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發布時間：2021-09-12 02:47
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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。測試結果表明,旋涂時所加電場的大小對器件的發光強度和起亮電壓都有明顯的影響。結果表明:ODA-SA/PEDOT-PSS復合LB膜具有更好的成膜性能,表面粗糙度小且穩定可控,薄膜具有較好的有序結構。隨著所加電場的增大,器件發光強度明顯增加,起亮電壓減小。由此表明:在高電場作用下,聚合物分子鏈沿電場方向發生了取向,而且隨著電場增強這種取向作用會表現得越明顯,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的功函數逐漸上升,降低空穴注入勢壘,增強了空穴的注入效率。
PEDOT:PSS因其良好的印刷性和柔韌性，是常應用于柔性透明電極的導電高分子材料。在以往的研究報道中，通常采用溶劑摻雜的方法提高PEDOT:PSS薄膜電導率。但這種方法提高電導率的程度有限，并且PEDOT:PSS薄膜自身的靛藍色不利于作為鈣鈦礦太陽能電池的透明電極。電化學聚合法電化學聚合亦可簡稱為電解聚合、電聚合或電引發聚合，是指在有適當電解液的電解池里，按一定的電化學方式進行電解，使單體在電極上發生聚合反應。一種采用氟離子液體作為PEDOT:PSS添加劑，來調控PEDOT和PSS二者相分離，實現制備網格狀PEDOT:PSS薄膜。這種結構可提高PEDOT:PSS薄膜電導率超過4000 S/cm,并顯著提高了薄膜的透光率。研究團隊結合其印刷電子的研究基礎，采用狹縫擠出工藝，宏量印刷了PEDOT:PSS柔性透明電極，并成功應用于柔性鈣鈦礦太陽能電池和模組中。
為了進一步闡明氟離子添加劑在PEDOT:PSS薄膜中的作用機制，研究人員首先對PEDOT:PSS薄膜的構象進行分析。通過原子力顯微鏡結果可以觀測到氟離子的添加促進了PEDOT和PSS二者相分離，從而形成明顯的網格狀結構。將摻雜的PEDOT∶PSS薄膜作為緩沖層應用于聚合物電池(ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCBM/LiF/Al)中,發現高電導率的PEDOT∶PSS降低了器件的串聯電阻,增加了器件的短路電流,從而提高了器件的性n。通過掠入射廣角X射線散射分析發現，添加劑引入后導電高分子的堆疊和結晶性均顯著增強，從而解釋了網格狀結構的形成。至此，氟離子添加劑可以誘導原始PEDOT:PSS的毛線團纏繞結構發生相分離，形成更有利于電荷傳輸和透光的網格狀結構。
