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文檔簡介
聚合物光激發(fā)放電及其測量系統(tǒng)的研究的開題報告一、研究背景和意義隨著聚合物材料在光電子學(xué)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,對其內(nèi)部光物理性質(zhì)的深入研究顯得尤為關(guān)鍵。其中,聚合物的光激發(fā)放電效應(yīng)(photo-inducedchargegeneration,PCG)是一種非常重要的現(xiàn)象,它不僅直接關(guān)系到聚合物太陽能電池的最終電池性能,而且也是聚合物光電材料基礎(chǔ)研究的一個核心內(nèi)容。目前,關(guān)于聚合物的PCG效應(yīng)的研究主要來源于聚合物的吸收光譜、熒光光譜、電學(xué)性質(zhì)等方面的研究,但這些方法均難以在分子層面上得到詳細(xì)的PCG信息,限制了聚合物PCG效應(yīng)的深入研究。此外,傳統(tǒng)的聚合物光電特性的測試方法差異較大、測量精度不高,且存在著易受環(huán)境影響和測試難度大等問題。因此,開發(fā)一種高精度、高靈敏度的聚合物光激發(fā)放電測量系統(tǒng),能夠?qū)酆衔锏腜CG效應(yīng)進(jìn)行直接的測量和研究,具有重大的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。二、研究目的與內(nèi)容本研究旨在開發(fā)一種聚合物光激發(fā)放電測量系統(tǒng),并利用該系統(tǒng)對聚合物材料的PCG效應(yīng)進(jìn)行深入研究,其主要研究內(nèi)容包括:1.設(shè)計并制作一套高精度、高靈敏度的聚合物光激發(fā)放電測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)能夠針對不同波長光源進(jìn)行實(shí)時測量和控制,并能夠達(dá)到高光學(xué)分辨率和高時間分辨率。2.利用所開發(fā)的聚合物光激發(fā)放電測量系統(tǒng),對多種類型的聚合物材料進(jìn)行PCG效應(yīng)的實(shí)時測量和研究,探究不同聚合物結(jié)構(gòu)、電子親和力以及外部光輻射條件對PCG效應(yīng)的影響。3.基于所得到的實(shí)驗數(shù)據(jù),結(jié)合量子化學(xué)計算方法對聚合物中PCG效應(yīng)的物理機(jī)制進(jìn)行深入探究,以期為聚合物太陽能電池的設(shè)計和制備提供理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)意見。三、研究方法本研究采用如下方法:1.設(shè)計和制作實(shí)驗用的聚合物光激發(fā)放電測量系統(tǒng),將其與多種波長光源配合使用,實(shí)現(xiàn)對聚合物PCG效應(yīng)的實(shí)時測量和控制。2.利用所開發(fā)的聚合物光激發(fā)放電測量系統(tǒng),對多種聚合物材料進(jìn)行PCG效應(yīng)的實(shí)時測量和研究,并探究不同聚合物結(jié)構(gòu)、電子親和力以及外部光輻射條件對PCG效應(yīng)的影響。3.基于所得到的實(shí)驗數(shù)據(jù),采用量子化學(xué)計算方法對聚合物中PCG效應(yīng)的物理機(jī)制進(jìn)行深入探究。四、研究預(yù)期成果1.成功開發(fā)一套高精度、高靈敏度的聚合物光激發(fā)放電測量系統(tǒng)。2.對多種聚合物材料的PCG效應(yīng)進(jìn)行深入研究,探究了不同聚合物結(jié)構(gòu)、電子親和力以及外部光輻射條件對PCG效應(yīng)的影響,為聚合物太陽能電池的設(shè)計和制備提供理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)意見。3.基于實(shí)驗數(shù)據(jù)和量子化學(xué)計算方法,得到了聚合物中PCG效應(yīng)的物理機(jī)制的深入認(rèn)識。五、可行性分析本研究采用的聚合物光激發(fā)放電測量系統(tǒng)涵蓋了大量光學(xué)、電學(xué)知識,并且涉及材料科學(xué)及量子化學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域,因此研究相對復(fù)雜,但是由于相應(yīng)的研究已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)和先進(jìn)儀器設(shè)備的支持,在實(shí)驗操作、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析等方面具有一定的可行性。六、研究進(jìn)度和安排1.系統(tǒng)環(huán)境搭建和技術(shù)準(zhǔn)備:2019年7月至2019年12月2.聚合物光激發(fā)放電測量系統(tǒng)開發(fā)與測試:2020年1月至2020年6月3.聚合物材料的PCG效應(yīng)實(shí)驗與分析:2020年7月至2021年6月4.結(jié)合量子化學(xué)計算方法對PCG效應(yīng)機(jī)制進(jìn)行分析:2021年7月至2022年3月5.撰寫并提交論文:2022年4月至2022年6月七、經(jīng)費(fèi)預(yù)算本研究所需經(jīng)費(fèi)主要包括實(shí)驗儀器設(shè)備
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