氨基酸在金屬氧化物表面吸附機制及器件應用研究.pdf

1、有機光電器件主要是利用有機半導體材料實現光能與電能轉換，作為一種新型的光伏技術漸漸出現在人類的研究范疇。當今，有機光電器件的研究以有機給體、受體材料設計,電極界面修飾和器件結構改變等為主。本文主要研究電極界面修飾對有機光電器件的影響，提出了一種新型的生物分子作為界面修飾層，引用生物分子氨基酸修飾體異質結倒裝結構光電器件中的ITO陰極，將生物分子與有機光電器件相關聯，主要內容包括：
　　以TiO2納米纖維和TiO2納米顆粒薄膜作為自

2、組裝單分子層方法生長氨基酸的基底，通過傅里葉變換紅外光譜和表面增強拉曼散射光譜中不同基團的頻移對生長機制進行分析。結果表明，TiO2納米纖維基底間距雖然很大，但通過拉曼光譜仍能表征出精氨酸小分子的基團信號，說明基團信號增強的原因并不是電磁場增強；通過分析TiO2納米纖維基底生長精氨酸的紅外光譜，COO-基團的對稱伸縮振動峰位由原來的1376cm-1移動至1379cm-1，COO-反對稱伸縮振動由原來1556 cm-1升高至1589 cm

3、-1，致使兩者頻率差值?達到210 cm-1，高于200 cm-1，可知精氨酸的羧酸根COO-與TiO2的配合方式屬于單齒配位化合物。此外，通過表面增強拉曼散射光譜中 COO-基團伸縮振動的頻移也能確定生長機制為氨基酸中-COOH與金屬表面氧化物表面-OH相互作用，產生化學吸附。
　　以氨基酸作為 ITO陰極修飾層制備了倒裝有機光電器件，并優化氨基酸修飾層的pH值發現，器件中以pH=4.5的天冬酰胺作為修飾層時，短路電流密度升高至

4、12.84 mA/cm2，開路電壓達到0.56 V，光電轉換效率提升至3.69％，并且二極管特性也得到改善。通過紫外光電子能譜分析，引入氨基酸修飾層能降低 ITO陰極的功函數，增強與活性層能級匹配度，從而使得單位時間內有更多載流子流向外部電路。此外，對加入氨基酸修飾層的兩種有機光探測器進行了研究，對于近紅外-可見光探測器，加入精氨酸修飾層后，在400-600 nm波長范圍內，比探測率達到了1012 Jones?？梢?近紅外光探測器加入精