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?化學(xué)氧化聚合法
化學(xué)氧化聚合法,以過硫酸銨為氧化劑,質(zhì)子酸為摻雜劑合成了聚乙烯二氧s吩(PEDOT)導(dǎo)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(dǎo)率的影響。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(guān)鍵。質(zhì)子酸摻雜和升高聚合溫度可以明顯加快聚合速率;當(dāng)單體與氧化劑的摩爾比為1:1時聚合物的電導(dǎo)率g。
氯化鈉摻雜PEDOT:PSS實現(xiàn)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(zhuǎn)換效率而受到研究者們越來越多的關(guān)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(yīng)用于反式的平面鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)中。但是,以往的研究很少關(guān)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(zhì)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(dǎo)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(zhì)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(xiàn)遲滯現(xiàn)象。通過系統(tǒng)的分析對比闡明了電池性能提升的本質(zhì)可歸因于兩方面: ① NaCl的摻雜導(dǎo)致了PEDOT和PSS的相分離,從而提高了電導(dǎo)率和空穴提取能力;② 基本一致的NaCl和MAPbCl3晶格參數(shù)(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(dǎo)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(shù)相兼容,從而實現(xiàn)和晶體取向可調(diào)的鈣鈦礦太陽能電池的量產(chǎn)。(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(fù)合使用的材料中,導(dǎo)電高分子PEDOT/PSS由于具有與絕大多數(shù)有機物匹配的功函數(shù),以及良好的導(dǎo)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(dǎo)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(shù)突破。納米銀線與PEDOT/PSS兩種材料的復(fù)合使用可以將兩種導(dǎo)電材料的性質(zhì)互相取長補短,即在保證電導(dǎo)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(lǐng)域大規(guī)模量產(chǎn)透明電極提供了一種新型的解決方案。但國內(nèi)相關(guān)研究還比較落后,尤其是單體EDOT合成的研究,國內(nèi)尚未見有這方面的報道。