多臂CdS纳米棒制备和表征及CdS/PVK复合体系光电特性研究

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对于聚合物与有新奇结构的多臂纳米棒形成的复合结构薄膜,不仅增大了电荷分离的界面,而且具有优异的一维电荷输运性质,且解决了普通的一维纳米棒在构成薄膜时大部分的纳米棒是平躺在薄膜的内部,对纵向的电极间的电荷传输并无贡献的缺点,因此对提高复合结构界面电荷分离、传输和收集有一定的意义,在光折变应用、发光二极管和光伏电池等方面具有很好的应用前景。 CdS是一种重要的半导体光电材料,我们首先通过Cd(CH<,3>COO)<,2>·2H<,2>O与Na<,2>S·9H<,2>O,以双齿络合剂乙二胺辅助水溶液通过溶剂热法合成了高产率CdS纳米棒。XRD结果表明产物为六方相的CdS,TEM显示出样品为三齿状CdS纳米棒,直径约为10~15 nm,臂长为100 nm左右。通过荧光光谱PL和表面光电压SPS对其光学性质和光电特性做了详细研究。这种特殊的纳米棒结构可提供更多的电子传输通道,并有效的增加了与电极间的电荷传输能力,因此更有利于电子-空穴对的分离和传输。 我们利用旋转涂膜在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底制备了不同含量CdS与聚乙烯基咔唑(PVK)复合结构薄膜,利用荧光光谱结合表面光电压谱技术对于复合体系光电特性进行了研究。结果发现,复合薄膜荧光强度随CdS组分的增加而逐渐降低,而表面光电压谱图表明相应的光电压信号逐渐增强,我们认为这种现象主要是由于CdS与PVK之间存在匹配能级,导致复合后两者发生了电荷转移,使电子-空穴对有效分离而降低了复合几率,增强了PVK的HOMO能级中的空穴和CdS中的电子寿命,使载流子有更多的机会迁移到电极,提高了光电转换效率。并对复合体系界面具体的电荷转移过程进行了分析,为发展新型的高性能光电器件提供理论和实验基础。
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