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掺杂在有机场效应晶体管中的应用进展

应用化学 2019年第9期36卷 977-995页

作者：邱禹铭江以航鲁广昊西安交通大学前沿科学技术研究院

有机场效应晶体管(OFETs)作为一种新型的电子器件,以其柔性、可大规模简单制备等优势获得了广泛的关注。但是,OFETs面临着器件性能不足、调控手段复杂等问题。人们尝试使用掺杂对这些问题加以解决。本文结合本课题组的相关工作,对掺杂... 详细信息

有机场效应晶体管(OFETs)作为一种新型的电子器件,以其柔性、可大规模简单制备等优势获得了广泛的关注。但是,OFETs面临着器件性能不足、调控手段复杂等问题。人们尝试使用掺杂对这些问题加以解决。本文结合本课题组的相关工作,对掺杂技术在OFETs上的应用进行归纳、总结和展望。

关键词：有机场效应晶体管有机半导体掺杂活性氧

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聚合物太阳能电池研究进展

科学通报 2006年第21期51卷 2457-2468页

作者：黎立桂鲁广昊杨小牛周恩乐中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室

指出了聚合物太阳能电池的光电响应方式与传统无机太阳能电池的差别,描述了聚合物太阳能电池的工作原理、器件结构和光电效应的产生过程,强调了当前广泛使用的体相异质结器件结构的突出优点,分析了目前制约电池效率和稳定性提高的主要因... 详细信息

指出了聚合物太阳能电池的光电响应方式与传统无机太阳能电池的差别,描述了聚合物太阳能电池的工作原理、器件结构和光电效应的产生过程,强调了当前广泛使用的体相异质结器件结构的突出优点,分析了目前制约电池效率和稳定性提高的主要因素,特别就光敏层薄膜形貌对器件性能的影响进行了深入的探讨.并提出了提高聚合物太阳能电池效率的途径以及延长电池寿命的方法,为今后聚合物太阳能电池的发展指明了研究方向.

关键词：聚合物太阳能电池体相异质结光电功能薄膜形貌调控高分子薄膜

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高分子光伏薄膜亚层吸收光谱及应用

高分子光伏薄膜亚层吸收光谱及应用

第五届新型太阳能电池学术研讨会

作者：鲁广昊西安交通大学前沿科学技术研究院

基于给受体体相异质结的有机聚合物光伏薄膜在薄膜的垂直方向不同位置处往往具有不同的光学吸收特性。聚合物的光学吸收峰位和强度跟很多因素有关:1)聚合物分子比较长,可以看成由不同的分子链段组成的,不同的链段之间的HOMO与LUMO能级各... 详细信息

基于给受体体相异质结的有机聚合物光伏薄膜在薄膜的垂直方向不同位置处往往具有不同的光学吸收特性。聚合物的光学吸收峰位和强度跟很多因素有关:1)聚合物分子比较长,可以看成由不同的分子链段组成的,不同的链段之间的HOMO与LUMO能级各异,从而导致薄膜能隙的分散性;2)聚合物分子量具有多分散性;3)结晶聚合物一般是半结晶性的,薄膜中同时存在非晶相和结晶相,其各自的分子构象差别较大,对应的光学吸收特性也有明显差异;4)薄膜中分子取向在薄膜表面和内部有所不同;5),给受体两种组分由于化学不相容性而存在垂直相分离。上述多种原因表明,在聚合物半导体薄膜材料中,薄膜的光学吸收特性在薄膜内部不同的深度是各不相同的[1,2],这种不均匀分布对器件性能有着很大的影响。紫外可见光吸收光谱是一种非常常用的分析技术,被广泛应用在化学化工、医药、环境、检验检疫等领域。在聚合物太阳能电池领域,紫外可见吸收光谱常常用来表征太阳能电池对太阳光响应,它虽然是成本较低的测试技术,却能够提供关于薄膜微结构和组成的间接证据。在这个背景下,我们采用连续等离子体刻蚀[1,2],并原位测试材料的光学吸收光谱。采用连续Beer-Lambert定律和适当的光学模型,实现薄膜的深度分辨光吸收光谱,从而为薄膜结构分析、光-物质相互作用、光电器件性能优化等提供支持。例如图1所示(参考文献2),高分子薄膜在不同深度位置处的吸收光谱对器件的光电场分布有重要影响[2].

关键词：亚层光谱垂直相分离有机太阳能电池聚合物半导体

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聚合物薄膜亚层吸收光谱及仪器

聚合物薄膜亚层吸收光谱及仪器

中国化学会·第十六届全国应用化学年会

作者：鲁广昊西安交通大学前沿科学技术研究院

有机聚合物薄膜在薄膜的垂直方向不同位置处往往具有不同的光学吸收特性。聚合物的光学吸收峰位和强度跟很多因素有关:1)聚合物分子比较长,可以看成由不同的分子链段组成的,不同的链段之间的HOMO与LUMO能级各异,从而导致薄膜能隙的分散... 详细信息

有机聚合物薄膜在薄膜的垂直方向不同位置处往往具有不同的光学吸收特性。聚合物的光学吸收峰位和强度跟很多因素有关:1)聚合物分子比较长,可以看成由不同的分子链段组成的,不同的链段之间的HOMO与LUMO能级各异,从而导致薄膜能隙的分散性;2)聚合物分子量具有多分散性;3)结晶聚合物一般是半结晶性的,薄膜中同时存在非晶相和结晶相,其各自的分子构象差别较大,对应的光学吸收特性也有明显差异;4)薄膜中分子取向在薄膜表面和内部有所不同;5)两种或多种组分由于化学不相容性而存在垂直相分离。上述多种原因表明,在聚合物半导体薄膜材料中,薄膜的光学吸收特性在薄膜内部不同的深度是各不相同的[1,2],这种不均匀分布对器件性能有着很大的影响。紫外可见光吸收光谱是一种非常常用的分析技术,被广泛应用在化学化工、医药、环境、检验检疫等领域。例如在聚合物太阳能电池领域,紫外可见吸收光谱常常用来表征太阳能电池对太阳光响应,它虽然是成本较低的测试技术,却能够提供关于薄膜微结构和组成的间接证据。在这个背景下,我们采用连续等离子体刻蚀[1,2],并原位测试材料的光学吸收光谱。采用连续Beer-Lambert定律和适当的光学模型,实现薄膜的深度分辨光吸收光谱,从而为薄膜结构分析、光-物质相互作用、光电器件性能优化等提供支持。高分子薄膜在不同深度位置处的吸收光谱对器件的光电场分布有重要影响[2,3].

关键词：紫外可见吸收光谱聚合物薄膜相分离半导体器件

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高分子半导体复合薄膜垂直相分离分析新技术

高分子半导体复合薄膜垂直相分离分析新技术

2014年全国高分子材料科学与工程研讨会

作者：鲁广昊西安交通大学前沿科学技术研究院

＜正＞高分子复合薄膜材料在高分子场效应晶体管、太阳能电池和热电器件领域有着广泛的应用前景。然而,由于不同组分间的化学不相容性,或者由于聚合物和衬底的相互作用,薄膜中沿着厚度方向的垂直相分离是非常普遍的现象。垂直相分离往... 详细信息

＜正＞高分子复合薄膜材料在高分子场效应晶体管、太阳能电池和热电器件领域有着广泛的应用前景。然而,由于不同组分间的化学不相容性,或者由于聚合物和衬底的相互作用,薄膜中沿着厚度方向的垂直相分离是非常普遍的现象。垂直相分离往往形成层状结构,对电子器件的性能产生非常大的影响,是该领域研究的重点。尽管如此,目前聚合物薄膜垂直相分离的分析表征技术要么耗时太长,要么很昂贵。

关键词： thin film semiconducting polymer field-effect-transistor polymer blends

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高分子薄膜断层光谱及断层光学和电荷输运

高分子薄膜断层光谱及断层光学和电荷输运

第十九届中国科协年会——分8高性能高分子材料——从基础到应用学术研讨会

作者：鲁广昊卜腊菊西安交通大学前沿科学技术研究院西安交通大学理学院

高分子薄膜的光谱分析和形态结构分析一直是高分子物理研究的关键分析技术。沿着薄膜厚度方向不同位置处的吸收光谱直接和带隙、电子局域态能量分布、结晶度、分子取向等因素有关。因此从实验上获得薄膜亚层的光学和形态信息将有利于开... 详细信息

高分子薄膜的光谱分析和形态结构分析一直是高分子物理研究的关键分析技术。沿着薄膜厚度方向不同位置处的吸收光谱直接和带隙、电子局域态能量分布、结晶度、分子取向等因素有关。因此从实验上获得薄膜亚层的光学和形态信息将有利于开发高性能薄膜和新型器件。另外,虽然基于连续样品倾转可以获得无定形或者半结晶高分子薄材料的三维透射电镜显微图,然而昂贵的连续倾转电镜设备限制了此类探测手段的大范围应用。为此,本工作开发了一种廉价而易用的基于低气压放电等离子体刻蚀技术,通过求解连续Beer-Lambert方程成功获得了材料不同深度位置处的吸收光谱。通过进一步将该刻蚀方法应用于薄膜的电镜分析,他们得到了具有纳米分辨率的三维电镜显微图。利用吸收光谱获得导带和价带能级的分布,可以用于分析场效应晶体管中的电荷分布。

关键词：高分子化学与物理高分子薄膜物理亚层吸收光谱场效应晶体管

聚合物分散液晶薄膜的极化特性及其对电光性能的影响

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物理学报 2023年第17期72卷 320-327页

作者：陈昊鹏聂永杰李国倡魏艳慧胡昊鲁广昊李盛涛朱远惟西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 西安交通大学前沿科学技术研究院西安710054 云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217 青岛科技大学自动化与电子工程学院青岛266000

液晶含量和外加电场类型是影响聚合物分散液晶薄膜电光性能的重要因素,而对薄膜微观形貌的分析并不能直接反映电光性能的变化机理.因此本文以液晶材料E7和光聚物NOA65共混制备的聚合物分散液晶薄膜作为研究对象,通过对其极化特性的研究... 详细信息

液晶含量和外加电场类型是影响聚合物分散液晶薄膜电光性能的重要因素,而对薄膜微观形貌的分析并不能直接反映电光性能的变化机理.因此本文以液晶材料E7和光聚物NOA65共混制备的聚合物分散液晶薄膜作为研究对象,通过对其极化特性的研究,揭示了在不同液晶含量和不同类型电场下极化过程对薄膜电光性能的调控规律和微观机制.结果表明,在10^(-1)—10^(6)Hz频率范围内,薄膜在低频、中频和高频存在3个松弛极化过程,分别为热离子极化、界面极化和转向极化.通过Arrhenius公式拟合计算了各极化过程的活化能,发现随着液晶含量的增大,转向极化的活化能从0.88 eV下降至0.83 eV,导致液晶分子转向的阈值场强和饱和场强降低.相比于交流电场,直流电场下热离子极化形成内建电场,导致阈值场强和饱和场强大幅增大,而极化弛豫时间的延长会导致响应时间的延长.此项研究对进一步分析和提升聚合物分散液晶薄膜的电光性能具有指导意义.

关键词：介电松弛电光性能极化弛豫时间

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有机聚合物和钙钛矿薄膜相变的时空特性：何时何处何组分发生何种相变？多光谱联用方法和仪器

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有机聚合物和钙钛矿薄膜相变的时空特性：何时何处何组分发生何种...

第四届全国太阳能电池材料与器件大会

作者：周昭卜腊菊鲁广昊西安交通大学前沿科学技术研究院西安交通大学化学学院

有机聚合物或者钙钛矿光电薄膜在薄膜的垂直方向不同位置处往往具有不同的光学和电学特性。材料的光学特性和强度跟很多因素有关,以聚合物为例:1)聚合物分子比较长,可以看成由不同的分子链段组成的,不同的链段之间的HOMO与LUMO能级各异... 详细信息

有机聚合物或者钙钛矿光电薄膜在薄膜的垂直方向不同位置处往往具有不同的光学和电学特性。材料的光学特性和强度跟很多因素有关,以聚合物为例:1)聚合物分子比较长,可以看成由不同的分子链段组成的,不同的链段之间的HOMO与LUMO能级各异,从而导致薄膜能隙的分散性;2)聚合物分子量具有多分散性;3)结晶聚合物一般是半结晶性的,薄膜中同时存在非晶相和结晶相,其各自的分子构象差别较大,对应的光学吸收特性也有明显差异;4)薄膜中分子取向在薄膜表面和内部有所不同;5)两种或多种组分由于化学不相容性而存在垂直相分离。上述多种原因表明,在半导体薄膜材料中,薄膜的光学特性在薄膜内部不同的深度是各不相同的,这种不均匀分布对器件性能有着很大的影响。而这些相在成膜过程中在不同的时间段具有不同的相变动力学。因此有机聚合物和钙钛矿薄膜相变的时空特性获得了人们的普遍关注,即:何时何处何组分发生何种相变?在这个背景下,我们采用多光谱联用技术,包括空间断层分辨光谱和时间分辨光谱,致力于研究薄膜相变动力学的时间和空间特性,为建立相变和性能之间的联系添砖加瓦[1,2,3].

关键词：紫外可见吸收光谱聚合物薄膜相分离半导体器件

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利用结晶实现塑基光伏电池形态的控制

利用结晶实现塑基光伏电池形态的控制

中国化学会第二十五届学术年会

作者：杨小牛鲁广昊黎立桂中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室

The Plastic photovoltaic cell is attracting more and more attentions from both academic and industrial communities because of its inexpensive production cost by using solution-based technology, flexib

关键词：塑基光伏电池形态调控聚合物结晶