氨基酸在金屬氧化物表面吸附機(jī)制及器件應(yīng)用研究.pdf

1、有機(jī)光電器件主要是利用有機(jī)半導(dǎo)體材料實(shí)現(xiàn)光能與電能轉(zhuǎn)換，作為一種新型的光伏技術(shù)漸漸出現(xiàn)在人類的研究范疇。當(dāng)今，有機(jī)光電器件的研究以有機(jī)給體、受體材料設(shè)計(jì),電極界面修飾和器件結(jié)構(gòu)改變等為主。本文主要研究電極界面修飾對(duì)有機(jī)光電器件的影響，提出了一種新型的生物分子作為界面修飾層，引用生物分子氨基酸修飾體異質(zhì)結(jié)倒裝結(jié)構(gòu)光電器件中的ITO陰極，將生物分子與有機(jī)光電器件相關(guān)聯(lián)，主要內(nèi)容包括：
　　以TiO2納米纖維和TiO2納米顆粒薄膜作為自

2、組裝單分子層方法生長(zhǎng)氨基酸的基底，通過傅里葉變換紅外光譜和表面增強(qiáng)拉曼散射光譜中不同基團(tuán)的頻移對(duì)生長(zhǎng)機(jī)制進(jìn)行分析。結(jié)果表明，TiO2納米纖維基底間距雖然很大，但通過拉曼光譜仍能表征出精氨酸小分子的基團(tuán)信號(hào)，說明基團(tuán)信號(hào)增強(qiáng)的原因并不是電磁場(chǎng)增強(qiáng)；通過分析TiO2納米纖維基底生長(zhǎng)精氨酸的紅外光譜，COO-基團(tuán)的對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰位由原來(lái)的1376cm-1移動(dòng)至1379cm-1，COO-反對(duì)稱伸縮振動(dòng)由原來(lái)1556 cm-1升高至1589 cm

3、-1，致使兩者頻率差值?達(dá)到210 cm-1，高于200 cm-1，可知精氨酸的羧酸根COO-與TiO2的配合方式屬于單齒配位化合物。此外，通過表面增強(qiáng)拉曼散射光譜中 COO-基團(tuán)伸縮振動(dòng)的頻移也能確定生長(zhǎng)機(jī)制為氨基酸中-COOH與金屬表面氧化物表面-OH相互作用，產(chǎn)生化學(xué)吸附。
　　以氨基酸作為 ITO陰極修飾層制備了倒裝有機(jī)光電器件，并優(yōu)化氨基酸修飾層的pH值發(fā)現(xiàn)，器件中以pH=4.5的天冬酰胺作為修飾層時(shí)，短路電流密度升高至

4、12.84 mA/cm2，開路電壓達(dá)到0.56 V，光電轉(zhuǎn)換效率提升至3.69％，并且二極管特性也得到改善。通過紫外光電子能譜分析，引入氨基酸修飾層能降低 ITO陰極的功函數(shù)，增強(qiáng)與活性層能級(jí)匹配度，從而使得單位時(shí)間內(nèi)有更多載流子流向外部電路。此外，對(duì)加入氨基酸修飾層的兩種有機(jī)光探測(cè)器進(jìn)行了研究，對(duì)于近紅外-可見光探測(cè)器，加入精氨酸修飾層后，在400-600 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，比探測(cè)率達(dá)到了1012 Jones?？梢?近紅外光探測(cè)器加入精