三联吡啶衍生物复合硫化物光电材料的制备及性质研究

发布时间：2018-01-01 16:20

  本文关键词：三联吡啶衍生物复合硫化物光电材料的制备及性质研究　出处：《郑州大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 三联吡啶衍生物 自组装微纳米球 锌掺杂 Cu_9S_5

【摘要】：有机-无机复合光伏纳米材料是一种以有机共轭化合物作为电子给体、无机半导体纳米晶作为电子受体的新型异质结太阳能电池材料。我们围绕“在分子水平上构筑?桥接型?有机-无机界面,探讨电荷载流子的界面分离和输运机制,改善复合材料的光电子特性”开展了一系列研究工作。通过双硫端基配合物Zn(S)2L与金属硫化物复合,成功构筑Zn←S→Zn单元作为π桥,有效解决有机/无机界面失配问题,改善了光生电子从有机物到无机物的有效转移并做出合理解释,这对深度理解界面对光生载流子的分离和输运机制具有重要意义。相关工作主要内容如下:1.利用一种新型的Zn(S)2L配合物(L=4′-(4-(3-(N-己基咔唑基)乙烯基)苯基)-2,2′:6′,2?-三联吡啶)作为表面稳定剂,制备出Zn(S)2L配合物包覆的ZnS纳米晶自组装微球。因为Zn(S)2L配合物的端基硫原子(S1-价态)强的二次配位能力和强的π键特性,Zn(S)2L配合物可以通过同源的Zn←S→Zn单元界面与ZnS纳米晶体结合在一起,同时,Zn←S→Zn单元作为π-共轭的桥有利于光生电子从Zn(S)2L配合物向ZnS纳米晶转移。我们利用FT-IR光谱、拉曼光谱、XPS光谱、Uv-vis吸收光谱、TPV、太阳能电池性能等测试手段,探究了ZnS/Zn(S)2L无机-有机复合体的独特光电特性,发现光生电荷载流子的寿命从8×10-8s提高到4×10-5s,量子效率(QE)高达69%,且在有机/无机太阳能电池器件中应用时,ZnS/Zn(S)2L复合体可以将太阳能电池器件性能提高约30%。2.利用简单的化学共沉淀法制备了Cu_9S_5纳米线及锌掺杂的Cu_9S_5纳米线,并通过调节ZnCl2的加入量调节Cu_9S_5纳米线中锌离子的掺杂量,进而调节Cu_9S_5纳米线的带隙宽度,优化Cu_9S_5纳米线的光电性能,提高材料的光电利用率,并利用XRD、SEM、EDX、TPV等测试手段对产品进行一系列表征。另外,我们采用与合成ZnS/Zn(S)2L复合体相同的方法,利用Zn(S)2L双硫端基配体(L=4′-(4-(3-(N-己基咔唑基)乙烯基)苯基)-2,2′:6′,2?-三联吡啶)作为表面稳定剂,与锌掺杂的Cu_9S_5纳米线复合制备有机配合物包覆的光电纳米材料,优化其光电性能,有效提高了光生载流子寿命。
[Abstract]:Organic inorganic composite photovoltaic nano materials is a kind of organic conjugated compounds as electron donor, inorganic semiconductor nanocrystals as a novel heterogeneous electron acceptor junction solar cell materials. We focus on the "building at the molecular level? Bridging? Organic-inorganic interface, the interface of the charge separation and transport mechanism, improve the optoelectronic the characteristics of composite carried out a series of research work. Through the double terminal sulfur complexes Zn (S) 2L and metal sulfide compound, Zn - S Zn, the successful construction unit as a bridge, effectively solve the organic / inorganic interface mismatch problem, improve the effective transfer of photogenerated electrons from organic to inorganic and make a reasonable explanation, the interface plays an important role in the transport mechanism and the separation of photogenerated carriers to understand depth. The main contents are as follows: 1. related work using a new type of Zn (S) 2L complexes (L=4 鈥，

本文编号：1365262