可溶液加工的石墨烯量子點薄膜及器件的研究.pdf

1、有機太陽能電池柔性好、低能耗、易加工、可大面積應用，因此有望成為新一代太陽能電池，但有機材料的遷移率較差，是人們研究的核心問題。石墨烯量子點（GQDs）是零維的石墨烯基納米材料，除了擁有石墨烯和量子點的特性外，還有其獨特的量子限域效應和豐富的邊緣效應，使得GQDs擁有了顯著的光電特性，打開了其在光電器件應用領域的大門。并且GQDs帶隙可調，又有較大的比表面積，對光電器件的性能有很大影響。因此可將GQDs摻雜入有機材料，有望改善太陽能電池

2、的性能。但是石墨烯量子點的發(fā)光機理尚不清楚，所以在該領域的研究尚處在起步階段。
　　本論文主要研究了溶劑熱法制備GQDs，及將其摻雜入有機體相異質結中的應用，從太陽能電池的工作原理和主要性能參數(shù)來分析電池性能提高的原因。重點的研究內容如下：
　　(1)氧化石墨烯的制備和表征。
　　氧化石墨烯(GO)是制備石墨烯量子點的前體。本文首先采用改進的Hummers法制備GO，主要分為低溫反應、中溫反應和高溫反應三個階段。所得G

3、O經FT-IR、AFM和XRD表征結果表明，GO的表面含有大量含氧官能團，增加了GO的水溶性，使GO表面呈褶皺狀，層間距為8.03?。
　　(2)石墨烯量子點的制備和表征。
　　本文采用的方法是溶劑熱法，以GO為前體，將其溶于有機溶劑DMF中，經超聲分散后置于水熱釜中加熱，GO的橋氧官能團被破壞，將GO裁減成較小尺寸的石墨烯量子點(GQDs)。
　　(3)用可溶液加工的方法研究摻雜石墨烯量子點的太陽能電池性能。