C60和CdSe-CdS-ZnS量子点复合体系表面界面光电荷转移的研究

摘要........................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................................. III 第一章绪论 (1)

1.1良好的电子受体材料—富勒烯（C60） (1)

1.1.1富勒烯（C60）的有关简介 (1)

1.1.2 一维富勒烯（C60）纳米材料 (3)

1.2 量子点及其在太阳能电池中的应用 (6)

1.3 富勒烯（C60）/量子点复合体系的研究进展 (8)

1.4 目前存在的主要问题 (12)

1.5 本论文研究的目的、思路及内容 (13)

参考文献 (14)

第二章C60粉末与CdSe/CdS/ZnS量子点复合材料光电性能的研究 (21)

2.1引言 (21)

2.2 实验部分 (22)

2.2.1实验所用试剂 (22)

2.2.2实验所用仪器 (22)

2.2.3实验过程 (22)

2.3 结果与分析 (23)

2.3.1 CdSe/CdS/ZnS量子点的表征 (23)

2.3.2双层C60-QDs结构薄膜样品的表征 (26)

2.4本章小结 (30)

参考文献 (32)

第三章一维富勒烯C60纳米棒的制备及其光电性能的研究 (37)

3.1 引言 (37)

3.2 实验部分 (38)

3.2.1 实验所用试剂 (38)

VII

C60和CdSe/CdS/ZnS量子点复合体系表面界面光电荷转移的研究

VIII

3.2.2 实验所用仪器 (38)

3.2.3 C60纳米棒的制备 (38)

3.2.4 场效应晶体管的制备 (38)

3.3 结果与讨论 (39)

3.4本章小结 (46)

参考文献 (47)

第四章CdSe/CdS/ZnS量子点修饰C60纳米棒的制备及其光电性能的研究 (51)

4.1 引言 (51)

4.2 实验部分 (52)

4.2.1 实验所用试剂 (52)

4.2.2 实验所用仪器 (52)

4.2.3 量子点修饰C60纳米棒的制备 (52)

4.2.4 场效应晶体管的制备 (52)

4.3 结果与讨论 (53)

4.4本章小结 (59)

参考文献 (60)

攻读硕士期间发表和完成的论文 (63)

致谢 (65)

第一章绪论

众所周知，能源已经成为人类社会经济发展的重要物质基础。2003年在美国休斯顿召开的能源与纳米科技大会上提到，能源问题被列为人类在未来50年面临的10大问题的首位[1]。因此，寻找和开发清洁、高效的可再生能源(风能、太阳能、水能和地热能等)，取代对环境有污染的矿物能，是解决新世纪能源问题的主要出路之一[2]。由于太阳能是一种取之不尽用之不竭的无污染且使用方便的能源，因此太阳能成为首选能源。于是，太阳能电池的研究和开发倍受各界的广泛关注[3-8]。由于太阳能电池研究的核心即为其活性层的研究，而活性层主要为电子给体和受体材料，因此，对电子给体-受体系统间的光诱导电子转移的研究越来越受到人们广泛的重视[9-15]。

半导体纳米晶（CdSe、PbS、PbSe、CdSe/CdS/ZnS等）在制备下一代太阳能电池中受到了广泛的关注。有效的收集太阳能的一个共同的策略是利用这些无机半导体纳米材料制成具有II型结构带系分布的纳米复合材料。除了这些无机纳米复合材料，人们发现有机/无机纳米复合材料对于发展太阳能电池具有很大的优势[16-18]。由于富勒烯（C60）及其衍生物PCBM具有良好的电子接受能力已经被用来制造有机物基太阳能电池[19-20]。尽管C60具有潜在的接受电子的特性，但是其在QD基光吸收系统中的作用还没有被充分的研究。对于QD-C60混合材料中电子转移研究的理解是它们有效的应用到太阳能电池中最关键的部分。本文中我们利用CdSe/CdS/ZnS和富勒烯（C60）这两种材料制备成具有给-受体结构的纳米复合材料并对其光电性能进行研究。

1.1良好的电子受体材料—富勒烯（C60）

1.1.1富勒烯（C60）的有关简介

1985年9月4日，Kroto等人在美国赖斯大学的实验室用质谱法检测激光束照射石墨的产物，从而证实了富勒烯分子的存在，并且从理论上推测了C60为足球状碳笼结构。Kroto指出此分子的结构与其见过的由Richard Buckminster Fuller设计的美国展馆的2/3球形圆顶建筑相似，因此他们决定用Richard Buckminster Fuller这位伟大的建筑师的姓