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發(fā)布時間:2020-12-17 18:34  
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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(fā)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(fā)生聚合反應。可合成各種導電性聚合物并制備各種結構、性質不同的功能膜,還可在單體聚合的同時進行摻雜。
電化學聚合法裝置簡單、條件易于控制,聚合物膜厚可控、均勻且再現(xiàn)性高,可以通過控制聚合時電流的大小和通電時間來制備比表面積大、厚度和結構可控且多樣的薄膜對電極。常見的柔性OSC由柔性透明電極(Flexibletransparentelectrode,F(xiàn)TE)﹑活性層和低功函金屬修飾的陰極組成的三明治結構。而且制備的PEDOT薄膜結構規(guī)整、電導率高,同時薄膜與電極的粘結力較強。但電化學聚合法要求基材具有導電性,制作的PEDOT電,且脆而硬,無法進行大尺寸薄膜制備。
傳統(tǒng)的硅太陽能由于制備流程復雜、硬件設備投資高,使得電池成本高,限制了更大規(guī)模的應用。PEDOT的結構PEDOT由于具有高的電導率(600S/cm)[61,較大的穩(wěn)定性和可見光透射率【而受到廣泛的關注。因此,開發(fā)新型低成本太陽能電池具有重要的實際應用價值。選用制備工藝簡單的新型電荷選擇性材料(PEDOT:PSS(聚(3,4-亞乙二氧基s吩)-聚(b乙烯磺酸))與晶硅基片形成非摻雜的異質結太陽能電池,可以避免摻雜所需要的高溫工藝,有望獲得低成本的硅基異質結太陽能電池。
但是這類異質結電池存在PEDOT:PSS材料本身空穴遷移率低,PEDOT:PSS/硅接觸面性能差,以及硅/金屬電極接觸電阻高等問題,限制了電池轉換效率的提高。另外,盡管少量的AgNWs在拉伸過程中會斷裂,但是x酸處理的高導電的PEDOT:PSS能夠補償AgNWs的導電性的下降。針對這一些列問題,蘭州大學物理科學與技術學院彭尚龍團隊采用PEDOT:PSS材料改性、光吸收改善、硅納米陷光結構的構筑、硅表面鈍化和硅/金屬界面接觸電阻降低等策略,實現(xiàn)電池轉換效率提升和成本降低,取得了一系列研究成果。
由于導電高分子聚(3,4-亞二氧噻吩):聚磺酸(PEDOT:PSS)具有良好的生物相容性、高導電性和水穩(wěn)定性,近年來在各種功能器件中被廣泛應用。HNTs雖然是一種絕緣材料,但將其和PEDOT共混能夠很好的提高PEDOT的電導率。研究發(fā)現(xiàn),PEDOT:PSS可直接開發(fā)出與人體接觸的軟生物電子器件,因為其固有柔性優(yōu)于無機材料。但是大多數(shù)生物電子設備仍然依賴于薄膜形式的PEDOT:PSS,而它們在物理和力學上均與生物組織不同。因此,建立具有類組織特性的基于PEDOT:PSS的生物電子界面,將極大地促進其在軟生物電子領域的應用。
近日,來自斯坦福大學的Alberto Salleo、荷蘭埃因霍溫理工大學的Yoeri van de Burgt和意大利技術研究院的Francesca Santoro團隊在硬件層面實現(xiàn)了對神經突觸連接及其功能的模仿。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。其中突觸前神經元由可分泌多巴胺(神經可塑性的關鍵神經遞質)PC-12細胞構成,突觸后神經元則為人造晶體管,門電路為PEDOT:PSS。當通電時,多巴胺可以還原PEDOT:PSS,使溝道的電導率降低,從而實現(xiàn)對該人工突觸權重的長期調控。這一過程模仿了人類神經元在神經遞質作用的下的長期改變。該成果以“A biohybrid synapse with neurotransmitter-mediated plasticity”為題發(fā)表在《Nature Materials》上。