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發(fā)布時間：2021-07-25 16:52
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氯化鈉摻雜PEDOT:PSS實現(xiàn)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(zhuǎn)換效率而受到研究者們越來越多的關(guān)注。印刷線路板：用于直接金屬化工藝中，可進行凸版印刷，噴墨印刷，網(wǎng)版印刷等。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(yīng)用于反式的平面鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)中。但是，以往的研究很少關(guān)注PEDOT:PSS的表面屬性對鈣鈦礦晶體生長和器件性能的影響。
這一方法不僅改善了PEDOT:PSS本身的導(dǎo)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(zhì)量。為了制備高導(dǎo)電性PEDOT:PSS并避免破壞塑料襯底，一條路線是使用轉(zhuǎn)移-印刷方法。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(xiàn)遲滯現(xiàn)象。通過系統(tǒng)的分析對比闡明了電池性能提升的本質(zhì)可歸因于兩方面: ① NaCl的摻雜導(dǎo)致了PEDOT和PSS的相分離，從而提高了電導(dǎo)率和空穴提取能力；② 基本一致的NaCl和MAPbCl3晶格參數(shù)（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(dǎo)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(shù)相兼容，從而實現(xiàn)和晶體取向可調(diào)的鈣鈦礦太陽能電池的量產(chǎn)。
本發(fā)明公開了一種基于分子模板原理的PEDOT:PSS溶液及薄膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟1)配置五y化二釩和純凈水和EDOT單體的混合物，常溫下攪拌，得到綠色溶液；2)與PSSH溶液混合，在混合溶液中加入堿(包括氫y化鉀，氫y化鈉，氫氧化鈣，氫y化鋇)，攪拌得到藍色的混合液；3)將得到的混合液經(jīng)過離子交換樹脂處理去除離子，并離心處理不溶物，得到PEDOT:PSS分散液；4)分散液的甩膜：將樣品分散液和經(jīng)過清洗除殘?zhí)幚砗蟮牟ＡЩㄟ^勻膠機處理，得到均勻覆蓋樣品分散液的玻璃基片；5)透明電極熱處理：將制作好的玻璃基片，通過恒溫加熱處理后，自然冷卻至室溫得到透明電極。另一方面也使其具有壽命長、小型化、可靠度高、易于實現(xiàn)片式化等優(yōu)點。
PEDOT:PSS的應(yīng)用領(lǐng)域:固態(tài)電容器
PEDOT/PSS突出的高溫穩(wěn)定性使其表面電阻在280℃下仍然穩(wěn)定。x酸處理的PEDOT:PSS表現(xiàn)了高的導(dǎo)電性（導(dǎo)電率σ=3100Scm。電容器陰極材料采用PEDOT/PSS薄膜，一方面可以大幅度降低電容器的等效串聯(lián)電ESR，改進容量-頻率、阻抗-頻率特性；另一方面也使其具有壽命長、小型化、可靠度高、易于實現(xiàn)片式化等優(yōu)點。而且PEDOT/PSS其制作過程無副產(chǎn)物，容易控制，且不發(fā)生其他無關(guān)的化學(xué)聚合反應(yīng)，不會影響產(chǎn)品的性能。
PEDOT:PSS的應(yīng)用領(lǐng)域:熱電轉(zhuǎn)換材料
相對與無機材料，PEDOT/PSS具有質(zhì)量輕、彈性好、易加工且資源豐富、電子能帶結(jié)構(gòu)豐富、既有塑料的特性，又有金屬或半導(dǎo)體的電子性質(zhì)、熱導(dǎo)率低1~2個數(shù)量級、穩(wěn)定性和透明性好等優(yōu)勢。
