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色基希腊十字(+)聚集体中的零激子分裂
摘要: 分子聚集体中的激子相互作用对调控p-共轭材料的光学行为起着关键作用。虽然色氨酸的理想希腊十字形偶极(α=90°)堆叠对光电器件应用至关重要,但这种结构仍难以实现。我们报道了一种新型1,7-二溴苝-3,4,9,10-四羧酸四丁酯(PTE-Br2)的希腊十字(+)组装体,在晶态下表现出无激子耦合介导的单体状光学特性。相比之下,X型(α=70.2°,PTE-Br0)和J型(α=0°,θ=48.4°,PTE-Br4)组装体中非零激子耦合导致光学性质发生扰动。此外,半经典马库斯电荷转移速率理论预测正交堆叠的PTE-Br2会出现选择性空穴传输现象。晶态PTE-Br2中精确的旋转角度依赖性光电特性,将对光子和分子电子学应用的新型p-共轭材料的理性设计产生重要影响。
关键词: 晶体工程、发色团聚集体、荧光、电荷迁移率、激子分裂
更新于2025-09-23 15:21:01
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层厚度与电荷迁移率对FAI:MABr:PbI?:PbBr?钙钛矿太阳能电池性能的影响:GPVDM模拟方法
摘要: 钙钛矿太阳能电池(PSCs)受到广泛关注,其性能已迅速提升至24.2%。层厚度和电荷迁移率对高性能钙钛矿太阳能电池至关重要。本文基于FTO/TiOx/SnO2/FAIMABrPbI2PbBr2/Spiro-OMeTAD/Ag结构,利用GPVDM(通用光伏器件模型)软件研究了层厚度和电荷迁移率对钙钛矿太阳能电池某些参数的影响。模拟结果表明,可获得最佳优化功率转换效率为23.88%。模拟中TiOx、SnO2、FAIMABrPbI2PbBr2、Spiro-OMeTAD的最佳层厚度分别为50 nm、30 nm、400 nm、30 nm。光活性层的最佳电子和空穴迁移率分别为2×10?? m2V?1s?1和2×10?? m2V?1s?1。通过模拟与实验的对比研究发现,实验可获得15.93%的效率性能,而该太阳能电池模型的模拟效率为18.43%。
关键词: 层厚度、GPVDM模拟、钙钛矿太阳能电池、功率转换效率、电荷迁移率
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过在P3HT:IEICO-4F中添加PC71BM实现高性能全色有机光电探测器电荷转移、迁移率和形貌的改善
摘要: 通过在全聚合物给体聚(3-己基噻吩)(P3HT)与小分子非富勒烯受体2,2'-((2Z,2'Z)-(((4,4,9,9-四(4-己基苯基)-4,9-二氢-并四噻吩并[1,2-b:5,6-b']二噻吩-2,7-二基)双(4-((2-乙基己基)氧基)噻吩-5,2-二基))双(亚甲基))双(5,6-二氟-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-2,1-二亚基))二丙二腈(IEICO-4F)主体体系中添加[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)富勒烯作为电子受体,实现了光谱响应范围300-1000 nm的高性能全色有机光电探测器(OPDs)。当添加10 wt% PC71BM时,器件在805 nm处展现出高达1.35×1012 Jones的比探测率(D*),较对照组提升1.5倍。性能提升主要源于短波长范围光吸收增强及级联能级排列,这有效促进了光捕获与激子利用效率。此外,通过调节PC71BM受体比例优化活性层形貌,显著提升了器件电荷传输与迁移率并抑制双分子复合。本研究表明在非富勒烯体系中引入富勒烯对全色OPDs器件性能具有积极影响。
关键词: 薄膜形貌、电荷迁移率、非富勒烯与富勒烯受体、全色有机光电探测器、电荷转移
更新于2025-09-11 14:15:04
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高结晶性受体的可溶液加工全小分子高性能非富勒烯有机太阳能电池
摘要: 本工作中,两种具有不同结晶度和能级的小分子受体(IDIC和IDIC-4F)成功应用于非富勒烯全小分子有机太阳能电池(NFASM-OSCs)。选择DFDT(DPP)2作为给体材料是因为其与IDIC和IDIC-4F具有互补吸收特性。作为受体时,IDIC-4F因结晶度更优而展现出比IDIC更高的光电转换效率(PCE)。本研究不仅展示了如何平衡开路电压(Voc)与短路电流密度(Jsc)的关系,还提出了获得良好相分离形貌的方法。此外,结晶度的提升有助于抑制双分子复合并提高电荷迁移率。通过优化器件制备条件,以DFDT(DPP)2:IDIC-4F为活性层时实现了9.43%的最高PCE,其激发短路电流密度(16.83 mA cm-2)和填充因子(FF,0.65)表现优异。所得器件的FF和Jsc显著提升,该效率值目前居于文献报道中以DPP为末端受体基团的NFSM-OSCs最高效率之列。
关键词: 结晶度、小分子受体、相分离形貌、非富勒烯有机太阳能电池、电荷迁移率
更新于2025-09-11 14:15:04
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锐钛矿相二氧化钛纳米管阵列的光调谐直流电导:长程电荷输运特性
摘要: 本文展示了锐钛矿型TiO?纳米管阵列(aTNTAs)在激光脉冲辐照下、处于本征吸收带内外时的光激活直流电导相关实验结果。研究发现,由于强烈的电荷-声子耦合、大量浅能级陷阱以及相邻纳米管间的跳跃传导,所研究aTNTAs中载流子的迁移率和扩散系数极低。我们认为,在直流电导值较大时,阵列结构内因过剩电子与空穴局部浓度差异产生的限制电场会抑制漂移电流。此时此类aTNTAs的直流电导主要由可移动载流子的扩散主导。为解释实验结果,我们提出了一个描述激光辐照下aTNTAs直流电导演变的循环动力学模型。
关键词: 锐钛矿纳米管、激光辐照、直流电导、乌尔巴赫能量、漂移电流、带间跃迁、扩散电流、电荷迁移率
更新于2025-09-10 09:29:36
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??的范德华固体的电荷迁移率和复合机制
摘要: 三角晶系碲是一种由范德华力结合的碲原子一维螺旋链构成的小带隙元素半导体。我们研究了块体碲中载流子迁移率与复合路径的温度依赖性。通过3 MeV电子辐照样品产生电子-空穴对,并采用时间分辨微波电导法进行检测。利用理论模型解释了不同电荷密度和温度下的实验现象。分析显示其室温迁移率高达[数值缺失]cm2V?1s?1,该迁移率存在热失活现象表明属于能带输运机制。研究表明电荷主要通过辐射复合(室温下辐射产额接近98%)进行复合,剩余电荷则通过陷阱辅助复合(肖克利-里德-霍尔复合)或深能级陷阱俘获。碲材料兼具高迁移率、近100%的辐射产额以及可通过液相剥离实现原子级线材大规模制备的特性,在远红外探测器、激光器等新一代纳米电子与光电子器件领域具有重要应用前景。
关键词: 重组机制、电荷迁移率、光电子应用、碲、范德华固体
更新于2025-09-04 15:30:14
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板状融合噻吩液晶及其苯类类似物:简易合成、自组装、p型半导体性及光致发光
摘要: 通过铃木偶联和三氯化铁氧化串联环脱氢反应(包括均偶联与交叉偶联反应),设计并简易合成了新型噻吩稠环盘状液晶。利用偏光显微镜、差示扫描量热法和小角X射线散射技术,对所形成的六方与矩形柱状介观超分子结构进行了表征。采用瞬态光电流飞行时间(TOF)技术测定了其中两种噻吩稠环盘状分子的介晶相载流子传输性能,显示出10?3至10?2 cm2 V?1 s?1范围的快速空穴传输值,从而证明其在电子器件中的应用潜力。这些具有不同扩展π共轭体系的发光板状介晶分子还能发射蓝、绿或红光,其绝对光致发光量子产率高达18%。
关键词: 噻吩、发光、中间相、环氢化、电荷迁移率
更新于2025-09-04 15:30:14
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低频振动对高迁移率有机半导体中电荷传输的影响
摘要: 尽管对有机半导体(OSs)中电荷传输进行了数十年的深入研究,但其高效电荷传输机制仍不明确。近期有研究表明,低频(LF)振动是高迁移率有机半导体中电荷传输的限制因素。然而,分子结构、晶体堆积方式、低频振动与电荷传输之间的关系仍未明晰,这阻碍了针对高迁移率有机半导体的定向探索,导致研究者主要依赖试错法。本综述介绍了研究低频振动及其在电荷传输中作用的理论和实验方法,并重点关注最新研究成果。预计实验人员与理论工作者的紧密合作将深化对有机半导体中低频振动及其对电荷传输影响的理解,从而指导新型高迁移率有机半导体材料的设计,推动有机电子学发展。
关键词: 结构-性能关系、有机电子学、拉曼光谱、电子-声子相互作用、电荷迁移率
更新于2025-09-04 15:30:14