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盘状液晶取向研究及其在光电器件中的应用

王俊杰  
【摘要】: 盘状液晶分子能够通过电子云富集的中心核的π-π相互作用自组装成柱状相结构,从而具有准一维的传导性质,有序排列的柱状相理论上具有高载流子迁移率,可作为纳米导线,广泛应用到光电器件中,如发光二极管、太阳能电池等。因此,如何控制盘状液晶分子取向成为了研究的重点。 本论文中首先尝试用热处理的方法对两种苯并菲衍生物(2.3.6.7.10.11六戊烷氧基苯并菲(HA75);2.6.10三戊烷氧基3.7.11三乙酯基苯并菲(TPE))进行取向。研究获得了影响材料取向的关键因素,即取向薄膜的厚度及热处理过程中的降温速率。薄膜的厚度应该均匀,并且不宜过厚。实验通过适当的热处理,使得两种苯并菲衍生物在玻璃、石英、ITO玻璃等多种基片上获得了垂面取向。实验中使用偏光显微镜(POM)及X射线衍射(XRD)观察及鉴定盘状液晶分子的取向结构。经测定,两种材料的取向结构均为六方柱状相。 进一步尝试将苯并菲材料(HA75)与菲衍生物PTCDI-C_(13)制成双层结构的光伏器件ITO/HAT5/PTCDI-C_(13)/Al;并对器件中的苯并菲层进行热处理,研究热处理对器件性能的影响。器件在单色光的照射下,可获得光伏响应,开路电压最高可达0.75V,并且开路电压随器件中PTCDI-C_(13)层厚度的变化而变化。将HAT5有机层热处理后,器件的填充因子提高了近100%;但是器件的开路电压下降至0.36V。实验表明有机/有机的界面对于光伏响应的产生至关重要。


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