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在柔性PV中,的FTE是金屬摻雜的金屬氧化物(metal doped metal oxide,MMO),例如銦摻雜的氧h錫(ITO)。(PEDOT∶PSS)電導(dǎo)率的變化以及摻雜PEDOT∶PSS薄膜對聚合物太陽能電池器件性n的影響。然而,ITO在塑料基板上存在機(jī)械脆性和導(dǎo)電性差問題;另外,通過高溫真空濺射法制備MMO,使得MMO價格昂貴,且與印刷和卷對卷不兼容。作為MMO的替代物,聚(3,4-亞二氧s吩):聚(b乙x磺酸)(PEDOT:PSS)薄膜的成本相對較低,并且具有高的光學(xué)和電學(xué)特性,優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,良好的柔韌性等。在前期的工作中,我們報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3.92%[1]和6.42%[2]的能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)。這種OSC器件的PCE和機(jī)械柔性有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
通過滾涂法制備了一種摻雜二甲j亞砜(DMSO)和炭黑的改性PEDOT∶PSS新型對電極。該法從工業(yè)角度考慮有幾大缺點,比如需要強(qiáng)堿、高溫,存在致a物質(zhì)(1、2一二xyw)等。固定炭黑的加入量,調(diào)節(jié)PEDOT∶PSS與DMSO的比例,用滾涂法制備了不同的薄膜對電極。通過四探針測試儀、掃描電鏡、太陽電池測試儀,分別測試了薄膜對電極的方塊電阻、表面形貌及其光電性能。結(jié)果表明,當(dāng)PEDOT∶PSS溶液與DM-SO的質(zhì)量比為4.5∶1時,制備的對電極組裝的電池性能,短路電流密度為2.12 mA/cm2,開路電壓為0.64 V;炭黑的加入使電池的光電轉(zhuǎn)化效率從1.02%提高到1.81%。
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誘導(dǎo)聚合物取向的高壓電場,試驗著重研究了所加電場強(qiáng)度對雙層器件:ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/Al器件性能的影響。利用金屬薄膜提高電極的方塊電阻,然而,PEDOT:PSS薄膜的導(dǎo)電率(500-1000S/cm)有待提高。測試結(jié)果表明,旋涂時所加電場的大小對器件的發(fā)光強(qiáng)度和起亮電壓都有明顯的影響。隨著所加電場的增大,器件發(fā)光強(qiáng)度明顯增加,起亮電壓減小。由此表明:在高電場作用下,聚合物分子鏈沿電場方向發(fā)生了取向,而且隨著電場增強(qiáng)這種取向作用會表現(xiàn)得越明顯,并且在PEDOT∶PSS膜表層會形成一個梯度變化的PSS聚集,使得從ITO到MEH-PPV的功函數(shù)逐漸上升,降低空穴注入勢壘,增強(qiáng)了空穴的注入效率。
由于導(dǎo)電高分子聚(3,4-亞二氧噻吩):聚磺酸(PEDOT:PSS)具有良好的生物相容性、高導(dǎo)電性和水穩(wěn)定性,近年來在各種功能器件中被廣泛應(yīng)用。上述導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理是建立在無機(jī)半導(dǎo)體價帶理論基礎(chǔ)之上的,雖然能夠很好的解釋導(dǎo)電聚合物的實驗現(xiàn)象,但是是否完全真實反映了導(dǎo)電聚合物的機(jī)理尚待進(jìn)一步研究。研究發(fā)現(xiàn),PEDOT:PSS可直接開發(fā)出與人體接觸的軟生物電子器件,因為其固有柔性優(yōu)于無機(jī)材料。但是大多數(shù)生物電子設(shè)備仍然依賴于薄膜形式的PEDOT:PSS,而它們在物理和力學(xué)上均與生物組織不同。因此,建立具有類組織特性的基于PEDOT:PSS的生物電子界面,將極大地促進(jìn)其在軟生物電子領(lǐng)域的應(yīng)用。