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酞菁类光电导材料研究

戴霞  
【摘要】: 酞菁类化合物因具有一些特殊性质如半导体、光电导体性等,相当长一段时间里受到了人们的广泛关注。它们低毒、生产成本低,具有良好的热稳定性和化学分解稳定性,在可见光区有较强的吸收,是一类典型的光电导材料,被应用于静电复印、激光打印,有机太阳能电池等。 本论文采用具有技术简单、快速、方便,且平整性较好的旋转涂膜法制备酞菁光电导膜。旋涂膜的均匀程度与很多因素有关,如基片、旋涂液的浓度、溶剂的选择、温度与转速等。 由于铜酞菁在水和有机溶剂中的分散性很差,不利于旋涂成膜。论文先将铜酞菁氯磺化,形成磺酰氯,继而与有机胺反应生成两种铜酞菁磺酰胺,实现了铜酞菁的油溶性改性,制备成表面粗糙度较小的旋涂膜。但光电导性能却没有明显改善,这可能是由于铜酞菁磺酰胺中不同基团的引入,破坏了原有结构的对称性,使得分子排列反而不如铜酞菁有序,电子通道受到阻碍所致。 酞菁类化合物主要有两个吸收带,一个是在600~800附近的Q带;另一个是在300~400nm附近的Soret带,而苝酐化合物主要在400~600nm可见光区有一强的特征吸收峰,两者光谱响应范围互补,我们将这两种光电导材料复合,使其在可见光和近红外光区均有较好的光谱响应。该复合材料的光电导性能表现出协同增强效应。 最后,在功能分离型的双层光电导体的基础上,增加电子传输层(ETL),制备包含独立的空穴传输层(HTL)和电子传输层(ETL)的三层光电导体。ETL的加入,使得少数载流子——电子及时转移,减少空穴-电子对复合的几率,从而提高器件的光电导性能。但是膜总厚度的增加,使得整个光电导器件的电容变小,保持电荷的能力下降,这不利于光电导器件的应用。


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