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界面

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产品名称: 界面

发布日期: 2015-09-29

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简述: 薄膜有机光伏器件通常由活性层,界面层和电极层堆叠而成,产生复杂的界面状况。理解界 面对于器...

产品详情

   在实际器件中,材料与材料之间的界面也是影响器件性能的决定性因素。我们采用扫描力探针技术,利用它对各种样品和环境的适应性和纳米级的空间分辨能力,探索新的功能成像方法,以实现原位、工作状态下界面和器件中载流子运动的“可视化”。前期有以下几个工作的子:

   1.OPV器件中界面能级排布测量

   薄膜有机光伏器件通常由活性层,界面层和电极层堆叠而成,产生复杂的界面状况。理解界 面对于器件能级排布的影响,进而理解其对载流子输运的影响,是优化器件性能的重要途径。我们利用扫描开尔文探针显微术观察器件内建电场以及界面层的界面偶极,增强的器件内部电场抑制了光生载流子的复合,从而同时提高器件的短路电流,开路电压和填充因子。 [Advanced Materials 23, 4636 (2011), Nature Communications, 6, 7745 (2015), Nanotechnology 24, 484011 (2013)]


   2. 锂电池电极界面:固态电解质中间相

   锂离子电池中包含丰富的固-固和固-液界面。其中电极与电解液界面的固态电解质中间相(SEI)膜决定了锂离子电池的循环寿命、安全性等关键性能,因此理解其形成机理、构效关系 对锂离子电池的应用具有重要的意义。以往采用的谱学手段获得的往往是SEI膜的系综平均信息,难以深入了解SEI膜的形成过程与微观机制。我们利用原子力显微术的成像与力谱功能,原位观察氧化锰电极SEI膜结构并测量其力学性能,从而获得SEI膜的形成机理与结构组成的信息,开拓了这一研究领域的新方向。



   3. 扫描介电力显微术

   为了表征能源纳米材料与器件中载流子的长程迁移能力,我们发展了扫描介电力显微术(DFM)。利用扫描力探针技术的超灵敏的力分辨能力(~1 pN)测量材料的低频介电响应,进而对纳米材料与器件的电学性能进行定量检测。DFM实际上是无需用安培表即看到载流子浓度的方 法,可以实现众多以前无法做到的独特的测量与表征:如分辨单壁碳纳米管的金属/半导体特性,确定材料的掺杂类型,原位研究电荷转移,预测场效应晶体管器件开关比等。


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