《面向有機光電器件的富勒烯/金屬界面電子結構研究》是依託浙江大學，由李宏年擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向有機光電器件的富勒烯/金屬界面電子結構研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：李宏年
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以富勒烯及其衍生物作為電子受體的聚合物太陽能電池（PSC）是即將走進實際套用的新能源。當前國際上的研究目標是改進這種電池的穩定性以及將能量轉換效率提高至15%。器件中富勒烯/金屬（電極）界面的電子結構對這些目標的實現起著關鍵作用。 本項目研究富勒烯（C60和C70）單層膜和多層膜在Cu,Ag,Au,Al等金屬單晶表面的電子結構，目的在於為PSC電極界面的電子結構研究建立一套合適的範式。 所提出的範式為：電極界面是三元結構(兩個子界面)，即金屬/與金屬直接接觸的第一層分子/其它分子層。對於金屬/第一層分子這個子界面，我們引進最近發現的界面納米凹坑和附加原子，用密度泛函計算解釋長期不能理解的電子結構實驗數據；對於第一層/其它分子層這個在本項目中首次提出的子界面，我們製備精確表征的樣品，採用光電子能譜、軟X射線吸收譜等手段測量電子態，驗證我們的構想。最終得到能合理描述電極界面的完整的界面能級圖。
結題摘要
本項目為富勒烯C60/金屬界面電子結構研究建立了一套合適的範式，適合於有機電子器件中富勒烯與一些常用金屬（不包括化學活性太強的Ca等金屬）之間構成的電極界面。在這個範式中，電極界面應該被描述為“金屬/與金屬直接接觸的第一層分子/其它分子層”，即包含兩個子界面。所以這個範式也可以稱為雙子界面（Two sub-interfaces，簡稱TSI）模型。根據對C60/Ag(111)，C60/Ag(100)，C60/Au(111)，C60/Al(111)，C60/Al(100)體系的同步輻射光電子能譜研究，金屬/第一層分子這個子界面的費米能級一致，而第一層分子/其它分子層這個子界面的真空能級一致。根據TSI模型，金屬表面C60單層膜的功函式等於多層膜的功函式。因此我們對單層膜開展了深入的密度泛函理論研究，揭示出決定單層膜功函式的三個因素：1. 從金屬向C60未占據分子軌道的電荷轉移；2. 金屬表面與C60電子態的雜化；3. 由於吸附C60分子而導致的金屬表面重構。
