P3HT/TiO2纳米管有序阵列同轴异质结光伏特性及电荷输运研究

旨在通过TiO2平行柱形孔的约束，形成高度有序穿插的P3HT/TiO2有机-无机体相同轴异质结纳米阵列结构，可使绝大多数光生激子在有效的扩散范围内(约10nm)迅速抵达异质结界面处高效分离，并使空穴在有序堆积的共轭聚合物链上获得较高的迁移率，进而可望提高有机光电池的能量转换效率。该结构似具有如下优点：1) 这种体相纳米阵列同轴异质结密度高，受光照的有效面积比其表观面积大得多，利于光的有效吸收、激子的产生、扩散和分离；2）植入TiO2纳米管内的聚合物链堆积的有序度提高，益于空穴载流子的迁移，并且处在孔内的共轭聚合物与大气隔绝，不易氧化，利于器件的稳定性；3）这种有序的体相同轴异质结阵列结构简单、制备工艺简便、易于进行建模分析和实验研究。该课题有助于深入理解有机-无机同轴异质结附近光生激子的产生、分离以及载流子的输运机理，对于研发新型高效全固态有机聚合物光电池具有重要理论意义和实用价值。