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在這些復(fù)合使用的材料中,導(dǎo)電高分子PEDOT/PSS由于具有與絕大多數(shù)有機(jī)物匹配的功函數(shù),以及良好的導(dǎo)電性和光透過率,且可以采用溶液法/印刷工藝制程。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(gè)誘導(dǎo)聚合物取向的高壓電場,試驗(yàn)著重研究了所加電場強(qiáng)度對(duì)雙層器件:ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/Al器件性能的影響。然而PEDOT/PSS的導(dǎo)電性能難以滿足OLED等元器件對(duì)透明電極的要求,單獨(dú)作為透明電極使用尚需要長時(shí) 間的技術(shù)突破。納米銀線與PEDOT/PSS兩種材料的復(fù)合使用可以將兩種導(dǎo)電材料的性質(zhì)互相取長補(bǔ)短,即在保證電導(dǎo)率的同時(shí),又可以解決能級(jí)匹配的問題,同時(shí)PEDOT/PSS也可以用于改善納米銀線材料涂布時(shí)表面的不均勻性,為未來柔性器件領(lǐng)域大規(guī)模量產(chǎn)透明電極提供了一種新型的解決方案。
導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理
聚合物分子導(dǎo)電應(yīng)具備的必要條件是:分子鏈應(yīng)該是一個(gè)大竹共軛體系(共軛雙鍵或共軛與帶有未成鍵P軌道的雜原子N、s等偶合)與金屬導(dǎo)電需要自由電子和供電子運(yùn)動(dòng)的軌道一樣,聚合物的導(dǎo)電也需要有電荷載體和可供電荷載體自由運(yùn)動(dòng)的分子軌道,由于大多數(shù)聚合物本身不具有電荷載體,導(dǎo)電聚合物的所必需的電荷載體是由”摻雜”過程提供的。(PEDOT∶PSS)電導(dǎo)率的變化以及摻雜PEDOT∶PSS薄膜對(duì)聚合物太陽能電池器件性n的影響。關(guān)于摻雜后導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理,目前比較成熟的觀點(diǎn)可用下圖(二)加以簡要說明。
研究者將PEDOT:PSS:CFE透明電極應(yīng)用于柔性鈣鈦礦太陽能電池中,并與傳統(tǒng)PET/ITO電極進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)的紫外探測結(jié)構(gòu)性能良好。研究發(fā)現(xiàn),基于PEDOT:PSS:CFE電極的柔性鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率突破19.0%,更為重要的是其縮短了不同剛性和柔性基底的效率差距(僅1.8%)。基于PEDOT:PSS:CFE電極的柔性器件具有良好的穩(wěn)態(tài)輸出功率及多批次、大面積的重現(xiàn)性。為了進(jìn)一步驗(yàn)證PEDOT:PSS:CFE的可靠性,研究者制備了25 cm2的柔性模組,其光電轉(zhuǎn)換達(dá)10.9%。此外,這種柔性電極具有很好的普適性,適用于底部和頂部電極。基于此制備的半透明器件,其光電轉(zhuǎn)換效率為12.5%。