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1.3 本课题的主要研究内容 2
2. 光谱测量技术 . 4
2.1 光谱学简介 .. 4
2.2有机光电材料中光激发态 .. 5
3.光致发光、光致吸收光谱测试系统的设计 .. 9
3.1 系统的整体结构 .. 9
3.2系统主要部件简介 ... 10
4.实验步骤 . 14
4.1配制溶液 ... 14
4.2薄膜的制作 . 14
4.3光谱的测得 . 15
5.实验结果及其分析 . 18
5.1 光致发光光谱（PL）的实验结果及其分析 ... 18
5.2 光致吸收光谱（PIA）的实验结果及其分析 .. 22
5.3 DP带和 LP带极化子寿命测量的实验结果及其分析 ... 24
结 论 . 27
致 谢 . 28
参考文献 ... 29
1. 绪论 1.1 选题意义 有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。有机光电材料通常是富含碳原子、具有大 π 共轭体系的有机分子，分为小分子和聚合物两类。与无机材料相比，有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。1 太阳能取之不尽，用之不竭，是一种绿色环保的新型能源。在能源需求日益增长的今天，如何高效开发利用太阳能越来越多的受到人们的重视。对太阳能电池的研究开发备受关注。 传统的太阳能电池主要由硅等无机材料制造而成，其效率高、寿命长，但制备工艺复杂、成本高等因素一直限制其大规模应用。二十世纪 90年代起有机太阳能电池作为一种新型太阳能电池发展起来。与无机太阳能电池相比，基于共轭聚合物的有机太阳能电池，具有低成本、超薄、质量轻、制作工艺简单、可制备大面积柔性器件等突出优点，具有重要发展和应用前景源]自=751-^论-文"网·www.751com.cn/ ，也已成为当今新材料和新能源领域最富活力的研究前沿之一2。光伏材料使用有机聚合物，具有如下优势：第一，有机材料在可见光区域有良好的吸收特性，利用该种材料制作的光伏器件中活性层可以很薄，从而降低了生产工艺中对材料的要求。第二，有机材料的数量丰富，其光电性质的多样化可通过分子结构裁减实现，使得光伏产业具有十分广阔的发展空间。第三，有机材料的制备和提纯工艺较为简单快捷，溶液制备与柔性基板具有很好的相容性。 光电转换效率是太阳能电池的重要指标， 目前报道的有机聚合物太阳能电池的最大的光电转换效率已经较接近商业应用的门槛 10%，但与无机薄膜太阳能电池相比还相差甚远，亟待提高。光激发态的复合及衰减对电池的性能有着重要的影响，薄膜的制作工艺会影响其光激发态，其影响机理有待研究。
1.2 光学薄膜制备及表征的一般技术 有关薄膜的制备方法，
实验室制备光学薄膜通常采用物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition, PVD):有传统的真空蒸镀法(Vacuum Evaporation, VE),包括电阻蒸镀、电子束蒸镀;也有新出现的荷能离子镀方法,包括离子辅助沉积(Ion Assisted Deposition, IAD)、低压反应离子镀(Low - voltage Reactive Ion Plating, LVRIP or RLVIP)、等离子辅助沉积(Plasma Assisted Deposition, PAD)、磁控溅射、离子束溅射(Ion Beam Sputtering, IBS)等3。薄膜质量的影响因素方面，薄膜厚度、均匀性与溶液的浓度、基片旋转速度、退火温度和时间对薄膜的质量都有影响4。常用有机薄膜的制备方法：旋涂法、刮刀涂布法、蒸发法等，其中，采用旋涂方法制备具有工艺简单、成本低廉、便于操作等优点，是实验室制备薄膜的一种常用手段。5有关光学薄膜技术,其测试方法主要有：光谱法(透射光谱法、反射光谱法和透射反射光谱法)，椭圆偏振法、干涉测量法和光度测量法6、核磁共振分析法、质谱法、色谱法、扫描探针显微镜等方法。其中，光谱法为非接触测量、操作简便灵活、信息量大，是实验室中常用的测量手段。光电薄膜选取的材料方面，常用的有机光电薄膜的材料包括：P3HT、PCBM 等。P3HT是一种3-己基噻吩的聚合物，主要用于有机薄膜晶体管和有机太阳能电池，其结构如图1.1(a)所示。目前由P3HT和PCBM共同组成的有机太阳能电池效率已经达到 5%。