原位聚合法

原位聚合法是將單體或可溶性預(yù)聚體在基材表面聚合形成導(dǎo)電聚合物膜，主要包括直接聚合法、溶液聚合吸附法、化學(xué)氣相沉積法、氣相沉積聚合法、液相沉降聚合法。原位聚合法是一種極有前景的制作PEDOT對電極的方法，這種方法在制作其他PEDOT材料尤其是光學(xué)材料上得到了廣泛的應(yīng)用，一些xPEDOT薄膜對電極研究中的制膜均采用該方法。利用電化學(xué)陽極氧化方法制備了高度有序的TiO_2納米管陣列,采用旋涂方法在納米管表面制作一層聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)∶聚(b乙x磺酸)(PEDOT∶PSS)薄膜構(gòu)建PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)并研究了其紫外探測性能。

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度對雙層器件:ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/Al器件性能的影響。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)光強度明顯增加,起亮電壓減小。研究結(jié)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(dǎo)率，其中樟腦磺酸摻雜后的電導(dǎo)率最g。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,增強了空穴的注入效率。

原位聚合法不需要特殊設(shè)備、操作簡單、膜厚可控、可涂布于各種形狀的表面，尤其對找不到合適溶液的導(dǎo)電聚合物和某些特殊表面具有優(yōu)勢，且聚合方式種類多樣，合成PEDOT薄膜的全過程中可通過摻雜改變聚合物結(jié)構(gòu)，獲得的聚合物電導(dǎo)率高、應(yīng)用前景廣闊，是制備PEDOT薄膜對電極新的趨勢。 與以往傳統(tǒng)的和碳對電極相比，PEDOT具有高電導(dǎo)率、透明性以及柔性等優(yōu)點。實驗證明，當PEDOT粒徑明顯降低時，其粘度和“掛壁”現(xiàn)象明顯增大。三種薄膜制備方法各有優(yōu)缺點，促進了PEDOT薄膜對電極的發(fā)展，也使得DSSC取得了巨大的進步。

柔性鈣鈦礦太陽能電池機械力學(xué)穩(wěn)定性：(A) 柔性電池模組在不同曲率半徑彎折的照片。(B) 柔性電池在不同曲率半徑下彎折300次后的光電轉(zhuǎn)換效率。(C) 在3 mm曲率半徑下，柔性電池彎折5000次后的光電轉(zhuǎn)換效率。下一步，該團隊將探索更多基于此方法的PEDOT基復(fù)合材料的合成以及相關(guān)器件的制作。(D) 在3mm曲率半徑下，不同有效面積的柔性電池彎折后光電轉(zhuǎn)換效率。

他們進一步測試了柔性電池的長時間穩(wěn)定性。因為器件同時采用PEDOT:PSS作為電極和空穴界面層，避免了界面層PEDOT:PSS對于ITO電極的酸性腐蝕。封裝器件經(jīng)過180天測試后，仍具有80%初始光電轉(zhuǎn)換效率。器件的穩(wěn)定性也通過飛行時間二次離子質(zhì)譜進行了深入研究。另外，對硅表面通過本征非晶硅層鈍化，這樣既能鈍化硅又能改善電接觸。PEDOT:PSS:CFE電極克服了PEDOT:PSS的吸濕性問題，從而減緩鈣鈦礦器件的離子擴散，提高了穩(wěn)定性。