基于PEDOT:PSS电极的柔性有机太阳能电池进展
有机太阳能电池(Organic solar cells,OSCs)具有柔性﹑轻薄﹑成本低以及可印刷和卷对卷制造的巨大优势,引起了广泛的关注。但是其方便地添加粒子、更换电解液等,是适用于大规模工业化的一种成膜方法。目前,大部分OSC基于刚性玻璃基板,而柔性OSC是其商业化应用的重要途径之一。可印刷﹑便携式和可穿戴式的柔性
导电聚合物公司
基于PEDOT:PSS电极的柔性有机太阳能电池进展
有机太阳能电池(Organic solar cells,OSCs)具有柔性﹑轻薄﹑成本低以及可印刷和卷对卷制造的巨大优势,引起了广泛的关注。但是其方便地添加粒子、更换电解液等,是适用于大规模工业化的一种成膜方法。目前,大部分OSC基于刚性玻璃基板,而柔性OSC是其商业化应用的重要途径之一。可印刷﹑便携式和可穿戴式的柔性OSC产品能抢占传统硅光伏市场的份额。常见的柔性OSC由柔性透明电极(Flexible transparent electrode,FTE)﹑活性层和低功函金属修饰的阴极组成的三明治结构。通过印刷﹑卷对卷和刮涂等工艺,有望开发出﹑柔性和低成本的光伏组件。因此,研究者和商业家应共同努力提高光伏器件的性能,并探求OSC产品柔性化和低成本化的解决方案。低温全溶液加工非常适合印刷﹑卷对卷和刮涂加工,并且使柔性OSC产品具有低成本的优势。
PEDOT成膜方法
目前PEDOT成膜方法主要有物理涂覆法、电化学聚合法和原位聚合法:
物理涂敷法
物理涂覆法是将PEDOT分散液,通过刮涂、滴涂、旋涂等方式,涂覆在基材表面,经干燥后形成PEDOT薄膜。低压800bar处理三遍取样,高压1000bar处理五遍取样,高压1500bar处理五遍取样3。通常情况下,需要利用水溶性较好的PSS作为络合离子与PEDOT形成PEDOT:PSS聚合物,使不溶于水的PEDOT可以获得较好的水溶性以及成膜性。
物理涂覆法操作简单,直接使用市售的PEDOT溶液或对其进行一定的掺杂改性后即可涂膜。常见的柔性OSC由柔性透明电极(Flexibletransparentelectrode,FTE)﹑活性层和低功函金属修饰的阴极组成的三明治结构。其缺点主要是由于PEDOT本身不溶不熔的性质而不能单独成膜,要加入PSS形成分散液后方能采用物理涂覆法。此外物理法制得的膜厚度较大,厚度j确度较低。但是其方便地添加粒子、更换电解液等,是适用于大规模工业化的一种成膜方法。
在这些复合使用的材料中,导电高分子PEDOT/PSS由于具有与绝大多数有机物匹配的功函数,以及良好的导电性和光透过率,且可以采用溶液法/印刷工艺制程。不同PEDOT核壳分散体的制备总结聚3,4-乙撑二氧s吩(PEDOT)由于其高导电性、低能隙、优异的薄膜透明性以及环境稳定性在抗静电涂层、光电子器件、电容器、电磁屏蔽、传感器、金属防腐等领域具有广阔的应用前景,然而其不溶问题限制了其应用。然而PEDOT/PSS的导电性能难以满足OLED等元器件对透明电极的要求,单独作为透明电极使用尚需要长时 间的技术突破。纳米银线与PEDOT/PSS两种材料的复合使用可以将两种导电材料的性质互相取长补短,即在保证电导率的同时,又可以解决能级匹配的问题,同时PEDOT/PSS也可以用于改善纳米银线材料涂布时表面的不均匀性,为未来柔性器件领域大规模量产透明电极提供了一种新型的解决方案。
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