1 西北工业大学动力与能源学院, 西安 710072
2 西北工业大学理学院, 西安 710072
采用在迈克尔逊干涉光路中加入一个温度可控的楔形样品池的方法, 精确测量了有机半导体聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔(MOPPV)在四氢呋喃溶液中不同温度、不同浓度下的折射率变化规律。研究表明: 一定浓度的MOPPV四氢呋喃溶液的折射率随温度升高而线性减小; 在较低温度下, MOPPV溶液折射率出现随浓度升高而线性减小的现象, 而在较高温度下, MOPPV溶液折射率出现随浓度的升高先减小后增大的现象。该测量方法物理思路清晰、操作简单、重复性好、测量精度高, 具有一定的实用价值。
迈克尔逊干涉仪 有机半导体 折射率 聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔 Michaelson interferometer organic semiconductor refractive index MOPPV
西北工业大学 理学院 陕西省光信息技术重点实验室, 西安 710072
基于密度泛函理论，采用第一性原理赝势平面波方法研究了β-PTCDA分子晶体的能带结构、分波态密度和光学性质，通过分析不同种类原子的不同电子态在不同电子能级中的贡献，获得β-PTCDA分子晶体的光频介电常数、光吸收系数、折射率和能量损失函数等随光频的变化规律.结果表明：β-PTCDA作为一种直接带隙的窄带隙有机半导体，对费米能级贡献较大的电子轨道为苝核的C 2p以及O 2p电子态，即价带顶；对导带底贡献较大的为C 2p及O 2p电子态，包括酸酐C原子；其在光子能量为2～10 eV的区域具有强的光吸收特性，以及明显的双轴各向异性；在介电函数实部ε1(ω)<0的光频区域，β-PTCDA分子晶体具有各向异性电导率，且与能量损失函数相一致.
能带结构 态密度 光学性质 密度泛函理论 β-PTCDA分子晶体 Band structure PDOS Optical properties DFT β-PTCDA molecular crystal
1 西北工业大学1. 动力与能源学院
2 西北工业大学2. 理学院，西安 710072
利用热蒸发物理气相沉积法在300K的硅基底上制备了p型多晶PbSe薄膜，研究了氧敏化过程对其微观结构和电性能的影响。经XRD、XPS和SEM测试表明，制备的多晶PbSe薄膜为（200）晶面优先生长的面心立方结构，其经高温氧敏化后在微晶表面和晶界处形成了由SeO2和PbO混合氧化物构成的氧化层新相，其微晶会在氧化反应和重结晶的作用下融结在一起，晶粒间间隙会随着退火温度的不断提升而逐渐变小。霍尔效应仪测量表明，常温下沉积的多晶PbSe薄膜为p型，氧敏化未改变其导电类型；随着氧敏化退火温度的增加，其载流子浓度降低，载流子迁移率和薄膜暗电阻不断增大，但实验发现氧敏化过程未提高p型PbSe薄膜的红外光敏性。
硒化铅 多晶薄膜 p型 敏化过程 PbSe polycrystalline film p-type sensitization process
1 西北工业大学理学院
2 西北工业大学航空学院，西安 710072
基于碳纳米管的良好导电性、激子传输性能和量子点聚合物复合材料高的光电转换性能，采用原位缩合法制备了聚合物聚(2-甲氧基-5-辛氧基)-对苯乙炔-功能化碳纳米管-硒化铅量子点复合材料.通过对复合材料的X射线衍射、透射电子显微镜和紫外可见吸收光谱研究，发现聚合物聚(2-甲氧基-5-辛氧基)-对苯乙炔，功能化碳纳米管与硒化铅量子点可以有效地复合，且功能化碳纳米管与聚合物聚(2-甲氧基-5-辛氧基)-对苯乙炔形成网状结构；硒化铅量子点尺寸为5.75 nm，其可均匀地分散在聚合物聚(2-甲氧基-5-辛氧基)-对苯乙炔-功能化碳纳米管基体中形成包覆或镶嵌结构，并发生了光诱导电荷转移. 通过对复合材料的光电性能研究发现，插入不同厚度阴极修饰材料LiF后其光电性能提高，且当LiF为3 nm时，开路电压为0.558 V，短路电流为2.338 mA，填充因子为37.6%，转换效率为0.466%，与不插入修饰材料时相比复合材料光电性能提高了30%.
量子点 复合材料 碳纳米管 修饰材料 转换效率 Quantum dot Composite materials Carbon nanotubes Modified material Power conversion efficiency
西北工业大学应用物理系 陕西省光信息技术重点实验室, 陕西 西安710072
利用原位缩合法制备了聚(2-甲氧基-5辛氧基)对苯乙炔(MOPPV)-ZnSe量子点复合材料, 通过对复合材料的X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外可见吸收光谱等研究, 发现聚合物MOPPV与ZnSe量子点以包覆形式有效地复合在一起, 复合材料中ZnSe量子点结晶性良好, 尺寸约为4 nm; 且两者之间发生光诱导电荷转移, 复合材料随着退火温度的升高, 其吸收光谱范围发生红移。通过对MOPPV-ZnSe复合材料光电性能的研究发现, 复合材料光电性能随着退火温度的升高逐渐表现出明显的二极管特性, 转换效率出现先增大后减小的趋势,且在160 ℃时转换效率达到最大为0.3726%。
量子点 复合材料 退火温度 转换效率 quantum dot composite materials annealing treatment power conversion efficiency
西北工业大学应用物理系 陕西省光信息技术重点实验室, 陕西 西安710072
采用原位聚合法在无水四氢呋喃(THF)溶液中制备了聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔(MOPPV)/单壁碳纳米管(SWNTs)复合材料。通过对该复合材料的红外光谱、X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等的研究, 证实SWNTs 已聚合到MOPPV上且被MOPPV紧密有效地包覆, 形成了纳米线网状结构。通过紫外-可见(UV-Vis) 吸收光谱和光致发光(PL)谱发现: 随着SWNTs掺杂量的增加, 该复合材料的吸收强度逐渐增强且最大吸收峰出现红移, 其发光强度呈现先升高后降低的趋势, 发光峰蓝移。当SWNTs掺杂质量分数为3.85%时, 复合材料的发光强度最大, 此时最大发光峰位较纯MOPPV蓝移8 nm。研究结果表明: 在MOPPV 中掺入一定量的SWNTs, 能有效地增强复合材料的光致发光强度。
复合材料 纳米线 光致发光 能量传递 composites nanowire photoluminescence energy transfer
西北工业大学 理学院应用物理系, 陕西省光信息技术重点实验室, 西安 710129
针对CuPc-PTCDA有机小分子太阳电池, 根据光学干涉效应和扩散理论, 建立了非相干光吸收模型和激子传输模型, 利用Matlab软件模拟了限制有机光伏效率的光吸收和激子扩散过程, 模拟了不同激子扩散长度下CuPc层内激子浓度分布, 由此得到了光电流密度和外量子效率与CuPc层膜厚的关系; 模拟得到了外量子效率与PTCDA、CuPc各层膜厚的关系, 进而优化有机层的结构, 以此达到了提高器件光伏效率的目的。
有机太阳电池 薄膜厚度 模拟 激子扩散 organic solar cells film thickness simulation exciton diffusion
西北工业大学理学院光信息技术实验室，西安 710072
通过分析实际P－N结与理想模型之间的差别，建立了P－N结二极管及太阳能电池的数学模型；利用Matlab中的系统仿真模块库建立仿真模型，设置参量，求解模型方程并绘制了图形．对太阳能电池在一定光照下旁路电阻及串联电阻取不同数值时对其开路电压、短路电流及填充因子的影响做了模拟，并与实际测得的硅太阳能电池伏安特性进行了比较．模型分析与实验测量的结果表明：等效的旁路电阻和串联电阻分别影响电池的开路电压和短路电流．仿真结果与实验测量结果一致．
P－N结 伏安特性 等效电路模型 太阳能电池 P-N junction V-A property Equivalent circuit Solar cell
西北工业大学理学院光信息技术实验室，西安 710072
采用电化学氧化聚合染料增感方法，利用有机染料直接耐晒翠兰对太阳电池顶区材料聚苯胺进行了有机染料增感研究，制备出了Al栅／DS－PAn／n－Si／Al结构的染料增感聚苯胺／硅异质结太阳电池．研究表明，染料增感可使聚苯胺在光照射下光生载流子明显增强，较大幅度地改善聚苯胺的可见光谱响应；J－V特性表明，电池二极管的曲线因子约为6．3，p－n结的潜在势垒高度为0．89eV；与未增感的PAn／n－Si异质结太阳电池相比，染料增感的DS－PAn／n－Si异质结太阳电池的短路电流和转换效率得到了较大提高，在37．2W／m2的光照射下，经染料增感的电池短路电流较增感前提高了约6倍，填充因子可达57%，转换效率达1．42%．
太阳电池 电化学染料增感 聚苯胺 异质结 Solar cell Electrochemical dye sensitization Polyaniline Heterojunction
