?PEDOT:PSSHTL

PEDOT:PSS HTL在器件中主要起著收集和傳輸來(lái)自鈣鈦礦光吸收層的空穴的作用[6]。PSS在ITO基片上旋涂作為空穴傳輸層,并且在旋涂PEDOT∶PSS的過程中在與ITO玻璃平面垂直的方向施加一個(gè)誘導(dǎo)聚合物取向的高壓電場(chǎng),試驗(yàn)著重研究了所加電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)雙層器件:ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/Al器件性能的影響。盡管PEDOT:PSS HTL具有透光率優(yōu)異和制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn), 但是依然存在兩個(gè)關(guān)鍵問題[7, 8, 9, 10, 11]有待進(jìn)一步解決。其一, PEDOT:PSS HTL的導(dǎo)電性能相對(duì)較弱, 在其內(nèi)部電荷無(wú)法地傳輸, 導(dǎo)致HTL和鈣鈦礦層界面處出現(xiàn)電荷累積, 加大了器件的漏電流[7]; 其二, PEDOT:PSS HTL表面缺少鈣鈦礦形核和生長(zhǎng)的有利位置以及存在鈣鈦礦溶液的潤(rùn)濕性問題, 較難獲得晶粒尺寸大且覆蓋率高的鈣鈦礦層[8, 11]。為此, 研究人員嘗試引入添加劑對(duì)PEDOT:PSS HTL進(jìn)行修飾。目前已有少量的添加劑用于PEDOT:PSS HTL, 如二甲j亞砜(DMSO)[7]、聚氧h乙烯(PEO)[9]、甲磺酸(MSA)[10]和氧化石墨(GO)[11], 這些添加劑解決上述兩個(gè)問題的側(cè)重點(diǎn)有所不同。例如, DMSO主要是提升PEDOT:PSS HTL的導(dǎo)電性能, 其原因在于DMSO能弱化PEDOT分子鏈和PSS分子鏈之間的交互作用, 進(jìn)而促使PEDOT富集相的形成; GO主要是通過改善鈣鈦礦溶液在PEDOT:PSS HTL表面的潤(rùn)濕性, 達(dá)到降低鈣鈦礦非均勻形核能的目的。然而, 目前鮮有同時(shí)將兩種不同功能的添加劑用于修飾PEDOT:PSS HTL的報(bào)道。此外, 超級(jí)電容器和導(dǎo)電薄膜等領(lǐng)域的研究表明, 具有獨(dú)特電學(xué)和機(jī)械性能的碳納米管(CNTs)能改進(jìn)PEDOT:PSS膜的導(dǎo)電性能[12, 13]。同樣值得借鑒的是Zhang等[14]的研究工作, 他們發(fā)現(xiàn)將CNTs摻入鈣鈦礦層能促進(jìn)晶粒的生長(zhǎng)。

調(diào)控導(dǎo)電高分子對(duì)陰離子的分子結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)控對(duì)陰離子的位阻，實(shí)現(xiàn)了薄膜自抑制法聚合（SIP）新工藝，獲得了可應(yīng)用的PEDOT厚膜材料，使得便捷制備微米級(jí)高電導(dǎo)率（>103 S/cm）PEDOT薄膜成為可能。與強(qiáng)氧化性和強(qiáng)溶解性的H2SO4和HNO3處理不同，無(wú)強(qiáng)氧化性和無(wú)強(qiáng)溶解性的甲磺酸不會(huì)氧化破壞塑料襯底的柔性，從而保護(hù)了塑料襯底。在此研究基礎(chǔ)上，在自抑制效果下實(shí)現(xiàn)了高膜厚無(wú)氣孔PEDOT:DBSA-Te點(diǎn)復(fù)合薄膜的同步生成。通過新型Fe(III)氧化劑的自抑制作用，實(shí)現(xiàn)了PEDOT基體對(duì)均勻分散Te顆粒的緊密包覆，成功抑制了Te納米顆粒的氧化。

PEDOT：PSS廣泛用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC），是的空穴傳輸層（HTL）。然而，與傳統(tǒng)的平面PSC（壓區(qū)）相比，基于PEDOT：PSS HTL的反向平面PSC通常表現(xiàn)出高達(dá)200 mV的電壓損耗。

SEM，AFM和XPS測(cè)量表明，CsI通過與PbI2反應(yīng)形成CsPbI3來(lái)改變PEDOT：PSS和鈣鈦礦之間的界面，從而促進(jìn)界面接觸和電荷傳輸。

在CsI-修飾（CsI-PEDOT：PSS）之后，PEDOT：PSS的空穴傳輸性質(zhì)和空穴提取得到增強(qiáng)，而能級(jí)更有利并且電荷復(fù)合得到抑制。

 與原始PEDOT：PSS相比，它遭受大的非輻射復(fù)合損耗（0.375 V），CsI-PEDOT：PSS使器件實(shí)現(xiàn)了令人印象深刻的低非輻射電壓損耗（僅0.287 V）。

使用CsI-PEDOT：PSS的反向PSC顯示出小的電壓損失并實(shí)現(xiàn)高VOC（1.084 V），的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）為20.22％，并且沒有滯后現(xiàn)象，而沒有CsI的參考組顯示效率僅為16.57％。

外效率結(jié)果說明，在400nm–1000nm波段，相較于平板結(jié)構(gòu)Si/PEDOT:PSS太陽(yáng)電池，柔性微米金字塔狀Si/PEDOT:PSS太陽(yáng)電池具有更強(qiáng)的光子捕獲能力。在前期的工作中，我們報(bào)道了高溫甲磺酸方法和轉(zhuǎn)移PEDOT:PSS方法，基于P3HT:PCBM和PBDTT-S-TT:PC71BM柔性O(shè)SC分別表現(xiàn)了3。而電化學(xué)阻抗譜進(jìn)一步表明，后者具有更小的串聯(lián)電阻和更大的復(fù)合電阻，從而，導(dǎo)致后者的光電轉(zhuǎn)化效率較高。此外，經(jīng)過600次的機(jī)械彎折測(cè)試后，柔性微米金字塔狀Si/PEDOT:PSS太陽(yáng)電池呈現(xiàn)很好的光伏穩(wěn)定性。此為柔性Si/PEDOT:PSS雜化太陽(yáng)電池在下一代便攜式電子設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。