聚合物光激發(fā)放電及其測量系統(tǒng)的研究的開題報(bào)告

聚合物光激發(fā)放電及其測量系統(tǒng)的研究的開題報(bào)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(gè)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(jì)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(shí)測量和控制，并能夠達(dá)到高光學(xué)分辨率和高時(shí)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(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合量子化學(xué)計(jì)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(jì)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(jì)和制作實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)，采用量子化學(xué)計(jì)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(jì)和制備提供理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)意見。3.基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和量子化學(xué)計(jì)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(gè)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(yàn)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(yàn)與分析：2020年7月至2021年6月4.結(jié)合量子化學(xué)計(jì)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(yàn)儀器設(shè)備