盘状液晶取向研究及其在光电器件中的应用

盘状液晶取向研究及其在光电器件中的应用

论文摘要

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-C13制成双层结构的光伏器件ITO/HAT5/PTCDI-C13/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-C13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。

论文目录

  • 致谢
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 1. 引言
  • 1.1 盘状液晶的概念
  • 1.2 盘状液晶的应用现状
  • 1.3 盘状液晶的取向研究
  • 1.3.1 盘状液晶分子取向的基本类型
  • 1.3.2 盘状分子的取向技术
  • 1.4 本论文的主要工作
  • 2. 实验
  • 2.1 实验材料
  • 2.2 实验设备
  • 2.3 样品及器件的制备
  • 2.4 光伏器件基本原理与参数及测试
  • 3. 苯并菲衍生物热处理取向研究
  • 3.1 苯并菲衍生物的热学性能表征
  • 3.2 HAT5纯样的热处理取向研究
  • 3.2.1 热处理取向条件的摸索
  • 3.2.2 HAT5在不同的基片上的热处理结果
  • 3.3 TPE纯样的热处理取向研究
  • 3.4 本章小结
  • 4. XRD(用X射线衍射测定薄膜内部取向结构)
  • 4.1 垂直入射二维广角X射线衍射图样
  • 4.2 掠入射二维广角X射线衍射图样
  • 4.2.1 玻璃基片上热处理HAT5薄膜(A样品)
  • 4.2.2 玻璃基片上未经处理的HAT5薄膜(B样品)
  • 4.2.3 ITO玻璃基片上热处理的HAT5薄膜(样品C)
  • 4.2.4 石英单晶上热处理的HAT5薄膜(样品D)
  • 4.2.5 玻璃基片上热处理的TPE薄膜(样品E)
  • 4.2.6 ITO玻璃基片上热处理的TPE薄膜(样品F)
  • 4.2.7 石英基片上热处理的TPE薄膜(样品G)
  • 4.2.8 玻璃及石英基片上未经热处理的TPE薄膜
  • 5. 其他辅助取向工作
  • 5.1 掺杂高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
  • 5.2 掺杂三硝基芴酮(TNF)
  • 6. 基于苯并菲衍生物的光伏器件
  • 6.1 器件材料的吸收光谱及光电流谱
  • 6.2 光伏特性的测试
  • 7. 结论
  • 参考文献
  • 作者简历
  • 学位论文数据集
  • 相关论文文献

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