2025年大学《分子科学与工程》专业题库—— 分子科学与工程光电功能材料研究.docxVIP

2025年大学《分子科学与工程》专业题库——分子科学与工程光电功能材料研究

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题均有多个正确选项，请将正确选项的代表字母填写在答题纸上。多选、错选、漏选均不得分。）

1.下列哪些材料通常表现出良好的光电活性？

A.导电聚合物

B.具有窄带隙的半导体量子点

C.高载流子迁移率的金属氧化物

D.空间电荷限制电流（SCLC）型器件常用的绝缘体

E.具有高对称性、低缺陷密度的完美晶体硅

2.在理解半导体PN结的光电转换机制时，以下哪些说法是正确的？

A.P-N结的形成依赖于载流子的扩散与漂移动态平衡。

B.光子能量必须大于半导体的带隙宽度才能有效激发载流子。

C.P区空穴和N区电子扩散至对方区域后，将在空间电荷区形成固定的空间电荷。

D.当光照照射PN结时，若光子能量足够，会同时在P区和N区产生电子-空穴对。

E.外加电场方向与内建电场方向相同，会增强空间电荷区的耗尽。

3.以下哪种或哪些光谱技术主要用来获取材料的光学带隙信息？

A.紫外-可见吸收光谱（UV-VisAbsorptionSpectroscopy）

B.拉曼光谱（RamanSpectroscopy）

C.红外吸收光谱（IRAbsorptionSpectroscopy）

D.荧光光谱（FluorescenceSpectroscopy）

E.X射线光电子能谱（XPS）

4.有机光电功能材料通常具有哪些特点或结构设计原则以实现高效光电性能？

A.具有合适的能级结构，以便于电荷的有效注入和传输。

B.具有规整的分子堆积，以促进载流子的长程迁移。

C.含有合适的给体和受体单元，以形成激子或实现电荷转移。

D.具有较高的玻璃化转变温度（Tg），以保证器件的热稳定性。

E.分子量越大越好，以提高材料的稳定性。

5.钙钛矿太阳能电池（PerovskiteSolarCells,PSCs）研究中的一个关键挑战是材料的稳定性问题。以下哪些因素或途径可能影响其稳定性？

A.材料本身的化学成分和环境友好性。

B.晶体结构的缺陷和相变。

C.对材料表面进行钝化处理。

D.工艺过程中的水分和氧气引入。

E.器件结构设计，如使用缓冲层和封装技术。

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填写在答题纸上。）

1.半导体中，将电子从价带激发到导带所需克服的能量势垒称为________。

2.激子是半导体中由一个电子和一个空穴通过_______相互束缚而形成的准粒子。

3.有机发光二极管（OLED）中，电子从阴极注入，通常需要通过_______与空穴复合以产生光。

4.X射线衍射（XRD）技术主要用来表征材料的________结构信息。

5.提高有机光伏器件（OPV）效率的途径之一是优化给体和受体材料的________相互作用，形成有效的激子解离区域。

6.在光电探测器的响应机制中，内光电效应主要包括________效应和光电导效应。

7.量子点（QuantumDots）的光学特性（如光吸收和发光峰位）对其________和尺寸密切相关。

8.金属氧化物，如氧化锌（ZnO）或氧化铟锡（ITO），常被用作光电器件的________层。

9.分子内或分子间的通过共轭π电子体系实现的电荷转移过程，对于有机光电功能至关重要，通常称为________。

10.钙钛矿材料ABX3（A=有机阳离子，B=金属阳离子，X=卤素阴离子）中，A位阳离子的大小和配位环境对其________性有显著影响。

三、名词解释（每小题3分，共15分。请将答案填写在答题纸上。）

1.能带（BandStructure）

2.激子（Exciton）

3.载流子迁移率（CarrierMobility）

4.光电效应（PhotoelectricEffect）

5.钙钛矿结构（PerovskiteStructure）

四、简答题（每小题5分，共20分。请将答案填写在答题纸上。）

1.简述影响半导体材料载流子迁移率的因素。

2.简述有机光伏器件（OPV）的基本工作原理。

3.简述紫外-可见吸收光谱和荧光光谱在表征有机半导体材料时各自提供的主要信息。

4.简述空间电荷限制电流（SCLC）型光电器件的基本工作机制。

五、论述题（每小