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文献类型

659 篇 专利
51 篇 学位论文
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8 篇 会议

馆藏范围

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日期分布

学科分类号

64 篇 工学
- 57 篇 材料科学与工程（可...
- 13 篇 光学工程
- 9 篇 电子科学与技术（可...
- 5 篇 化学工程与技术
- 2 篇 电气工程
- 1 篇 仪器科学与技术
- 1 篇 动力工程及工程热...
- 1 篇 石油与天然气工程
12 篇 理学
- 7 篇 物理学
- 4 篇 化学
- 1 篇 数学

主题

67 篇 器件稳定性
13 篇 钙钛矿太阳能电池
8 篇 有机太阳能电池
5 篇 缺陷钝化
4 篇 光电转换效率
4 篇 界面修饰
4 篇 空穴传输材料
4 篇 有机电致发光
3 篇 薄膜晶体管
3 篇 可交联
3 篇 离子迁移
2 篇 五氧化二钽
2 篇 有机光伏材料
2 篇 相分离形貌
2 篇 薄膜形貌
2 篇 钙钛矿电池
2 篇 结晶调控
2 篇 刮刀涂布
2 篇 能量转换效率
2 篇 界面调控

机构

22 篇 南京邮电大学
20 篇 北京大学
18 篇 华南理工大学
17 篇 天津大学
15 篇 京东方科技集团股...
15 篇 苏州大学
15 篇 电子科技大学
12 篇 深圳市华星光电半...
12 篇 清华大学
12 篇 南昌大学
11 篇 吉林大学
11 篇 南京工业大学
9 篇 tcl集团股份有限公...
8 篇 广州华睿光电材料...
8 篇 上海交通大学
8 篇 广东聚华印刷显示...
8 篇 福建华佳彩有限公...
7 篇 华南师范大学
7 篇 华能新能源股份有...
7 篇 中国华能集团清洁...

作者

18 篇 黄维
17 篇 李玲霞
17 篇 于仕辉
11 篇 许丹
11 篇 金雨馨
11 篇 董和磊
10 篇 陈永华
10 篇 彭俊彪
10 篇 贺耀武
10 篇 孟鸿
9 篇 陈宇怀
9 篇 于军胜
8 篇 夏英东
8 篇 赵志国
7 篇 赵东明
7 篇 陈义旺
7 篇 曹蔚然
7 篇 董秀芹
6 篇 秦校军
6 篇 韩春雪

语言

726 篇 中文

检索条件"主题词=器件稳定性"

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排序：

钙钛矿太阳电池的结晶调控及稳定性研究

钙钛矿太阳电池的结晶调控及稳定性研究

引用

作者：刘庚灵南昌大学

学位级别：硕士

有机无机杂化钙钛矿太阳电池（PVSCs）因其优异的光电性能和低成本的溶液工艺,具有良好的市场竞争力和商业前景。经过十几年的深入研究,PVSCs能量转换效率（PCE）已成功提升至25.5%,使其能够与目前占据市场主导地位的硅基太阳能电池相... 详细信息

有机无机杂化钙钛矿太阳电池（PVSCs）因其优异的光电性能和低成本的溶液工艺,具有良好的市场竞争力和商业前景。经过十几年的深入研究,PVSCs能量转换效率（PCE）已成功提升至25.5%,使其能够与目前占据市场主导地位的硅基太阳能电池相媲美。然而,传统铅基钙钛矿的生物毒性带来的环境污染以及在水、氧、热和光等外界条件下的不稳定性,使其难以被大规模的商业化应用。钙钛矿薄膜的结晶对整个器件的PCE及稳定性有着至关重要的作用,高质量钙钛矿薄膜不仅确保了充分的光捕获,还可以减少载流子的复合,提升器件内部电荷传输,进而改善器件的光电性能。除此之外,界面材料对于器件性能也具有重要的影响。但是,目前高质量钙钛矿薄膜的制备以及优异界面传输材料的开发仍然是一个巨大的挑战。本论文通过添加剂工程及界面工程实现对钙钛矿薄膜形貌、本征疏水性、界面晶格应变及界面反应的调控,以提高PVSCs的效率及稳定性。具有窄禁带和高载流子迁移率的锡基钙钛矿是制备高效无铅PVSCs的理想材料。然而,锡基钙钛矿结晶过程难以调控,使得锡基钙钛矿薄膜富含大量针孔,从而导致对应PVSCs的PCE值较低。同时,锡基钙钛矿膜的环境稳定性较差,阻碍了其进一步的发展。通过在反溶剂中引入乙烯-乙酸乙烯脂共聚物（EVA）调控FASn I3钙钛矿的结晶速率实现对薄膜质量的优化。EVA中含有的碳基（C=O）与钙钛矿晶粒中未配位的锡原子具有很强的Lewis酸碱络合作用,可以大大改善晶粒尺寸,优化晶粒取向,减少FASn I3薄膜的表面缺陷。结果,基于EVA修饰后器件的效率提升至7.72%且具有良好的重现性。更重要的是,基于EVA修饰后的FASn I3钙钛矿薄膜具有自封装效应,展现出明显的阻水隔氧效果,其对应PVSCs在湿度为60%的空气环境中老化48小时后仍能保持初始效率值的62.4%。这为构筑高效稳定的锡基PVSCs提供了新的启示。氧化锌（ZnO）由于具有良好的电子迁移率、可见光透过率和与钙钛矿之间更匹配的能级,有望成为平面PVSCs中理想的电子传输层（ETL）。然而,ZnO与钙钛矿之间仍然存在着一定的界面失配和脱质子作用,导致ZnO基PVSCs的发展相对停滞。通过将聚多巴胺（PDA）引入铝掺杂的ZnO（AZO）,能够有效地钝化AZO表面缺陷,减少载流子在缺陷处的非辐射复合。此外,经过PDA修饰后的AZO（AZO:PDA）不仅可以诱导钙钛矿晶粒垂直生长,而且可以释放钙钛矿晶格应变,抑制钙钛矿与界面层之间去质子化反应。因此,基于AZO:PDA制备的FA0.9Cs0.1Pb I3器件实现了21.36%的PCE,且稳定性显著增强。未封装的器件在85℃下存放360小时和连续光照500小时后,可分别保持90%和88%的初始效率。此外,由于AZO:PDA具有耐弯折性和强界面粘附性的特点,其对应柔性器件的PCE高达18.51%,这是ZnO基柔性PVSCs中PCE最高的记录之一。

关键词：钙钛矿结晶调控电荷传输界面阻隔器件稳定性

来源：评论

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氯化锶钝化氯甲胺调控生长的钙钛矿膜制备高效稳定有机无机杂化钙钛矿太阳能电池

氯化锶钝化氯甲胺调控生长的钙钛矿膜制备高效稳定有机无机杂化钙...

引用

作者：汪舒蓉南京信息工程大学

学位级别：硕士

近年来,有机-无机杂化钙钛矿电池（Organic-Inorganic Perovskite Solar Cells,PSCs）因为具有良好的吸光性、高的载流子迁移率、长的扩散长度、灵活的带隙调节能力和出色的双极性传输性能,成为目前新一代太阳能电池研究热点。随着掺杂... 详细信息

近年来,有机-无机杂化钙钛矿电池（Organic-Inorganic Perovskite Solar Cells,PSCs）因为具有良好的吸光性、高的载流子迁移率、长的扩散长度、灵活的带隙调节能力和出色的双极性传输性能,成为目前新一代太阳能电池研究热点。随着掺杂工程、溶剂工程和界面工程等一系列的研究应用,钙钛矿电池的光电转换效率（Power Conversion Efficiency,PCE）从2008年至今已超过25%,有望成为替代硅基太阳电池的最有力竞争对手,并且钙钛矿材料还能广泛应用于LED、晶体管和光电探测器等方面。但是钙钛矿材料很容易受到光照、水分、温度和内部离子迁移的影响,加速钙钛矿的分解从而降低器件性能,也限制了钙钛矿电池的商业化。现有的器件封装技术能够改善由水分和氧气带来的不利影响,但其他因素仍需解决完善。为了制备高效率和高稳定性的钙钛矿电池,本论文对氯化锶钝化氯甲胺调控生长的钙钛矿膜制备高效稳定有机无机杂化钙钛矿太阳能电池进行系统阐述。在氯甲胺（MACl）调控钙钛矿生长的晶粒大小的基础上,掺入氯化锶（Sr Cl2）对钙钛矿膜内部缺陷进行钝化,从而提高器件的效率和稳定性。我们利用Sr2+离子和Pb2+离子半径相似,能促进相转变、钝化晶体缺陷和环境友好等优点,在钙钛矿中掺杂一定比例的Sr Cl2,提高层间的电荷转移和传输,提高光电转换效率。此外,我们系统调控了转速以及钙钛矿组分,改善了在空气中制备电池的严苛要求,制备了高效率的钙钛矿电池。在掺杂MACl调控钙钛矿膜的基础上,利用界面工程在甲脒基底的钙钛矿薄膜上沉积Sr Cl2修饰层,在40～55%湿度下研究了不同浓度Sr Cl2溶液的表面钝化对钙钛矿薄膜的微观结构、载流子扩散长度和光电转换效率的影响。通过优化Sr Cl2浓度,有效阻止阳离子迁移,抑制非辐射复合。基于该方案下制备的钙钛矿电池效率从18.80%上升到21.11%,并且在1000 h干燥空气存储条件下仍能保持初始效率的90%,稳定性得到显著提高。本论文的工作利用无机小分子掺杂和表面钝化,显著提高了钙钛矿电池的光电转换效率和稳定性。这种方法避免了在手套箱系统的环境要求,更有利于促进钙钛矿的实用化和商业化,为钙钛矿电池的研究发展提供了新思路。

关键词：钙钛矿电池一步旋涂法缺陷钝化离子迁移器件稳定性

来源：评论

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基于新型空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池

基于新型空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池

引用

作者：王晨韵电子科技大学

学位级别：硕士

钙钛矿太阳能电池（perovskite solar cells,PSCs）作为一种近年来发展迅速的光伏器件,因其制备工艺简易（主要是液相沉积和气相沉积）,能量转换效率（power conversion efficiency,PCE）提升迅速（2009年3.8%到2017年超过22%）以及可... 详细信息

钙钛矿太阳能电池（perovskite solar cells,PSCs）作为一种近年来发展迅速的光伏器件,因其制备工艺简易（主要是液相沉积和气相沉积）,能量转换效率（power conversion efficiency,PCE）提升迅速（2009年3.8%到2017年超过22%）以及可制成柔性器件的特点,具有广阔的应用前景。钙钛矿薄膜作为吸光层,对太阳能电池的性能影响是最大的,本文从钙钛矿材料的材料通性入手,介绍了有机卤化物杂化钙钛矿材料的晶体结构、基础特性以及离子迁移规律。随后,对本课题中制备MAPbI3薄膜所使用的反溶剂冲洗一步法（anti-solvent one-step method）工艺进行了介绍,并利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射谱（XRD）对所制备的MAPb I3薄膜的微观形貌、成分及晶面信息进行了分析,证明了该方法制备的钙钛矿薄膜具有较好的成膜质量。此外,就钙钛矿薄膜的合成工艺,本文关于乙醇溶剂退火对钙钛矿薄膜的影响进行了探究,展示了经溶剂退火处理后薄膜的SEM、XRD结果,并与未经溶剂退火的钙钛矿薄膜进行对比分析,发现经乙醇溶剂退火的薄膜具有更好的成膜质量,但其晶面结构有所改变。此外,本文介绍了钙钛矿太阳能电池的工作原理、器件结构和工作参数,并对新型空穴传输层进行了简单介绍。本课题中利用喷雾热解法制备了锂盐、镁盐掺杂的NiOx（nickel oxides）薄膜作为空穴传输层,并以此为基础成功制备出器件结构为FTO/NiOx/CH3NH3PbI3/PCBM/Ag的平面钙钛矿太阳能电池,其最佳能量转换效率达到了12.20%。通过观察,所制备的基于NiOx薄膜的钙钛矿太阳能电池在自然条件下放置一段时间后,器件性能有了明显的下降,银电极出现了腐蚀现象,这与预计的器件稳定性有差距。结合钙钛矿薄膜的退化机理以及金属顶层电极的腐蚀原理,我们对观察到的性能退化及电极腐蚀的原因进行了推测。通过设置对比实验,控制环境湿度等因素,本文利用傅里叶转换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）来分析观察到的现象,验证了文中提出的猜想,并得出湿度同时是自然条件下钙钛矿薄膜退化以及银电极腐蚀的重要原因。

关键词：钙钛矿太阳能电池乙醇溶剂退火 NiOx空穴传输层器件稳定性

来源：评论

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高效蓝光有机发光器件中的载流子复合研究

高效蓝光有机发光器件中的载流子复合研究

引用

作者：王浩男浙江大学

学位级别：硕士

为了使稳定性达到实用要求,商业化的有机发光二极管显示屏中的蓝光器件使用高辐射速率荧光材料。但如果将荧光客体掺杂于具有三重态-三重态湮灭上转换功能或热活化上转换功能的主体材料中,仍旧能有效提高三重态激子的利用率,实现超过普... 详细信息

为了使稳定性达到实用要求,商业化的有机发光二极管显示屏中的蓝光器件使用高辐射速率荧光材料。但如果将荧光客体掺杂于具有三重态-三重态湮灭上转换功能或热活化上转换功能的主体材料中,仍旧能有效提高三重态激子的利用率,实现超过普通荧光器件理论极限（6%）的外量子效率。我们发现得益于平衡的电子空穴迁移率,采用二聚蒽衍生物为主体材料的蓝光器件的外量子效率可以超过10%,高于采用传统单蒽衍生物为主体材料的蓝光器件。有趣的是这类器件发光层的光致发光效率仅为10%左右。我们通过量子产率的光强依赖性及光生电流实验证明光致发光下蒽的衍生物存在严重的激子解离现象。由于电致发光下能实现极高的电子和空穴密度,电子空穴复合几率提高,从而实现高的发光效率。虽然采用具有热延迟荧光（TADF）特性的共混体系作为主体同样能有效提升蓝光荧光器件效率,但即使这样仍旧有接近一半的激子以掺杂剂的三重态存在。这里我们以本身具有小单/三重激发态能差(ΔEST)的苯酚基吡啶氟硼配合物为受体,以咔唑为给体,构筑了一种给受体之间有大电子耦合的高效蓝光TADF分子。由于该分子有高达4.8×10～8 s-1的辐射速率及小的激发态结构变形,在低浓度掺杂膜中有接近100%的发光效率和小的Stokes位移（50 nm）。基于这一分子的TADF敏化荧光器件具有理想的色坐标（0.14,0.10）和高达21%的外量子效率。这一效率高于基于传统荧光材料和多重共振型硼-氮类TADF材料的类似结构器件。

关键词：有机发光二极管三重态-三重态上转换热活化延迟荧光器件稳定性色纯度

来源：评论

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有机-无机钙钛矿杂化太阳能电池器件制备及性能研究

有机-无机钙钛矿杂化太阳能电池器件制备及性能研究

引用

作者：苗伟强武汉理工大学

学位级别：硕士

在新兴的光伏技术中,有机和钙钛矿量子点太阳能电池凭借低能耗的制备过程和优秀的光电特性而蓬勃发展,目前单节有机太阳能电池器件的最高光电转换效率已经超过19%,钙钛矿量子点太阳能电池效率也已超过17%。将钙钛矿量子点引入有机太阳... 详细信息

在新兴的光伏技术中,有机和钙钛矿量子点太阳能电池凭借低能耗的制备过程和优秀的光电特性而蓬勃发展,目前单节有机太阳能电池器件的最高光电转换效率已经超过19%,钙钛矿量子点太阳能电池效率也已超过17%。将钙钛矿量子点引入有机太阳能电池活性层制备杂化太阳能电池器件可以增加活性层的光吸收、调节活性层电荷转移和能量转移过程并改善微纳形貌,提升器件效率,但目前对引入钙钛矿量子点后的作用机制仍缺乏深入研究,并且引入钙钛矿量子点后的器件稳定性下降问题也没有解决方案。该工作在高效率有机光伏体系中引入不同的全无机钙钛矿量子点,制备了杂化太阳能电池器件,同时提升了器件效率和稳定性。主要研究内容如下:(1)向PM6:Y6-BO有机太阳能电池活性层中引入热注入法合成的CsPbBr全无机钙钛矿量子点,由于瑞利散射效应,纳米尺度的钙钛矿量子点增加了光程长度,增强了活性层光吸收从而提升了器件短路电流。同时,由于CsPbBr量子点合适的HOMO能级位置,其引入提升了活性层中给受体间的空穴转移,促进了受体相的激子解离,提升了器件的短路电流与填充因子。CsPbBr量子点具有更合适的容忍因子和更出色的环境稳定性,引入CsPbBr量子点的杂化太阳能电池器件稳定性优于引入CsPbI量子点的杂化太阳能电池器件。最终制备的倒置PM6:Y6-BO器件效率从16.4%提升至17.1%,封装器件在环境条件下储存35天仍保持了88%初始效率。(2)通过调节CsPbX量子点的卤素组分,制备了CsPbIBr量子点,其引入同样在不明显影响活性层微纳形貌的情况下增强了活性层的光吸收。更重要的是,CsPbIBr量子点的PL光谱与给体PM6的吸收光谱有明显重叠,从而产生从钙钛矿量子点向给体的能量转移,促进有机给体/受体间产生更多的载流子,提升器件的短路电流。以PM6:BTP-C5-16为参考器件,掺杂CsPbIBr量子点后的器件效率从16.5%提升至17.5%,并且在环境条件下储存25天仍然保留了89%的初始效率。

关键词：有机太阳能电池非富勒烯受体钙钛矿量子点光电转换效率器件稳定性

来源：评论

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可交联的有机太阳能电池受体材料的研究

可交联的有机太阳能电池受体材料的研究

引用

作者：白杨上海师范大学

学位级别：硕士

目前人类活动和工业发展都需要大量的能源,因此极需开发绿色环保、可持续供应的能源来源和相关技术。相比于其他能源形态,太阳能具有用之不尽、取之不竭、清洁无污染、不受地域限制等优势,是理想的下一代能源来源。作为太阳能能源技术之... 详细信息

目前人类活动和工业发展都需要大量的能源,因此极需开发绿色环保、可持续供应的能源来源和相关技术。相比于其他能源形态,太阳能具有用之不尽、取之不竭、清洁无污染、不受地域限制等优势,是理想的下一代能源来源。作为太阳能能源技术之一,有机太阳能电池由于柔性、质轻、半透明、低价、可大面积生产等优点获得了科学界和产业界的广泛关注。在过去的十年间,有机太阳能电池技术进展迅速,其单节电池光电转化效率突破了15%,而多节器件效率也已超过了17%,但是其实际应用还需要解决器件稳定性的问题。引起有机太阳能电池器件不稳定的因素有很多,其中之一来源于由给体和受体物理共混而成的本体异质结活性层,在使用过程中会发生给受体材料分子各自聚集、相分离尺寸增大的现象,降低了激子扩散效率,导致器件效率降低。这种现象在以富勒烯衍生物为受体材料的有机太阳能电池中尤为严重。目前,解决这一问题的常见策略是在光伏材料上引入可交联的基团,赋予材料可交联功能,在形成较为有利的本体异质结活性层之后,启动交联反应,“固化”活性层微观结构,从而提高器件的稳定性。这种策略可用在给体材料上,亦可用在受体材料上。但迄今为止,富勒烯受体材料的可交联化基本是将[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PC61BM)水解,然后利用酯化反应引入可交联的官能团。但是这样得到的可交联化富勒烯衍生物,大多数单独用作受体材料时,器件性能较之PC61BM,有大幅的下降,因此一般作为PC61BM的添加剂使用。对此,我们课题组最近设计合成了一个含丙烯酸酯基团的可聚合（交联）富勒烯衍生物[6,6]-phenyl-C61-butyl acrylate(PC61BA),具有与PC61BM类似的分子形态和大小。由此制备的器件,具有与PC61BM器件相当的光电转化效率,但器件稳定性有了显著的提高。本文沿着这个思路,设计合成一系列具有不同链长的富勒烯丙烯酸酯衍生物,包括[6,6]-phenyl-C61/71-ethyl acrylate(PC61/71EA)、[6,6]-phenyl-C61/71-propyl acrylate(PC61/71PrA)、[6,6]-phenyl-C71-butyl acrylate(PC71BA)和[6,6]-phenyl-C61/71-pentyl acrylate(PC61/71PeA)分子,而且重点用C70替代了C60,系统研究了这些化合物的基本性质、光伏性能和器件稳定性。在第二章的工作中,我们选用常见的给体材料聚（3-己基噻吩）(P3HT)和合成所得的系列富勒烯丙烯酸酯受体材料配合,制备了有机太阳能原型器件,表征了器件性能。研究发现,C70富勒烯受体材料要比相对应的C60材料具有更高的器件效率。而对于系列C70富勒烯受体材料而言,器件效率随着分子中碳链长度的增长呈现一个逐渐增加趋势,长度为六(PC71PeA)时达到最佳,为4.12%,高于PC71BM器件的4.06%。在器件稳定性方面,将基于PC71BM和各富勒烯丙烯酸酯受体材料的活性层在150 ~oC下热处理35 h后,再完成器件的制备,所得器件的效率发现维持在其最高效率的12%(PC71BM)、38%(PC71EA)、79%(PC71PrA)、75%(PC71BA)和92%(PC71PeA)。实验表明,基于丙烯酸富勒烯受体材料的器件与PC71BM参比器件相比,稳定性得到了大幅度的提升,而最佳的PC71PeA器件经35 h加热后还能维持3.78%的光电转化效率。在第三章中,我们选择了含10%端烯键侧链的poly[(2,5-bis（2-hexyldecyloxy）phenylene)-alt-(5,6-difluoro-4,7-di（thiophen-2-yl）benzo[c]-[1,2,5]thiadiazole)](PPDT2FBT-V10)作为给体材料,与各C70富勒烯丙烯酸酸酯受体材料配合,制成了给受体组分全交联的太阳能电池器件。我们发现所得器件要比P3HT体系光电转化效率高,但同样表现出随着富勒烯丙烯酸酯分子碳链长度增长器件效率提高的趋势。其中,碳链长度为六的PC71PeA器件效率最佳,为5.60%,高于PC71BM器件的5.31%。

关键词：有机太阳能电池有机光伏材料可交联富勒烯器件稳定性

来源：评论

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高质量ZnMgO合金在紫外光电器件中的应用

高质量ZnMgO合金在紫外光电器件中的应用

引用

作者：裴磊磊华南师范大学

学位级别：硕士

ZnO作为一种宽禁带Ⅱ-Ⅵ族半导体材料，与其合金材料ZnMgO成为继GaN材料后最受到关注的理想紫外光电材料，ZnO的禁带宽度高达3.37eV，当掺入Mg元素后，通过能带结构的人工剪裁，带隙可在3.3-7.8V可调，拥有更宽的带隙可调范围，在紫外... 详细信息

ZnO作为一种宽禁带Ⅱ-Ⅵ族半导体材料，与其合金材料ZnMgO成为继GaN材料后最受到关注的理想紫外光电材料，ZnO的禁带宽度高达3.37eV，当掺入Mg元素后，通过能带结构的人工剪裁，带隙可在3.3-7.8V可调，拥有更宽的带隙可调范围，在紫外光电探测领域极具应用潜力。目前在国内外都有一些关于ZnMgO合金的报导，但是高Mg组分ZnMgO合金的质量并不高，存在薄膜结构分相和晶格失配等系列问题，ZnMgO合金作为紫外探测器的重要候选材料，薄膜质量直接影响紫外探测器的性能。\n 本论文的研究内容主要包括以下几个方面:\n (1)利用脉冲激光沉积(PLD)法制备出了不同Mg组分含量的高质量ZnMgO合金薄膜，并对制得的ZnMgO合金薄膜进行了材料结构和光学性能的表征，在Mg组分含量为45％的高镁组分的ZnMgO合金薄膜中实现了深紫外激光发射。\n (2)在制得的Mg组分含量为5％的高质量Zn0.95Mg0.05O合金薄膜后，通过真空热蒸镀的方法在Zn0.95Mg0.05O合金薄膜上镀一层Au膜，并采用紫外光刻和标准湿法刻蚀的方法，经过涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀与去胶七个步骤，制作出金属-半导体-金属(MSM)结构的Zn0.95Mg0.05O薄膜紫外探测器，并对Zn0.95Mg0.05O薄膜紫外探测器进行了器件性能表征，数据结果显示制得的紫外探测器有着较低的背底噪音和较强的抗干扰能力，并在紫外光区有着优良的探测灵敏度。

关键词：紫外光电器件氧化镁锌合金薄膜结构器件稳定性

来源：评论

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浸渍提拉法制备垂直相分离结构薄膜及其晶体管性能

浸渍提拉法制备垂直相分离结构薄膜及其晶体管性能

引用

作者：阴晓文吉林大学

学位级别：硕士

有机场效应晶体管（OFETs）在柔性逻辑电路、传感器、非易失性存储器等方面具有巨大的潜在应用潜力。而提升器件性能很大程度上取决于有机薄膜的结构和形貌。溶液共混制备垂直相分离结构薄膜的方法可以产生高质量的结晶半导体层和本征... 详细信息

有机场效应晶体管（OFETs）在柔性逻辑电路、传感器、非易失性存储器等方面具有巨大的潜在应用潜力。而提升器件性能很大程度上取决于有机薄膜的结构和形貌。溶液共混制备垂直相分离结构薄膜的方法可以产生高质量的结晶半导体层和本征的半导体层/介电层界面,因此,制备的晶体管不仅载流子迁移率高,还具有良好的均匀性和稳定性,环境和机械稳定性,为商业化低成本和大面积制造提供了有希望的途径。浸渍提拉法是一种能够制备单一取向性的多晶薄膜,从而能够大幅度提高器件性能。本论文工作以半导体小分子2,6-Bis（4-octylphenyl）-dithieno[3,2-b:2',3'-d]thiophene（DTT-8）和2,6-Bis（4-dodecylphenyl）-dithieno[3,2-b:2',3'-d]thiophene（DTT-12）作为研究对象,通过与poly（methyl methacrylate）(PMMA)混合,采用浸渍提拉法制备高取向性大面积连续的垂直相分离结构薄膜。论文主体从薄膜形貌演变规律,器件性能对薄膜形貌的依赖及在不同体系中的适用性等方面进行了研究与讨论。第一部分,首先研究了溶液浓度,小分子和聚合物比例,提拉速度对薄膜形貌演变规律,并给出了相应的解释。聚合物的添加会使较低浓度的DTT-8结晶条带的宽度增加,有序性变好,其中DTT-8:PMMA=1:2（DTT-8=2mg/ml）时的结晶条带连续性最好,形成的薄膜形貌质量最优。PMMA比DTT-8更容易在基板表面固化,并在基材上形成连续层。固化的底层PMMA降低了少数成核位点的成核势垒高度并通过抑制自发成核的随机产生,诱导了DTT-8的大规模生长,由于PMMA的掺入,在三相接触线附近产生粘度梯度,粘度的增加使更多的DTT-8从溶液流向三相接触线进行大规模自组装沉积,但是更高的聚合物比例则阻碍了小分子垂直方向上的迁移,导致形貌变差,溶质质量传输不足抑制了DTT-8晶体的生长。通过使用更高浓度的小分子与聚合物共混,在DTT-8:PMMA=1:3（DTT-8=5mg/ml）的浓度比例3mm/min的提拉速度下,成功制备出大面积连续的取向薄膜。提拉速度的变化会改变薄膜的生长方式,只有当提拉速度处于弯月面模式与夹带模式之间的过渡模式时所得薄膜形貌最优,粘度力与毛细管力达到平衡,溶质质量输运和晶体生长达到平衡,最终得到所需薄膜。第二部分,对有机场效应晶体管性能与薄膜形貌之间的关系进行了研究。薄膜形貌与结晶厚度显著影响器件的性能,聚合物的浓度比例越大,形成的DTT-8结晶层覆盖度越大,厚度越大,沟道中参与输运的载流子数量越多,器件迁移率增加,但是过大的聚合物浓度将导致结晶薄膜中的缺陷增加,最终导致器件迁移率、均匀性和稳定性变差。在优化的聚合物比例和提拉速度下,DTT-8:PMMA=1:3（DTT-8=5mg/ml）浓度条件下器件性能最优,器件具有0.30 cm2/（V·s）的迁移率,是单组份器件的4～5倍且具有更小的阈值电压,更好的电学稳定性与环境稳定性。第三部分,使用DTT-12/PMMA的共混溶液进行提拉发现,优化条件后制备的DTT-12结晶薄膜同样具有大面积,有序,均匀的特点。制备的器件性能良好,迁移率为0.34 cm2/（V·s）,阈值电压小于-5 V。由于小分子半导体的自组装能力不同,需要对每种特殊小分子的浸涂速度和聚合物添加比例进行精心优化。综上所述,我们采用浸渍提拉法制备了DTT-8和DTT-12高迁移率小分子的垂直相分离结构薄膜晶体管,并探讨了不同溶液浓度、组份比例和提拉速度等因素对薄膜形貌的影响。我们通过实验条件的优化获得了高取向性,均匀性大面积连续薄膜,它们的有机场效应晶体管表现出较高的迁移率,良好的均匀性,电学稳定性和环境稳定性。

关键词：有机场效应晶体管垂直相分离结构浸渍提拉法薄膜形貌器件稳定性

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基于多环芳烃的空穴传输材料：设计、合成及其在钙钛矿太阳能电池器件中的应用

基于多环芳烃的空穴传输材料：设计、合成及其在钙钛矿太阳能电池...

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作者：张静南京邮电大学

学位级别：硕士

发展高效空穴传输材料是提升钙钛矿太阳能电池光伏性能与稳定性的有效途径。Spiro-OMe TAD是目前钙钛矿太阳电池器件中作为基准空穴传输材料而被广泛研究。Spiro-OMe TAD结构中的3D螺二芴核心提供较大的空间位阻,在旋涂加工成膜时,有效... 详细信息

发展高效空穴传输材料是提升钙钛矿太阳能电池光伏性能与稳定性的有效途径。Spiro-OMe TAD是目前钙钛矿太阳电池器件中作为基准空穴传输材料而被广泛研究。Spiro-OMe TAD结构中的3D螺二芴核心提供较大的空间位阻,在旋涂加工成膜时,有效防止大的结晶域的形成,但其却面临着本征空穴迁移率低、合成成本高和自身稳定性差等诸多问题。为了进一步明确分子结构与自身性能及相应器件性能之间的关系,众多Spiro-OMe TAD的类似物不断被开发利用。本论文分别选用不同平面规整性与给电子能力的中心核结构,与不同富电子特性的端基芳香胺单元组合,设计合成了三组有机小分子空穴传输材料,探究分子结构与材料空穴传输性能、薄膜形貌及其分子自身稳定性之间的关系,并制备得到相应钙钛矿太阳能电池器件,研究不同空穴传输材料对器件性能影响。具体内容如下:1.选用三甲基取代的三亚苯刚性平面盘状分子为核,连接不同的甲氧基苯胺类端基,得到化合物TPDPA与TPTPA,探究了它们的基础光电性质,发现两化合物都具有超100 nm的大的斯托克斯位移,保证了其良好的空穴提取能力,另外在三亚苯核心上引入甲基基团,不仅提升了分子HOMO能级,还增加了空间位阻,降低分子平面性,保证高空穴迁移率的同时改善了分子的成膜性与疏水性（大于80°的水接触角）;最后还将两个空穴传输材料在无掺杂情况下,用于PSCs的制备,结果显示基于TPTPA的器件实现了更高的光电转换效率,为14.68%,可见具有一定位阻效应的三甲基取代的三亚苯核心可以被用作空穴传输材料的理想核心单元。2.选用SFX作为核心单元,保留了螺环类空穴传输材料的3D核心,通过引入氟原子并调节氟的取代位置,得到三个小分子（SFX-o-2F,SFX-m-2F和SFX-p-2F）空穴传输材料,发现氟取代位置对所得小分子的光学和电化学性质影响不大,但却导致它们的光伏性能大不相同。基于在间位具有氟取代基的SFX-m-2F的PSC的性能最优（18.86%）,与基于Spiro-OMe TAD的设备（18.98%）基本一致。基于SFX-m-2F的器件性能改善可能与钙钛矿/空穴传输材料界面处的形貌、空穴传输和提取特性的改善有关,从而实现了最优的JSC(22.64 m A cm-2)和FF（71.85%）水平,可见,可通过氟化工程来调节材料性能从而改善对应器件效率,控制螺环连接单元中的氟取代位置可能是开发更经济、更高效的空穴传输材料的有效策略之一。3.我们对空穴传输材料分子的端基进行了研究与拓展,在第四章中,我们以高空间位阻的螺二芴为核,选用同分异构体N-苯基-1-萘胺和N-苯基-2-萘胺作为端基,分别得到化合物Spiro-α-NNA和Spiro-β-NNA,探究了端基位阻效应对材料性质与器件性能的影响。发现2位取代的萘端基相较于1位取代的萘端基,与邻近苯环空间位阻更小,从而拥有了更好的舒展性,有助于其形成良好的薄膜形态,促进激子提取与传输,对应器件性能也相对更好,基于Spiro-β-4NNA的PSC的最佳PCE为15.32%,低于以Spiro-OMe TAD作为空穴传输材料所对器件光伏效率,其PCE为18.44%;但值得注意的是,相同条件下,目标空穴传输材料对应器件稳定性优于以Spiro-OMe TAD为空穴传输层的器件,其中基于Spiro-β-4NNA的钙钛矿太阳能电池在湿度30%的黑暗条件下存放1200小时后,光伏性能可保留其初始性能的85%,而Spiro-OMe TAD对应器件效率下降超过了20%,可见萘胺端基可以作为一种提升器件稳定性的取代基用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料的制备。

关键词：小分子空穴传输材料钙钛矿太阳电池光电转化效率器件稳定性

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金属氧化物薄膜晶体管的稳定性研究

金属氧化物薄膜晶体管的稳定性研究

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作者：戴星强华南理工大学

学位级别：硕士

在信息时代的今天,信息的传递至关重要,据统计,在人的感觉器官获取的各种信息的总量中,视觉所占有的比例在百分之八十以上。因此,显示技术作为视觉与各种信息的桥梁,受到人们极大的关注与重视。现今市场上的主流显示器仍为液晶显示（LCD... 详细信息

在信息时代的今天,信息的传递至关重要,据统计,在人的感觉器官获取的各种信息的总量中,视觉所占有的比例在百分之八十以上。因此,显示技术作为视觉与各种信息的桥梁,受到人们极大的关注与重视。现今市场上的主流显示器仍为液晶显示（LCD）,不过有机发光显示（OLED）由于其优异的显示质量,有望成为新一代的主流显示技术。但是无论是LCD还是OLED,所采用的驱动技术都是有源矩阵的形式,而这就离不开一个关键的元件——薄膜晶体管（TFT）。在众多TFT的半导体中,金属氧化物（MO）半导体因为诸多优异的性能,如迁移率高、成本低、工艺温度低等,引起了广泛的关注。目前,MO-TFT已经应用于大尺寸LCD电视产品上,但在中小尺寸超高清显示产品的应用还需要解决在有光或者热这种实际环境中的偏压稳定性问题。基于此,我们在原有的研究的基础上,在ScInO半导体中掺杂一种元素,形成四元体系的半导体,以期提高器件的偏压热稳定性。首先选择的材料是Mg,以MgScInO作为有源层,制备出的TFT器件迁移率虽然不高(4.7 cm2 V-11 s-1),但是负栅偏压热稳定性有了显著的提升。基于第一性原理计算,我们发现,Sc倾向于聚集,而Mg则倾向于彼此远离,氧空位（VO）和Mg原子形成了Mg-VO对,使得需要额外的0.1369 eV能量才能激发氧空位,而这正是MgScInO TFT负栅偏压热稳定性提升的原因。Mg的掺杂使得TFT器件的稳定性有了提升,但是迁移率却下降了,这对于高分辨率的显示技术来说是不足的,迁移率降低的原因主要是MgO具有较大的有效质量,掺入ScInO后整体有效质量增大。因此,我们选择了Cd来代替Mg掺杂入ScInO半导体。由于CdO在透明氧化物材料中具有较低的电子有效质量,因此,掺入Cd可望同时提高迁移率和稳定性。实验表明,Cd掺入制备的CdScInO TFT器件迁移率更高(14 cm2 V-1s-1),而且稳定性更好,即使是在80℃下测试正负偏压稳定性,开启电压在一个小时内的漂移量也都可以控制在0.2 V以内。这种良好稳定性的原因可能是由于Cd的掺入使得VO减少,同时使得VO的能级更靠近导带,这有利于NBTS与PBTS稳定性的提升。

关键词：薄膜晶体管金属氧化物器件稳定性迁移率镁镉

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