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TiO2表面氧空位对Rup2P/TiO2/ITO薄膜电极光致电荷转移的影响

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物理化学学报 2012年第4期28卷 850-856页

作者：程辉董江舟巢晖姚江宏曹亚安南开大学物理科学学院天津300071 南开大学泰达应用物理学院弱光非线性光子学教育部重点实验室天津300457 中山大学化学与化学工程学院广州510275

采用改性的TiCl4水解法制备出三种不同表面性质的TiO2-X(X=5,10,20,X表示加入NaOH的浓度,单位为mo·lL-1)样品.利用(1,10-邻菲咯啉)2-2-(2-吡啶基)苯咪唑钌混配配合物(Rup2P)作为敏化剂,制备出Rup2P/TiO2-5/ITO(铟锡金属氧化物)、Rup2P/TiO2-10/ITO和Rup2P/TiO2-20/ITO表面敏化薄膜电极.测试结果表明三种薄膜电极的光电转换效率Rup2P/TiO2-10/ITO最高,Rup2P/TiO2-20/ITO次之,Rup2P/TiO2-5/ITO最低.利用吸收光谱、表面光电压(SP)谱、荧光光谱和表面光电流作用谱等分析了Rup2P和三种TiO2的能带结构和表面性质;利用光致循环伏安和表面光电流作用谱研究了三种Rup2P/TiO2-X/ITO薄膜电极的光致界面电荷转移过程.结果表明,在光致界面电荷转移过程中,TiO2层表面氧空位对Rup2P/TiO2-X/ITO薄膜电极光致电荷转移产生重要影响.并进一步讨论了Rup2P/TiO2-X/ITO薄膜电极的光电流产生机理.

关键词： Rup2P TiO2 表面敏化 Rup2P/TiO2-X/ITO 光致电荷转移

表面敏化TiO_2基复合薄膜的能带结构与光致电荷转移的研究

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化学学报 2011年第23期69卷 2781-2786页

作者：董江舟赵峻岩巢晖曹亚安南开大学物理学院天津300071 中山大学化学与化学工程学院广州510275

采用离子束溅射方法制备出TiO2/ITO,Zr4+掺杂的TiO2(TiO2-Zr)/ITO和ZrO2/TiO2/ITO复合薄膜.利用表面敏化方法制备出(1,10-邻菲咯啉)2(3,4,5-三氟苯基)咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉钌混配配合物[Rup2O](p=1,10-邻菲咯啉,O=(3,4,5-三氟苯基)咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉)/TiO2/ITO,Rup2O/TiO2-Zr/ITO和Rup2O/ZrO2/TiO2/ITO表面敏化TiO2基复合薄膜.表面光电压谱(SPS)表明,表面敏化TiO2基复合薄膜在400～600和350 nm产生的SPS响应峰的峰高比与TiO2基复合薄膜的结构密切相关.利用电场诱导表面光电压谱(EFISPS)确定了复合薄膜的能带结构,其结果分析表明,400～600 nm的SPS响应峰主要源于Rup2O分子的中心离子Ru 4d能级到配体邻菲咯啉π1*和配体咪唑并邻菲咯啉π2*跃迁;TiO2禁带内Zr4+掺杂能级的存在减小了光生载流子的复合,增加导带光生电子的数量;ZrO2/TiO2异质结构的存在有利于光生电子向ITO表面的转移,从而导致400～600 nm和350 nm SPS响应峰的峰高比的增加,意味着光致电荷转移效率的提高.

关键词： Rup2O 表面敏化 TiO2-Zr/ITO ZrO2/TiO2/ITO 光致电荷转移

苝酰亚胺多连分子的设计合成、单晶结构和光致电荷转移性质研究

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苝酰亚胺多连分子的设计合成、单晶结构和光致电荷转移性质研究

作者：龙昊华南理工大学

学位级别：硕士

有机小分子光电材料结构-性质的研究是提升其性能的重要一环,分子的设计合成、结构调控和光电性质是结构-性质研究的重点。作为一种重要的有机小分子材料,苝酰亚胺有着特殊的修饰位点、由大π平面引发的可调控的堆积结构和良好的光电性... 详细信息

有机小分子光电材料结构-性质的研究是提升其性能的重要一环,分子的设计合成、结构调控和光电性质是结构-性质研究的重点。作为一种重要的有机小分子材料,苝酰亚胺有着特殊的修饰位点、由大π平面引发的可调控的堆积结构和良好的光电性能。本论文基于苝酰亚胺分子的这些特点,设计合成了一系列苝酰亚胺多连分子,深入研究了这一体系由分子结构调控的单晶堆积结构和光致电荷转移性质。在论文的第二章,通过不对称合成方法合成了不同取代基的苝酰亚胺类单体分子和三苯胺单体分子,并基于单体设计合成了不对称的二连和三连苝酰亚胺类分子以及对称的苝酰亚胺类三连分子,有助于进一步扩展苝酰亚胺类分子体系。在论文的第三章,培养了四个不对称苝酰亚胺类三连分子单晶和六个对称苝酰亚胺类分子单晶,解析了晶体中的分子堆积结构,研究了通过分子结构调控堆积结构的规律。在不对称三连分子中,平面苝酰亚胺之间通过π-π相互作用以接近M聚集的角度堆积,通过取代基的改变有助于调节分子间的相互作用从而调控聚集;在对称三连分子中通过取代基的变化可以调节堆积作用力来调控苝酰亚胺堆积的连续性以及打断苝酰亚胺之间的堆积,有助于加深对分子结构与堆积结构关系的认识。在论文的第四章,通过稳态光谱和瞬态光谱研究了不对称三连分子和二连分子的光致电荷转移行为,利用光谱、电化学以及分子结构数据计算了电荷转移驱动力,将电荷转移驱动力和电子耦合结合,研究了光致电荷转移行为的来源以及影响因素。通过D～A1-A2的分子能级设计和调节竞争性的光致电荷转移过程(D～A1、A1-A2)延长了电荷转移态的寿命;借助苝酰亚胺节点的性质扩展了不对称三连分子电荷转移体系,预测了电荷转移行为;改变二连分子中基团的空间位置,从而使二连分子在电荷转移驱动力和电子耦合的共同作用下产生了电荷转移速率的差异。这不仅有助于加深对电荷转移影响因素的认识,也有助于进一步提升有机光电材料的性能。

关键词：苝酰亚胺多连分子单晶结构光致电荷转移

酞菁铜与Q-CdS超微粒子界面的光致电荷转移研究

同方学位论文库评论

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物理化学学报 1996年第2期12卷 177-180页

作者：王宝辉王德军曹云伟张杰李铁津吉林大学化学系长春130023

The photovoltaic features and photo-induced interfacial charge transfer of CuPc-modified Q-CdS films were investigated by surface photovoltage spectra and optical absorption spectra. The results show that the interfacial chaxge transfer and photosensitization between cuPc and Q-cds occur under inuAnnation. Based on the observations,the generation and processes of the charge transfer are proposed and discussed.

关键词：酞菁酮超微粒子光电压光致电荷转移硫化镉

电子给体-电子受体体系的合成及分子内光致电荷转移反应的研究

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感光科学与光化学 1993年第4期11卷 371-371页

作者：董晓阳许慧君中国科学院感光化学研究所硕士研究生北京100101

一、分子内光致电子转移反应的研究论文中设计,合成了以9,10-二甲氧基蒽(DMA)为电子给体,双酚A(BA)为连接体,连接不同的电子受体(对苯甲酸乙酯,对腈基苯,2,4-二氧苯,对硝基苯,蒽醌AQ,2,4-二硝基苯)的六种二元分子,测定了它们的氧化还... 详细信息

一、分子内光致电子转移反应的研究论文中设计,合成了以9,10-二甲氧基蒽(DMA)为电子给体,双酚A(BA)为连接体,连接不同的电子受体(对苯甲酸乙酯,对腈基苯,2,4-二氧苯,对硝基苯,蒽醌AQ,2,4-二硝基苯)的六种二元分子,测定了它们的氧化还原电位,吸收光谱,荧光光谱,荧光寿命等。研究了它们的分子内光致电子转移过程,研究了它们的分子内光致电子转移反应自由能的变化△G与电子转移速率常数K_q的关系。

关键词：电子给体电子受体光致电荷转移

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氟代苝酰亚胺掺杂聚噻吩薄膜的光伏性能

太阳能学报 2006年第6期27卷 525-529页

作者：施敏敏陈红征汪茫浙江大学高分子科学与工程学系

将两种新型有机n型材料N,N’—二(五氟代苯基)—3,4,9,10—四羧基二酰亚胺(DFPP)和N,N’—二(1,1—二氢十五氟代辛基)—3,4,9,10—四羧基二酰亚胺(DFOP),分别与有机p型材料———聚(3—己基噻吩)(P3HT)共混,制备有机太阳电池。结果发现,... 详细信息

将两种新型有机n型材料N,N’—二(五氟代苯基)—3,4,9,10—四羧基二酰亚胺(DFPP)和N,N’—二(1,1—二氢十五氟代辛基)—3,4,9,10—四羧基二酰亚胺(DFOP),分别与有机p型材料———聚(3—己基噻吩)(P3HT)共混,制备有机太阳电池。结果发现,当DFPP或DFOP的含量很少(1 wt%)时,氟代酰亚胺可以作为电子受体,通过与聚噻吩之间有效的光致电荷转移作用,提高有机太阳电池的光电流,但使光电压下降;当氟代酰亚胺与P3HT的比例为1:1(重量比)时,有机太阳电池的光电流和光电压都下降。

关键词：苝酰亚胺氟代作用聚噻吩掺杂有机太阳电池光伏效应光致电荷转移

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四苯基卟啉对二苯并咪唑光电导性能的敏化

高等学校化学学报 2003年第6期24卷 1110-1113页

作者：杨新国孙景志汪茫陈红征黄骥浙江大学高分子科学与工程系硅材料国家重点实验室杭州310027

采用溶剂球磨分散法制备了四苯基卟啉 (H2 TPP) /二苯并咪唑 (Im-PTC)复合光生材料 ,用浸涂法将其制成功能分离型双层光导体 .采用光致释电法对其光电导性能进行测试 ,发现在 5 0 0 nm下 ,由质量分数 5 % H2 TPP/4 0 % Im-PTC复合光... 详细信息

采用溶剂球磨分散法制备了四苯基卟啉 (H2 TPP) /二苯并咪唑 (Im-PTC)复合光生材料 ,用浸涂法将其制成功能分离型双层光导体 .采用光致释电法对其光电导性能进行测试 ,发现在 5 0 0 nm下 ,由质量分数 5 % H2 TPP/4 0 % Im-PTC复合光生材料制备的光导体的光敏性比单纯 4 0 %的 Im-PTC制备的光导体提高了 3.5倍 ,说明 H2 TPP对 Im-PTC有明显的敏化作用 .进一步研究了该复合材料的电子结构 ,结果表明 ,H2 TPP与 Im -PTC存在分子间的光致电荷转移 ,从而提高了电荷的光生和分离效率 ,增强了光导体的光敏性 .

关键词：四苯基卟啉光电导性能二苯并咪唑苝敏化溶剂球磨分散法制备双层光导体光敏性复合光生材料光致电荷转移

纳米晶TiO_2敏化多孔膜电极的光电化学研究

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南昌大学学报（理科版） 2002年第2期26卷 106-109,120页

作者：柳闽生张小谷詹寿发张康华九江师专分析测试中心江西九江332000

合成了RuL2 (SCN) 2 (L =2 ,2’ -bipyridine- 4 ,4’ -dicarboxylicacid )及电化学聚合了聚吡咯 ,将其作为敏化剂修饰在TiO2 纳米晶多孔膜电极上 ,用光电化学方法研究了纳米晶TiO2 /敏化剂多孔膜电极的光电转换机理 ,系统研究了两类敏... 详细信息

合成了RuL2 (SCN) 2 (L =2 ,2’ -bipyridine- 4 ,4’ -dicarboxylicacid )及电化学聚合了聚吡咯 ,将其作为敏化剂修饰在TiO2 纳米晶多孔膜电极上 ,用光电化学方法研究了纳米晶TiO2 /敏化剂多孔膜电极的光电转换机理 ,系统研究了两类敏化剂对光致电荷转移的影响 ,并比较了两类敏化复合电极的光电转换效能。用染料或聚吡咯修饰纳米晶多孔膜电极后 ,可使该复合电极在可见光区吸收增加、光电流增强、光电响应波长红移。

关键词：纳米晶TiO2敏化多孔膜电极光电化学光电转换机理光致电荷转移二氧化钛纳米材料

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酞菁—一维无机化合物半导体复合材料的研究

酞菁—一维无机化合物半导体复合材料的研究

作者：洪剑浙江大学

学位级别：硕士

光电信息科学与技术的迅猛发展，呼唤着新型光电功能材料与之相适应;复合化、低维化、智能化是现代材料科学与技术的发展方向。本论文的工作将有机材料与无机材料进行复合化与低维化相结合，希望在开展一维无机化合物半导体与有机半导... 详细信息

光电信息科学与技术的迅猛发展，呼唤着新型光电功能材料与之相适应;复合化、低维化、智能化是现代材料科学与技术的发展方向。本论文的工作将有机材料与无机材料进行复合化与低维化相结合，希望在开展一维无机化合物半导体与有机半导体材料进行有效复合的过程中，寻求新发现、新效应、新功能，从而在理论上进行有益的探索的同时为潜在的应用提供技术储备。本文采用改进的水热合成法合成并提纯了TiO、CdS、ZnO等三种有较高纯度、纳米结构明确的一维纳米材料。采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、紫外—可见吸收光(UV—Vis)谱、荧光光谱(PL)、表面光电压谱(SPS)等测试手段对制备得到的纳米材料的微观形貌和电子结构进行了表征。结果表明TiO纳米管和CdS纳米棒材料是长度、直径分布均匀的一维纳米材料;紫外—可见吸收光谱表明材料的吸收峰发生了蓝移现象，禁带宽度变大等特点，即存在着纳米效应;表面光电压谱(SPS)测试表明制备得到的纳米材料存在着有氧空位和Cd离子引起的表面态。以酞菁类有机半导体与TiO和CdS一维纳米材料为原料、采用球磨技术制备了复合材料，用标准光致放电法对材料的光电导性能进行了系统的研究，并用表面光电压和场致表面光电压对复合材料的电子结构和光电导机理进行初步的探索。光致放电实验发现含TiO5％的TiO／TiOPc复合材料表现出明显提高的光电导性能，光导性能从0.59(mws)提高到0.84(mws);含CdS5％的CdS／AlClPc复合材料也表现出明显提高的光电导性能从0.65(mws)提高到0.85(mws)。表面光电压测试结果表明，复合材料中存在着强烈的从p-型酞菁材料到n-型氧化物半导体材料的光致电荷转移。而且TiO的纳米管和线状结构提高了电子的传输效率最为明显，使光生电荷的分离得到显著改善。

关键词：水热合成一维纳米结构表面态光电导表面光电压谱球磨光致电荷转移