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F4-TCNQ在无机基底和纳米结构上的生长机制
摘要： 有机半导体四氟四氰基醌二甲烷（F4-TCNQ）是掺杂有机半导体、二维材料及无机化合物（如氧化锌）的理想候选材料，同时能有效增强有机电子器件接触界面的载流子注入能力。为评估其作为功能化材料或器件中电活性组分的适用性，我们系统研究了F4-TCNQ在不同无机基底上超过首层单分子膜后的生长模式——这些基底具有广泛的物理、化学及形貌表面特性差异。所用材料包括硅、碳化硅、硅基石墨烯、蓝宝石、纳米晶金刚石，以及氮化镓（GaN）薄膜和纳米线阵列。虽然表面终止状态会影响所有被研究基底上形成的F4-TCNQ岛状结构的形貌，但未观察到生长模式与基底掺杂类型及浓度存在显著关联。研究发现GaN纳米线会作为F4-TCNQ岛的成核位点，并被数层F4-TCNQ覆盖形成闭合同轴壳层。结论表明：F4-TCNQ通过包含不同尺寸/形状单分子膜与岛状结构的Stranski-Krastanov生长模式成核。本研究成果为将F4-TCNQ作为纳米线应用的功能化材料提供了基础生长依据。
关键词： 氮化镓纳米线、表面功能化、生长模式、有机半导体、有机电子学、表面掺杂、F4-TCNQ
更新于2025-09-23 15:21:01
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四氰基茚满用于有机半导体化学掺杂的光电及电子特性
摘要： 有机半导体的化学掺杂是提升众多有机电子和光电器件性能的常用技术。四氟四氰基醌二甲烷（F4-TCNQ）作为最广为人知的p型掺杂剂之一，具有强电子受体所需的特性。尽管其电子接受能力极强，但F4-TCNQ价格昂贵，难以满足大面积应用需求。本研究引入一种名为四氰基茚（TCI）的小分子作为潜在p型掺杂剂。该分子因其在非线性光学领域的应用而闻名，其高极化率源于四个吸电子基团——氰基的引入。这四个氰基同样存在于F4-TCNQ分子中，与四个氟原子共同增强吸电子能力。我们推测TCI可能具有与F4-TCNQ相当的接受强度，有望成为更廉价的替代品。通过循环伏安法（CV）、紫外-可见-近红外光谱（UV/Vis/NIR）、光致发光（PL）及电流-电压（IV）测试对比分析了TCI与F4-TCNQ的接受强度，并将其掺入聚3-己基噻吩（P3HT）中观察其对有机半导体的掺杂效果。
关键词： p型掺杂剂、F4-TCNQ、四氰基茚满、化学掺杂、有机半导体
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用非吸湿性F4-TCNQ掺杂TFB作为空穴传输材料以实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池
摘要： 设计高效稳定的空穴传输层（HTL）材料是提升有机-无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能的关键途径之一。本研究首次通过非吸湿性p型掺杂剂F4-TCNQ（2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基喹啉二甲烷）对共轭聚合物TFB（聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺)])）进行优化掺杂，成功构建了高效空穴传输材料（HTM）模型。采用F4-TCNQ掺杂TFB的PSC器件实现了17.46%的最佳光电转换效率（PCE），显著优于对比器件：LiTFSI+TBP掺杂Spiro-OMeTAD作HTM（16.64%）和LiTFSI+TBP掺杂TFB作HTM（11.01%）。稳态/瞬态光致发光（PL/TRPL）分析证实，F4-TCNQ掺杂TFB能促进钙钛矿与空穴传输层间的高效电荷/能量转移并抑制电荷复合。此外，F4-TCNQ的疏水性使器件在45%相对湿度环境下保持优异稳定性——该器件10天后仍维持初始效率的80%，远超LiTFSI+TBP掺杂Spiro-OMeTAD（约30%）和LiTFSI+TBP掺杂TFB（约10%）器件。这种简洁新颖的策略为开发高效太阳能电池及其他光伏应用提供了重要途径。
关键词： 稳定性、钙钛矿太阳能电池、F4-TCNQ、空穴传输材料、TFB、效率
更新于2025-09-16 10:30:52
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混合钙钛矿太阳能电池中空穴传输材料的分子掺杂
摘要： 混合卤化铅钙钛矿在光伏研究领域具有革命性意义，其效率已达到与最成熟光伏技术相当的水平，尽管稳定性尚未超越竞争对手。寻找稳定结构需要对电荷提取层进行工程设计；本研究采用分子掺杂法，将小分子和聚合物作为空穴传输材料应用于致密TiO?平面异质结结构中。我们证实了该方法的可行性，在基于致密二氧化钛的器件上实现了显著的性能提升和迟滞效应降低。我们研究了光伏性能与空穴传输材料结构的相关性。实验证明分子掺杂机制比氧化掺杂更可靠，并验证了聚合物空穴传输材料中的分子掺杂能制备出高效且具有长期稳定性的钙钛矿太阳能电池。
关键词： 稳定性、钙钛矿太阳能电池、迟滞效应、F4-TCNQ、分子掺杂
更新于2025-09-16 10:30:52