聚(3-己基噻吩) (P3HT) 被发现是一种高效的低密度聚乙烯 (LDPE) 电导率降低添加剂,这为共轭聚合物领域开辟了一个新的应用领域。降低绝缘材料在高电场下的直流 (DC) 电导率的添加剂引起了广泛的研究兴趣,因为它们可能有助于设计更高效的高压直流电力电缆。研究发现,0.0005 wt% 的超低浓度区域规则性 P3HT 可将 LDPE 的直流电导率降低三倍,这意味着迄今为止所有电导率降低添加剂中效率最高的。这里建立的方法,即使用共轭聚合物作为单纯的添加剂,可能会在绝对数量上增加需求,超过薄膜电子产品所需的数量,这将使有机半导体从一种小众产品转变为大宗化学品。
在本节中,我们将回顾一些重要的研究,这些研究涉及有机半导体基薄膜晶体管的溶液加工性和电荷载流子迁移率,以及它们在有机气体传感器制造中的应用。首先,研究致力于探索有机半导体溶剂的可能性,从而调节半导体形貌和电荷传输。45–47 例如,Kim 等人研究了不同溶剂对 TIPS 并五苯薄膜形貌和结晶度的影响。48 沸点较高的溶剂(如氯苯和二甲苯)可形成结晶度较高的树枝状形貌,而沸点较低的溶剂(如氯仿)则可形成结晶度较低的非晶态薄膜。Choi 等人研究了溶剂沸点、晶粒尺寸和电荷传输之间的相关性。 29 使用高沸点氯苯旋涂 TIPS 并五苯可产生晶粒尺寸大、结晶度高的晶体,其迁移率比氯仿等低沸点溶剂高 5 个数量级。Hwang 等人报道了包括氯苯和四氢化萘在内的不同溶剂对 TIPS 并五苯/聚合物共混物的垂直相分离和组成结构的影响。49 使用四氢化萘溶剂时,观察到明显的相分离和增强的结晶,这归因于更高的迁移率值。Ozorio 等人发现了不同溶剂选择如何影响 TIPS 并五苯/聚(3-己基噻吩)(P3HT)共混物中的垂直相分离和电荷传输。溶剂三氯苯导致 TIPS 并五苯和 P3HT 之间出现适度的垂直相分离,并产生优化的 TIPS 并五苯薄膜形貌和增强的 P3HT 有序性,从而产生的输出电流是
掺杂是提升各种有机电子器件性能的重要策略。然而,在许多情况下,共轭聚合物中掺杂剂的随机分布会导致聚合物微结构的破坏,严重限制了电子器件的可实现性能。本文表明,通过离子交换掺杂聚噻吩基 P[(3HT) 1-x -stat-(T) x ](x = 0(P1)、0.12(P2)、0.24(P3)和 0.36(P4)),无规共聚物 P3 实现了 > 400 S cm − 1 的极高电导率和 > 16 μ W m − 1 K − 2 的功率因数,使其成为有史以来报道的基于未排列的 P3HT 薄膜中最高的电导率之一,明显高于 P1(< 40 S cm − 1 、< 4 μ W m − 1 K − 2)。尽管两种聚合物在原始状态下都表现出相当的场效应晶体管空穴迁移率≈0.1 cm 2 V − 1 s − 1,但掺杂后,霍尔效应测量表明 P3 表现出高达 1.2 cm 2 V − 1 s − 1 的霍尔迁移率,明显优于 P1(0.06 cm 2 V − 1 s − 1)。GIWAXS 测量确定掺杂 P3 的平面内𝝅 – 𝝅堆叠距离为 3.44 Å,明显短于掺杂 P1(3.68 Å)。这些发现有助于解决 P3HT 中长期存在的掺杂剂诱导无序问题,并作为在高掺杂聚合物中实现快速电荷传输以实现高效电子器件的典范。
首次尝试评估半导体天然橡胶的电荷传输特性。合成了四种不同比例的碘-橡胶复合材料,并通过电流密度-电压特性 (JV) 和阻抗谱测试了电荷传输。确定了最佳迁移率值的最佳掺杂比,并讨论了注入势垒高度对迁移率的影响。还尝试将态密度 (DOS) 与迁移率和掺杂比关联起来。在相同的环境和实验条件下,将半导体天然橡胶的传输特性与最流行的 p 型材料之一聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)进行了比较,以证明其作为经济高效且绿色的替代有机半导体的潜力。
使用MUON自旋弛豫(µ SR)研究了重新调节聚(3-己基噻吩)P3HT的分子动力学。µ SR光谱对纵向磁场(B LF,平行于初始MUON自旋方向)的响应表明,植入的Muons形成了均位于噻吩环和Diamagnetic态的粘性自由基,并具有可比的产率。此外,自由基中的未配对电子经历了与噻吩和邻近质子结合的muon相互作用,它们的发光可以作为分子动力学的量度。在几个温度下以详细测量在几个温度下测量的纵向muON自旋松弛率(1 / t 1 µ)的B LF依赖性被发现由局部敏感性j(ω)很好地再现,这些频谱密度j(ω)源自局部易感性,这些易感性均来自于纳维利亚(Havriliak-Negami)(Havriliak-Negami(H-N)功能中使用,该函数(H-n)函数(H-N)均为1(H-N)的分析(H-N)。 〜ν)δ]γ(其中〜ν是平均漏气率,0 <γ,δ≤1)。发现,发现从1 / T 1 µ分析中推导的温度依赖性的大小与13 c-nmr建议的己基链和噻吩环的运动一致。目前的结果标志着将µ SR应用于复杂系统动力学的方法论里程碑,并在诸如聚合物之类的广泛时间尺度上具有共存的频率。
PBLG 360 PEG 8 20 – 36% 67 MA 180 – 323 PEG 1 – 42 88 – 97 % 39 PLL 150 – 2200 PEG 22 – 113 48% 68 PLLGA 9 PEG 11 – 114 96 – 99% 38 PCEVE 845 PS 60 77% 35 a abbreviations for polymer backbones and side-chains: MA (methacrylate); nb(诺本烯); ONBA(氧苯甲烯酸酐); NBA(Norbornene赤道); p n ba poly(n-丙烯酸丁酯); pdmaema(聚(2-(二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯); PMMA(聚(甲基丙烯酸甲基甲基甲基甲基))); PLA(聚(乳酸)); PS(聚苯乙烯); P T Ba(p t ba(p t ba(t丁基丙烯酸酯)异氰酸酯); PBLG(聚(聚γ-苯甲酰-L-谷氨酸)); PEG(聚乙二醇)); PLL(Poly(L-赖氨酸)); PLLGA(γ-Poly(-propargy-l-谷氨酸)); PCEVE(聚(氯乙基乙烯基醚))
随着人工智能的发展,可穿戴视觉仿生设备正在取得显著进步。然而,传统的硅视觉芯片往往面临着高能量损失和模拟复杂生物行为的挑战。在本研究中,我们通过精心引导有机分子的排列,构建了范德华 P3HT/GaAs 纳米线 PN 结。结合肖特基结,这实现了多方面的类似鸟类的视觉增强,包括宽带非易失性存储、低光感知和接近零功耗的工作模式,无论是在单个设备和任意基板上的 5×5 阵列中。具体来说,我们实现了超过 5 位的内存传感和计算,具有负和正光电导性。当与两种成像模式(可见光和紫外线)结合时,我们的储层计算系统对颜色识别的准确率高达 94%。它实现了运动和紫外线灰度信息提取(显示防晒霜),从而实现融合视觉成像。这项工作为宽带、高度仿生的光电神经形态系统提供了有前景的材料和器件的联合设计。
无转移的石墨烯透明导电电极(TCE)是有机太阳能电池(OSC)的二锡氧化物(ITO)的有前途替代品。在本工作中,对沉积温度和H 2流速如何影响RF血浆增强化学蒸气沉积的石墨烯Pro的生长,结构,光学和电气性能如何使用可持续来源进行了全面研究。倒置的几何形状OSC具有P3HT:PCBM光活性层在不同条件下开发的无传输石墨烯TCES上制造。此外,还研究了银纳米线(AGNW)与不同石墨烯膜的耦合,用于用于OSC的混合石墨烯-Agnws TCE。基于在低或零H 2流程下制备的石墨烯TCE的设备比H 2的高流量表现出更好的性能。同样,由于垂直定向的石墨烯纳米片的生长高度增加,因此在高温(> 700℃,石英上)预先削减的石墨烯TCES导致了设备的性能恶化,从而大大降低了膜的传播和表面粗糙度。目前的工作提供了对可持续碳源玻璃上RF-PECVD石墨烯的生长机理的扎实理解。更重要的是,对OSC的可持续性,环保,成本和时间效率的生产进行了优化,这为通往无ITO的无光电子学铺平了道路。
J-box 接线盒 J sc 短路电流 JV 电流密度-电压 KRICT 韩国化学技术研究院 LCOE 平准化电力成本 LID 光致衰减 MA 甲铵 MAI 甲基碘化铵 MOCVD 金属有机化学气相沉积 MOVPE 金属有机气相外延 MSP 最低可持续价格 MWT 金属包裹 NREL 国家可再生能源实验室 OpEx 运营费用 P3HT 聚(3-己基噻吩) PCBM 亚甲基富勒烯 苯基-C61-丁酸甲酯 PEAI 苯乙基碘化铵 PECVD 等离子体增强化学气相沉积 PERC 钝化发射极和背电池 PERL 钝化发射极后部局部扩散 PERT 钝化发射极后部全扩散 PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 POE 聚烯烃 PSG 磷硅酸盐玻璃 PTAA 聚(三芳胺) PV 光伏 PVCS 光伏组合开关设备 R&D 研究与开发 R2R卷对卷 RTP 快速热处理 S2S 片对片 SAS 硒化和硫化 SG&A 销售、一般及行政管理 SHJ 硅异质结 SJ 单结螺-OMeTAD 2,2',7,7'-四(N,N-二对甲氧基苯胺)-9,9'螺二芴 STC 标准测试条件 TCO 透明导电氧化物 TEF 技术演进框架 TJ 三结 TMAl 三甲基铝 TMGa 三甲基镓 TMIn 三甲基铟 USD 美元 V oc 开路电压 wph 每小时晶圆
近十年来,卤化物钙钛矿得到了广泛的研究,部分原因是钙钛矿基太阳能电池的能量转换效率得到了前所未有的快速提高。除了太阳能电池之外,基于钙钛矿的光电器件如光电探测器和发光器件也已展示出令人印象深刻的性能,这得益于大的吸收系数、可调的带隙、缺陷容忍度和长的载流子扩散长度。尽管这些领域已经取得了重大进展,但是包括长期稳定性和铅的毒性在内的一些挑战极大地限制了它们的商业化。人们已经付出了巨大的努力,从光物理的基本理解、材料工程和性能优化等方面来解决这些长期存在的问题。本期特刊以“卤化物钙钛矿:从材料到光电器件”为主题,包括一条评论、四篇综述和五篇原创研究文章,涵盖了所有提到的主题。在本期特刊中,熊等人。来自新加坡南洋理工大学的李建军等 [1] 深入评述了基于钙钛矿的激子极化玻色-爱因斯坦凝聚态的研究现状和未来的研究方向。Koleilat 等 [2] 详细总结了维度工程包括形态工程和分子工程如何影响它们的带隙、结合能和载流子迁移率,从而影响光电探测器和太阳能电池的性能。李等 [3] 综述了二维钙钛矿中自陷激子的研究进程,包括自陷激子的起源,如何检测和控制自陷激子以及自陷激子的存在如何影响钙钛矿基光电器件的性能。唐等 [4] 详细评述了自陷激子在钙钛矿中的研究进展,包括自陷激子的起源,如何检测和控制自陷激子以及自陷激子的存在如何影响钙钛矿基光电器件的性能。 [4] 收集了钙钛矿基发光二极管的外量子效率、亮度和稳定性状态等性能矩阵,向读者简要而全面地介绍了该领域。陈等 [5] 总结了下一代硅基串联太阳能电池的可能顶部电池,并进一步提出了有希望的候选顶部电池。梅等 [6] 通过一种简单的一步滴涂法探索了前体浓度如何影响可印刷无空穴导体介观钙钛矿太阳能电池的性能;游等 [7] 通过使用无掺杂聚合物聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)作为空穴传输层,研究了无机钙钛矿太阳能电池的性能和热稳定性。钟等[8] 采用刮刀涂布法制备宽带隙甲脒溴化铅薄膜,并研究表面活性剂种类对基于所制备薄膜的太阳能电池性能的影响。魏等。[9] 展示了如何通过复合工程制造高效的钙钛矿基发光二极管。Mu 等人 [10] 提出了一种电晕调制装置结构,以在电子束激发下实现钙钛矿量子点中的随机激光发射。本期特刊中出现的十篇文章仅涵盖了这个快速发展的钙钛矿社区最新进展的一小部分。我们希望本期特刊能为卤化物钙钛矿社区提供有用的参考,并激发这些研究领域的更多研究。
