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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。然后以HNTs/PEDOT為模板,利用導電聚合物PEDOT和KMnO4之間的反應,將KMnO4還原成MnO2,并且使其成功包覆在HNTs/PEDOT的表面,得到了復合材料HNTs/PEDOT/MnO2。

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。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。

以玻碳電極（GCE）為基底電化學聚合制得聚3,4-乙烯二氧s吩（PEDOT）膜修飾電極，再通過Nafion共固定磷鉬酸和石墨烯構建了一種新型的無酶電化學H2O2傳感器. 利用掃描電子顯微鏡（SEM）表征制得的修飾電極，并通過循環(huán)伏安法和計時電流法研究了傳感器對H2O2的響應性能. 結果表明，在優(yōu)化條件下，該傳感器對H2O2還原具有良好的電催化性能，檢測H2O2的線性范圍為2.91×10-6 ~ 1.83×10-2 mol?L-1，檢出限和靈敏度分別為9.90×10-7 mol?L-1（S/N = 3）和112.5 μA?（mmol?L-1）-1. 此外，該傳感器還具有良好的重現性和選擇性.

柔性鈣鈦礦太陽能電池機械力學穩(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次后的光電轉換效率。(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換效率。EL-P系列絲網印刷油墨具有優(yōu)異的柔軟性和透明電極形成性，適用于電致發(fā)光冷光源（EL），電容式觸控感應器和薄膜開關等領域。

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。封裝器件經過180天測試后，仍具有80%初始光電轉換效率。器件的穩(wěn)定性也通過飛行時間二次離子質譜進行了深入研究。但是其方便地添加粒子、更換電解液等，是最適用于大規(guī)模工業(yè)化的一種成膜方法。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。

近年來，由于成本低廉和性能優(yōu)異，硅基雜化太陽電池引起了科學家們的極大研究興趣。然而，柔性硅基雜化太陽電池鮮有報道。難點在于單晶硅的柔性化。本研究中，我們采用簡單的制備工藝，構筑了柔性微米金字塔狀Si/PEDOT:PSS雜化太陽電池。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。相較于光電轉換效率為4%的柔性平板結構Si/PEDOT:PSS太陽電池，柔性微米金字塔狀太陽電池具有更高的光電轉化效率，為6.3%。