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?化學氧化聚合法
化學氧化聚合法,以過硫酸銨為氧化劑,質子酸為摻雜劑合成了聚乙烯二氧s吩(PEDOT)導電聚合物,研究了摻雜劑種類、聚合溫度以及試劑比例對聚合速率及電導率的影響。研究結果表明:鹽酸、冰醋酸及樟腦磺酸摻雜后能顯著提高聚合物的電導率,其中樟腦磺酸摻雜后的電導率g;DSSC的循環(huán)依靠對電極的作用才能及時高效地完成,因此對電極材料的選擇尤為關鍵。質子酸摻雜和升高聚合溫度可以明顯加快聚合速率;當單體與氧化劑的摩爾比為1:1時聚合物的電導率g。
氯化鈉摻雜PEDOT:PSS實現高填充因子鈣鈦礦太陽能電池
近年來, 以CH3NH3PbI3為代表的有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池因其突出的光電性能和高光電轉換效率而受到研究者們越來越多的關注。其中PEDOT:PSS作為一種傳統(tǒng)的空穴傳輸材料,其具有高透光率、良好的熱穩(wěn)定性以及和鈣鈦礦匹配的級,被廣泛的應用于反式的平面鈣鈦礦太陽能電池結構中。但是,以往的研究很少關注PEDOT:PSS的表面屬性對鈣鈦礦晶體生長和器件性能的影響。其缺點主要是由于PEDOT本身不溶不熔的性質而不能單獨成膜,要加入PSS形成分散液后方能采用物理涂覆法。
這一方法不僅改善了PEDOT:PSS本身的導電性,同時通過其表面分布的NaCl小晶體改善了上層鈣鈦礦薄膜的質量。通過這種簡單的方式同時提高了填充因子(高達81.9%)和開路電壓,使鈣鈦礦電池的性能從平均的15.1%提升到了17.1%,g達到18.2% 且基本沒有出現遲滯現象。通過系統(tǒng)的分析對比闡明了電池性能提升的本質可歸因于兩方面: ① NaCl的摻雜導致了PEDOT和PSS的相分離,從而提高了電導率和空穴提取能力;② 基本一致的NaCl和MAPbCl3晶格參數(不匹配度低于<2%)和 (001)面匹配的氯原子排列使得PEDOT:PSS 表面分布的NaCl作為種子誘導形成了均勻的具有一定(001)取向的鈣鈦礦薄膜。該研究能很好的與印刷技術相兼容,從而實現和晶體取向可調的鈣鈦礦太陽能電池的量產。(3)太陽能電池與傳統(tǒng)無機電池相比,聚合物太陽能電池具有重量輕、成本低、可濕法成膜大面積制造,可做柔性器件等優(yōu)點。
在這些復合使用的材料中,導電高分子PEDOT/PSS由于具有與絕大多數有機物匹配的功函數,以及良好的導電性和光透過率,且可以采用溶液法/印刷工藝制程。然而PEDOT/PSS的導電性能難以滿足OLED等元器件對透明電極的要求,單獨作為透明電極使用尚需要長時 間的技術突破。納米銀線與PEDOT/PSS兩種材料的復合使用可以將兩種導電材料的性質互相取長補短,即在保證電導率的同時,又可以解決能級匹配的問題,同時PEDOT/PSS也可以用于改善納米銀線材料涂布時表面的不均勻性,為未來柔性器件領域大規(guī)模量產透明電極提供了一種新型的解決方案。但國內相關研究還比較落后,尤其是單體EDOT合成的研究,國內尚未見有這方面的報道。