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摘要为了学习光学测量手段，探究有机光电材料中的光激发态及光生载流子的变化，本课题选用MEHPPV和PCBM两种有机光电材料，使用激光、透镜、滤波片、斩波器、单色仪、锁相放大器、低温恒温器等仪器搭建光路，分别测量了纯MEHPPV薄膜、溶液在低温和室温下的光致发光光谱，并利用泵浦探测的方法分别测量纯MEHPPV薄膜、MEHPPV:PCBM(1:1)掺杂薄膜在低温和室温下的光致吸收谱，通过观察光谱峰的变化可以推测温度及掺杂对材料中光生载流子的影响。7491
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关键词 有机光电材料 MEHPPV PCBM 光致发光 光致吸收 泵浦探测
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The measurement of the photoluminescence spectra and photoinduced absorption spectra of organic photovoltaic materials
Abstract
In order to learn the optical measurement and study the excited-state and the evolution of photoexcitons of the organic photovoltaic material.the work choose the MEHPPV and PCBM which are both organic photovoltaic materials,using the laser,lens,,filter,chopper,monochromator,lock-in amplifer and cryostat to build up optical path.we measured the photoluminescence spectra of MEHPPV film and solution at room temperature and low temperature respectively.We also use pump-probe to measure the photoinduced absorption spectra of MEHPPV film and MEHPPV:PCBM(1:1) doped film at low temperature and room tenperature respectively.According to the spectra,we can speculate the influence of the temperature and material composition to the photoexcitons.
Keywords organic photovataic material MEHPPV PCBM photoluminence photoinduced absorption pump-probe
目 录
1 引言（或绪论） 1
1．1 课题意义 1
1．2 课题研究内容 2
2 光谱测量技术简介 3
2.1 光谱学简介 3
2.2 有机光电材料中的光激发态 3
2.2.1 有机光电材料中的光致发光原理 4
2.2.2 有机光电材料中的光致吸收原理 5
2.3 光谱测量方法 6
2.3.1 光致发光测量方法 6
2.3.2 光致吸收测量方法 6
3 光致发光、光致吸收光谱测试系统的设计 11
3.1 激发光源 11
3.2 探测光源 11
3.3 单色仪 12
3.4 光电探测器 13
3.5 锁相放大器 15
3.6 斩波器 17
3.7 系统整体结构 18
4 光谱测量实验过程及结果 19
4.1 实验样品的制备 19
4.2光路的搭建及实验结果 19
4.2.1 5mg/ml纯MEHPPV薄膜及溶液的光致发光测量 19
4.2.2纯MEHPPV薄膜与MEHPPV：PCBM（1:1）掺杂薄膜的光致吸收测量 21
致 谢 26
参 考 文 献 27
1 引言（或绪论）
1．1 课题意义
除核能外, 我们当今所使用的主要能源(包括化石燃料的煤、石油、天然气和水力、风力电能)都来自于太阳对地球的辐照。太阳对地球一天辐照所传递的能量就足以让这个星球上的60 多亿居民按现在的能源消费速度使用27 年。 随着化石燃料的不断耗尽以及环境污染日趋严重, 人们不得不寻找清洁的可再生能源作为目前能源的替代品。 太阳能在地球上分布广泛, 且取之不尽、用之不竭, 是一种真正意义上的绿色能源。因此, 近年来对太阳能的开发和利用的研究发展尤为迅速。 虽然直接利用光伏打效应的光伏电池对太阳能的转化效率比起其他的非直接转换方式要高好几个数量级, 但全球光伏电池的安装容量却十分有限, 其主要原因是现有的基于无机硅或半导体的光伏电池的价格过于昂贵。 虽然经过几十年的技术进步和工艺改进, 其价格已经下降了很多, 但还是超出人们普遍可接受的范围, 并且进一步大幅降低的可能性已几乎不存在。目前无机硅光伏打电池(简称光伏电池)的最高能量转换效率已经达到24%, 基于砷化镓半导体的光伏电池转换效率甚至已经达到了31%～32% (AM 1.5 G 条件下)。但它们的制造条件要求苛刻, 导致生产成本非常高, 且在制造的过程中会产生一些剧毒的物质。此外, 无机光伏电池的非柔韧性和不易加工等缺点也限制了其大面积化的应用进程。 基于共轭聚合物的光伏打电池, 或称聚合物太阳能电池, 具有和无机硅光伏电池相同的最高理论转换效率, 但是目前所开发的聚合物太阳能电池效率普遍都还比较低, 均在5%以下,且性能还不稳定, 离商业化还有很长的一段路要走。制约其能量转换效率的主要因素是电池的光谱响应范围与太阳光地面辐射光谱不匹配、载流子的迁移率不高以及电极对其收集效率低等。 但是聚合物太阳能电池却具有重量轻、可用湿法成膜(旋转涂膜、喷墨打印以及丝网印刷)的廉价大面积制造技术, 以及可制成柔性、特种形状器件等优点, 它甚至可以实现全塑料化和较强的光吸收密度。 更重要的是,通过分子设计和合成新型半导体聚合物或有机分子,可以容易地调控器件的性能。 基于这些独特的优点,聚合物太阳能电池成为近年来最热门的研究领域之一。