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基于光伏二极管的紫外有机探测器件性能研究

作　者: 陈丽莉
导　师: 李文连
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 凝聚态物理
关键词: 有机光伏二极管紫外光光探测器
分类号: TN23
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

有机紫外光探测器件是有机光电转换器件的应用领域之一,与无机光探测器相比具有生产成本低,检测面积大,以及易于与其他光、电器件组合和集成等优点,可适用于化学/生物分析,全彩色数字图像信号检测和高能辐射测量等。本论文主要研究以有机光伏二极管为基础的,针对长波紫外光（300–400 nm）的探测器件的性能,主要内容分为三个方面,其一,首次将酞菁铜（CuPc）作为电子受体应用于紫外探测器件,获得了较好的性能,并研究了在改变入射光强度条件下探测器件的性能改变情况;其二,利用激基复合物的形成,研究了分别以BCP和Sc（DBM）₃bath为电子受体的紫外探测器件,利用增大界面面积,增强激基复合物的形成和发射,提高紫外探测性能,分析了激基复合物的形成与器件光伏性能的关系,即激基复合物越强,光伏性能就越好,同时该探测器件还具有电致发光（EL）性质;其三,利用稀土配合物材料是很好的有机光电转换器件的电子受体材料,吸收光谱位于300-400 nm,适于做可见盲区的紫外探测器等元件的特点,选取4f电子结构稳定的La（4f⁰）, Gd（4f⁷）,Lu(4f¹⁴)为中心离子,研究了系列8-羟基喹啉镧系金属螯合物为电子受体的紫外探测器件的性能,该系列器件的响应范围均位于长波紫外区,是典型的可见盲区的紫外探测器件。为了保证合成的配合物材料的结构,对合成的稀土配合物采用红外光谱确定其结构,并用循环伏安法测量其HOMO能级,并计算出LUMO能级,探讨了能级特点对探测器件性能的影响,为紫外探测器件选择合适的电子受体。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
图表目录  10-13
第一章前言  13-50
  1.1 有机紫外光探测器的发展历程及优势  13-26
    1.1.1 有机紫外探测器的研究意义和发展历程  16-20
    1.1.2 有机光伏二极管的发展  20-25
    1.1.3 稀土配合物光电器件的研究现状  25-26
  1.2 有机光探测器的工作原理  26-30
    1.2.1 无机太阳能电池的工作原理  27
    1.2.2 有机光伏二极管的工作原理  27-30
  1.3 有机光探测器的性能参数及表征  30-32
    1.3.1 主要性能参数  30-31
    1.3.2 表征方法  31
    1.3.3 用于评估光探测器的主要参数  31-32
  1.4 有机光电材料  32-40
    1.4.1 有机光电材料的特点  32-33
    1.4.2 聚合物光电材料  33-36
    1.4.3 有机小分子光电材料  36-39
    1.4.4 电极材料  39-40
  1.5 有机光电转换器件结构  40-42
    1.5.1 单层器件  40-41
    1.5.2 双层异质结构器件  41-42
  1.6 有机光探测器的发展前景  42-43
  参考文献  43-50
第二章以铜酞菁配合物（CUPC）为电子受体的紫外光敏感的探测器件  50-59
  2.1 引言  50-51
  2.2 实验方法  51
  2.3 结果与讨论  51-56
    2.3.1 吸收光谱与光电流响应  51-52
    2.3.2 有机层厚度对器件性能的影响  52-53
    2.3.3 器件性能和不同给体的影响  53-55
    2.3.4 不同照射强度紫外光对器件性能的影响  55-56
  2.4 小结  56-57
  参考文献  57-59
第三章基于激基复合物形成的双功能的高效率有机紫外探测器件  59-70
  3.1 前言  59
  3.2 激基复合物的形成过程与光生激子分离  59-60
  3.3 实验方法  60-61
  3.4 紫外探测器的性能参数  61-64
  3.5 器件的电致发光性质  64-66
  3.6 器件结构改变对器件性能的影响  66-67
    3.6.1 CuPc薄层的加入  66
    3.6.2 m-MTDATA:BCP混合薄层的加入  66-67
    3.6.3 激基复合物的形成与器件光伏性能的联系  67
  3.7 小结  67-68
  参考文献  68-70
第四章以SC(DBM)_3BATH为电子受体的高效率的有机紫外探测器件  70-79
  4.1 前言  70-71
  4.2 实验方法  71-72
  4.3 紫外探测器件的特征参数  72-73
  4.4 器件的电致发光特性  73-75
  4.5 SC(DBM)_3BATH的能级和器件的能级结构  75-77
  4.6 小结  77
  参考文献  77-79
第五章以喹啉-镧系金属配合物为电子受体的有机可见盲区紫外探测器件  79-88
  5.1 前言  79-80
  5.2 实验方法  80
  5.3 结果与讨论  80-86
  5.4 小结  86-87
  参考文献  87-88
结论  88-90
攻读博士学位期间期间发表文章目录  90-91
作者简介  91-92
致谢  92-93

基于光伏二极管的紫外有机探测器件性能研究

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