18
• 1.4.4 基于双吡咯烷酮为核联齐聚噻吩衍生物SMDPPEH的有机太阳能电池的发展概况18-21
• 1.5 本课题研究内容和意义21-23
• 1.5.1 本课题研究内容21-22
• 1.5.2 本课题的研究意义22-23
• 第二章 SMDPPEH薄膜热退火过程中微结构变化的表征23-38
• 2.1 引言23
• 2.2 实验部分23-26
• 2.2.1 主要原料23
• 2.2.2 主要实验设备23-24
• 2.2.3 薄膜样品的制备24
• 2.2.4 薄膜样品的旋涂和离位热退火处理24-25
• 2.2.5 薄膜样品的测试25-26
• 2.3 结果与讨论26-36
• 2.3.1 薄膜样品热退火微结构变化的紫外-吸收光谱表征26-28
• 2.3.2 薄膜样品热退火微结构变化的二维掠入射X射线衍射表征28-31
• 2.3.3 薄膜样品热退火微结构变化的一维面外掠入射X射线衍射表征31-34
• 2.3.4 薄膜样品热退火表面形貌变化的原子力显微镜表征34-36
• 2.4 本章小结36-38
• 第三章 SMDPPEH/PCBM共混薄膜热退火过程中微结构变化的实时表征38-47
• 3.1 引言38
• 3.2 实验部分38-39
• 3.2.1 主要原料38-39
• 3.2.2 主要实验设备39
• 3.2.3 共混薄膜样品的制备39
• 3.2.4 共混薄膜样品的旋涂和离位热退火处理39
• 3.2.5 共混薄膜样品的测试39
• 3.3 结果与讨论39-45
• 3.3.1 共混薄膜样品热退火微结构变化的紫外-吸收光谱表征39-41
• 3.3.2 共混薄膜样品不同热退火处理后的二维掠入射X射线衍射表征41-42
• 3.3.3 共混薄膜样品不同热退火温度处理后的一维掠入射 X 射线衍射表征42-43
• 3.3.4 共混薄膜热退火表面形貌变化的原子力显微镜表征43-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 SMDPPEH薄膜熔融再结晶过程中的实时表征47-58
• 4.1 引言47-48
• 4.2 实验部分48-49
• 4.2.1 主要原料48
• 4.2.2 主要实验设备48
• 4.2.3 薄膜样品的制备48-49
• 4.2.4 薄膜样品的测试49
• 4.3 结果与讨论49-57
• 4.3.1 薄膜样品的掠入射X射线衍射测试49-53
• 4.3.2 薄膜样品的偏光显微镜表征53-56
• 4.3.3 薄膜样品的紫外-吸收光谱测试56-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 结论58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-66
• 作者简介66
• 攻读硕士学位期间研究成果66

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  本文关键词：SMDPPEH薄膜热退火过程中微结构变化的原位实时表征，，由笔耕文化传播整理发布。

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