聚合物光激发放电及其测量系统的研究的开题报告

聚合物光激发放电及其测量系统的研究的开题报告一、研究背景和意义随着聚合物材料在光电子学领域中的广泛应用，对其内部光物理性质的深入研究显得尤为关键。其中，聚合物的光激发放电效应（photo-inducedchargegeneration，PCG）是一种非常重要的现象，它不仅直接关系到聚合物太阳能电池的最终电池性能，而且也是聚合物光电材料基础研究的一个核心内容。目前，关于聚合物的PCG效应的研究主要来源于聚合物的吸收光谱、荧光光谱、电学性质等方面的研究，但这些方法均难以在分子层面上得到详细的PCG信息，限制了聚合物PCG效应的深入研究。此外，传统的聚合物光电特性的测试方法差异较大、测量精度不高，且存在着易受环境影响和测试难度大等问题。因此，开发一种高精度、高灵敏度的聚合物光激发放电测量系统，能够对聚合物的PCG效应进行直接的测量和研究，具有重大的科学意义和应用前景。二、研究目的与内容本研究旨在开发一种聚合物光激发放电测量系统，并利用该系统对聚合物材料的PCG效应进行深入研究，其主要研究内容包括：1.设计并制作一套高精度、高灵敏度的聚合物光激发放电测量系统。该系统应能够针对不同波长光源进行实时测量和控制，并能够达到高光学分辨率和高时间分辨率。2.利用所开发的聚合物光激发放电测量系统，对多种类型的聚合物材料进行PCG效应的实时测量和研究，探究不同聚合物结构、电子亲和力以及外部光辐射条件对PCG效应的影响。3.基于所得到的实验数据，结合量子化学计算方法对聚合物中PCG效应的物理机制进行深入探究，以期为聚合物太阳能电池的设计和制备提供理论基础和指导意见。三、研究方法本研究采用如下方法：1.设计和制作实验用的聚合物光激发放电测量系统，将其与多种波长光源配合使用，实现对聚合物PCG效应的实时测量和控制。2.利用所开发的聚合物光激发放电测量系统，对多种聚合物材料进行PCG效应的实时测量和研究，并探究不同聚合物结构、电子亲和力以及外部光辐射条件对PCG效应的影响。3.基于所得到的实验数据，采用量子化学计算方法对聚合物中PCG效应的物理机制进行深入探究。四、研究预期成果1.成功开发一套高精度、高灵敏度的聚合物光激发放电测量系统。2.对多种聚合物材料的PCG效应进行深入研究，探究了不同聚合物结构、电子亲和力以及外部光辐射条件对PCG效应的影响，为聚合物太阳能电池的设计和制备提供理论基础和指导意见。3.基于实验数据和量子化学计算方法，得到了聚合物中PCG效应的物理机制的深入认识。五、可行性分析本研究采用的聚合物光激发放电测量系统涵盖了大量光学、电学知识，并且涉及材料科学及量子化学等多个学科领域，因此研究相对复杂，但是由于相应的研究已经有了一定的基础和先进仪器设备的支持，在实验操作、数据处理和结果分析等方面具有一定的可行性。六、研究进度和安排1.系统环境搭建和技术准备：2019年7月至2019年12月2.聚合物光激发放电测量系统开发与测试：2020年1月至2020年6月3.聚合物材料的PCG效应实验与分析：2020年7月至2021年6月4.结合量子化学计算方法对PCG效应机制进行分析：2021年7月至2022年3月5.撰写并提交论文：2022年4月至2022年6月七、经费预算本研究所需经费主要包括实验仪器设备