




PEDOT:PSS的应用领域
(1)抗静电涂层
塑料及玻璃在干燥的空气中容易产生静电荷,必须进行抗静电处理,抗静电是PEDOT/PSS作为导电涂料***早应用的领域。结果表明,在优化条件下,该传感器对H2O2还原具有良好的电催化性能,检测H2O2的线性范围为2。PEDOT/PSS可涂布于胶卷、玻璃、金属等表面,进一步应用于电子包装、电子元件的塑料外壳、显示器、橡胶手套或布料、磁带、等方面。
(2)有机电致发光(LED)
有机发光二极管和聚合物发光二极管是目前显示器件研究的热点,它将是下一代显示器的有力竞争者。在阳极ITO电极上涂布一层PEDOT/PSS能大大提高了器件的性能:提高发光效率,降低开路电压,延长器件寿命。而通过对PEDOT/PSS进行修饰,又可以提高电极的稳定性进而提高器件的性能。另外,PEDOT:PSS水分散体酸性强(pH=1),对金属有腐蚀***作用,会降低电极和器件的性能。
(3)太阳能电池
与传统无机电池相比,聚合物太阳能电池具有重量轻、成本低、可湿法成膜大面积制造,可做柔性器件等优点。PEDOT/PSS应用主要体现在如下方面:一方面作为透明的导电层沉积在电极活性层表面或是沉积在电极基材表面;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。另一方面作为缓冲层沉积在透明电极和活性层之间。
(4)电致变色材料
导电高分子的电致变色研究是电致变色领域中的重要研究方向。PEDOT/PSS水性涂料自身优异的可加工性为规模制造大面积的电致变色器件提供了可能性。这类材料可应用于电致变色智能窗、电致变色显示器、无眩反射镜、电色储存器件、红外发s器件、雷达吸波材料等多个领域。这些应用常常要求其在各种触摸拉伸等应变下,能够准确且可靠地探测到应变。
(5)固态电容器
PEDOT/PSS突出的高温稳定性使其表面电阻在280℃下仍然稳定。电容器阴极材料采用PEDOT/PSS薄膜,一方面可以大幅度降低电容器的等效串联电ESR,改进容量-频率、阻抗-频率特性;另一方面也使其具有寿命长、小型化、可靠度高、易于实现片式化等优点。而且PEDOT/PSS其制作过程无副产物,容易控制,且不发生其他无关的化学聚合反应,不会影响产品的性能。三种薄膜制备方法各有优缺点,促进了PEDOT薄膜对电极的发展,也使得D***取得了巨大的进步。
(6)热电转换材料
相对与无机材料,PEDOT/PSS具有质量轻、弹性好、易加工且资源丰富、电子能带结构丰富、既有塑料的特性,又有金属或半导体的电子性质、热导率低1~2个数量级、稳定性和透明性好等优势。
(7)化学生物传感器
PEDOT/PSS复合材料作为传感材料具有结构稳定可逆,电化学活性好,生物兼容性好,且能与不同制备方法相结合,与不同材料共聚复合等优点。
(8)防腐涂层
PEDOT/PSS涂层结合了导电性、环境稳定性及可逆的氧化还原特性等物理化学性能,能够使金属表面发生活性钝化,催化生成致密氧化钝化膜,有效屏蔽腐蚀介质,避免与金属基体的进一步接触。
PEDOT:PSS涂层具有导电性强、成膜质量好、透明度好、光学对比度高、稳定性高、附着力强、膜颜色易变、循环和耐久性好等优点,一直是本征型导电涂料领域的研究核心,相信随着社会要求的不断提高以及研究的不断深入,其应用领域也将不断拓展。
在柔性PV中,***常用的FTE是金属掺杂的金属氧化物(Metal doped metal oxide,MMO),例如铟掺杂的氧h锡(ITO)。然而,ITO在塑料基板上存在机械脆性和导电性差问题;另外,通过高温真空溅射法制备MMO,使得MMO价格昂贵,且与印刷和卷对卷不兼容。作为MMO的替代物,聚(3,4-亚***二氧s吩):聚(b乙x磺酸)(PEDOT:PSS)薄膜的成本相对较低,并且具有高的光学和电学特性,优异的热稳定性,良好的柔韧性等。在前期的工作中,我们报道了高温甲磺酸方法和转移PEDOT:PSS方法,基于P3HT:PCBM和PBDTT-S-TT:PC71BM柔性OSC分别表现了3.92%[1]和6.42%[2]的能量转换效率(PCE)。这种OSC器件的PCE和机械柔性有待进一步加强。(6)热电转换材料相对与无机材料,PEDOT/PSS具有质量轻、弹性好、易加工且资源丰富、电子能带结构丰富、既有塑料的特性,又有金属或半导体的电子性质、热导率低1~2个数量级、稳定性和透明性好等优势。
尽管强酸处理能显著提高PEDOT:PSS薄膜的导电率,但大多数强酸处理易***塑料衬底,影响器件的机械柔性。为了制备高导电性PEDOT:PSS并避免***塑料衬底,一条路线是使用转移-印刷方法。然而,转印-印刷工艺复杂苛刻,要严格调控界面间的范德华力。另一种途径是制备金属/ PEDOT:PSS的双层结构的电极。利用金属薄膜提高电极的方块电阻,然而,PEDOT:PSS薄膜的导电率(500-1000 S/cm)有待提高;另外,PEDOT:PSS水分散体酸性强(pH=1),对金属有腐蚀***作用,会降低电极和器件的性能。而室温温和甲磺酸处理为制备高性能柔性的PEDOT:PSS 的塑料电极提供了一条简单而有效的途径。50%拉伸下的应变响应该团队成员樊细副研究员和香港理工大学王乃祥等利用新型的转移。
与强氧化性和强溶解性的H2SO4和HNO3处理不同,无强氧化性和无强溶解性的甲磺酸不会氧化***塑料衬底的柔性,从而保护了塑料衬底。与先前报道的高温甲磺酸处理相比较,这种低温条件下的甲磺酸可进一步***酸对塑料衬底的***,不会急剧去除PSS成分而使薄膜粗糙,能诱导出功函更匹配的PEDOT:PSS电极(≈4.91 eV)。我们期望利用这种简单的低温温和酸处理策略,实现全溶液加工﹑高能量转换效率和柔性的OSC器件的研制。利用PEDOT:PSS/AgNW/PDMS的包覆结构以及界面之间强的粘附性,提高器件结构的稳固性,这有利于提高应变响应的可靠性。
以MoO3/PEDOT:PSS薄膜作为空穴传输层的钙钛矿光伏电池及其制备方法。针对现有技术的不足,目的在于提供一种MoO3/PEDOT:PSS薄膜作为空穴传输层的钙钛矿光伏电池及其制备方法。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:一种以MoO3/PEDOT:PSS薄膜作为空穴传输层的钙钛矿光伏电池,其特征在于,电池由下到上依次包括透明导电衬底、MoO3/PEDOT:PSS空穴传输层、钙钛矿光敏层、电子传输层和反射电极。
进一步的,上述方案中,所述的透明导电衬底为沉积有ITO、FTO、AZO的玻璃衬底或者柔性衬底。
进一步的,上述方案中,所述的光伏电池使用MoO3/PEDOT:PSS作为空穴传输层。
进一步的,上述方案中,所述的钙钛矿光敏层为CH3NH3PbI3、CH3NH3PbI3-xClx、CH3NH3PbBr3、CsPbI3、CsPbI3-xClx、CsPbBr3中的一种。
进一步的,上述方案中,所述的电子传输层为C60、C70、PCBM中的一种,作为改进,在制备电子传输层上继续制备一层Bphen、BCP、AlQ3中的一种作为电极修饰层。
进一步的,上述方案中,所述的反射电极为Al电极、Ag电极或者Au电极中的一种。
