共軛基團有機分子在單晶硅表面的組裝及其光電性質(zhì)研究.pdf

1、高純的單晶硅由于其良好的半導(dǎo)體特性,不僅是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料,也是最常見的光伏電池材料。在現(xiàn)有工藝和條件下,從電池性能上講,單晶硅是制造太陽能電池比較理想的材料。因此,如何更有效的提高單晶硅光電轉(zhuǎn)化的效率,成為現(xiàn)階段單晶硅太陽能電池研究中最亟待解決的問題。
　　 本論文主要利用含有共軛基團的有機分子對單晶硅表面進行改性修飾,制備出一系列的共軛有機體系/n型單晶硅復(fù)合材料,用以提高單晶硅材料的光電轉(zhuǎn)化效率。主要工作如下:

2、>　　 1.磺化聚苯胺/n型單晶硅復(fù)合材料的制備及光電性質(zhì)研究:通過Si-C鍵將對溴苯胺、對氨基苯乙炔以及對氨基苯乙烯三種有機分子預(yù)組裝到n型單晶硅表面,并在此基底上合成聚苯胺共軛體系,使得聚苯胺體系通過以下三種方式即直接組裝、通過-C=C-鍵組裝以及通過-C-C-鍵組裝到單晶硅表面,最后在聚苯胺體系中引入磺酸根基團,達到有機修飾單晶硅表面的目的。結(jié)果表明,由于磺酸根基團的存在,使得修飾后的硅片表面的電位發(fā)生改變,導(dǎo)致開路時的光電壓數(shù)

3、值向負電壓方向移動。同時由于聚苯胺本身為共軛體系,直接與單晶硅表面相連時其光電流密度要大于以-C=C-鍵和-C-C-鍵為橋梁時的光電流密度,而聚苯胺通過-C=C-鍵與單晶硅表面相連亦能形成共軛體系,其光電流密度大于以-C-C-鍵相連時的光電流密度值。
　　 2.葉綠素銅鈉鹽及其衍生物/n型單晶硅復(fù)合材料的制備及光電性質(zhì)研究:以C≡C鍵取代葉綠素銅鈉鹽(SCC)分子末端的C=C鍵,制備含有C≡C鍵的葉綠素銅鈉鹽(SCCa)。并在此

4、基礎(chǔ)上成功將SCC及SCCa分子分別組裝到單晶硅表面,使得兩種分子內(nèi)的卟啉環(huán)分別通過-C=C-鍵以及-C-C-鍵嫁接到Si原子上,制備出SCC/n型單晶硅復(fù)合材料以及SCCa/n型單晶硅復(fù)合材料。結(jié)果表明,由于卟啉環(huán)本身為共軛體系,當(dāng)其通過-C=C-鍵嫁接到硅表面時,卟啉環(huán)與-C=C-鍵共同構(gòu)成共軛體系,對于電子的傳遞更加具有促進作用,而當(dāng)卟啉環(huán)通過-C-C-鍵組裝到單晶硅表而時,由于-C-C-鍵本身不存在共軛效應(yīng),所以它的存在阻礙了電