效率和斯坦福研宄系統(tǒng)模型的DSP鎖相放大器SR830加WDG3單色套裝和500W氙燈測量。每種波長的光的強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)的單晶硅光伏電池校準(zhǔn)。
[0039]這些分析結(jié)果分別列于附圖中。
[0040]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特色之處在于:
[0041](I)本發(fā)明采用混合氟碳表面活性劑Zonyl FS-300的PEDOT: PSS水溶液，成膜后再醇酸溶液(甲醇/甲基磺酸)處理法，通過控制反應(yīng)溶液的濃度、溫度和時(shí)間，在PET塑料襯底上制備出PED0T:PSS薄膜導(dǎo)電率高達(dá)3560S cnT1。
[0042](2)克服了 PED0T:PSS水溶液在塑料基底上浸潤差的難點(diǎn)。
[0043](3)本發(fā)明得到的PEDOT:PSS薄膜的機(jī)械性能好，而且PEDOT:PSS薄膜的結(jié)構(gòu)清晰，排列整齊有序。與傳統(tǒng)醇處理的可彎曲的有機(jī)太陽能電池相比，醇酸處理的可彎曲的有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率顯著提升了 11.7%。并且在大氣中經(jīng)過100次大幅彎曲后，仍能保持大約80%的性能，應(yīng)用前景廣闊。
[0044](4)整個(gè)制備過程操作簡單，安全可靠，同時(shí)對環(huán)境污染少。
【【附圖說明】】
[0045]圖1 PET塑料基底；
[0046]圖2可彎曲的有機(jī)太陽能電池外形；
[0047]圖3可彎曲的有機(jī)太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖4醇酸共處理的PED0T:PSS薄膜的表面形貌。
[0049]圖5未處理，醇處理，酸處理和醇酸共處理的PED0T:PSS薄膜的XRD。
[0050]圖6平面和可彎曲器件的J-V曲線(a)
[0051]圖7平面和可彎曲器件的外量子效率(b)。
【【具體實(shí)施方式】】
[0052]下面通過實(shí)施例將能夠更好地理解本發(fā)明。
[0053]實(shí)施例1
[0054]PEDOT:PSS薄膜電極以及器件的制備流程和工藝如下:
[0055](I)PET塑料基底的預(yù)處理
[0056]將厚度為120 μ m的商用PET塑料裁剪成1.5cmX 1.5cm的方形結(jié)構(gòu)。依次用清洗劑，去離子水，乙二醇進(jìn)行超聲清洗，將PET塑料基底的雜質(zhì)清洗干凈?？諝庵杏么碉L(fēng)機(jī)吹干備用。本實(shí)驗(yàn)步驟中，每步清洗過程中超聲處理時(shí)間為15分鐘，每次溶劑超聲兩次。
[0057](2)醇處理 PEDOT: PSS 薄膜
[0058]在PED0T:PSS溶液中依次添加0.5vol.%的含氟表面活性劑Zonyl FS-300，6%體積的甲醇，至少攪拌24小時(shí)，提高PED0T:PSS水溶液在塑料基底上的浸潤性。在I.5cm X I.5cm的PET塑料基底上旋涂PEDOT: PSS溶液，轉(zhuǎn)速5000轉(zhuǎn)/秒，時(shí)間為60秒，制備PED0T:PSS薄膜，120°C熱處理10分鐘。
[0059](3)酸處理 PEDOT: PSS 薄膜
[0060]甲基磺酸溶液的制備:配置SM的甲基磺酸的水溶液，加入磁力攪拌子，攪拌24小時(shí)。
[0061]將PEDOT:PSS薄膜放置在熱板上，溫度為130°C。用滴管吸50ml的甲基磺酸溶液，滴在PEDOT:PSS薄膜上，保證溶液鋪滿整個(gè)薄膜的表面，熱處理5分鐘。酸中的氫離子與PSS負(fù)離子結(jié)合成中性的PSSH，導(dǎo)致PEDOT和PSS的庫侖力消失。然后，用鑷子取出樣品，放入去離子水中的燒杯中，洗滌三次，去掉大量的不導(dǎo)電的PSS。取出樣品，再120°C熱退火10分鐘，從而形成了高導(dǎo)電的、柔性透明的PEDOT:PSS薄膜。從原子力顯微鏡(圖2)中可以清晰的看到PEDOT納米線結(jié)構(gòu)，高度有序。
[0062]實(shí)施例2
[0063]以PEDOT:PSS為電極的可彎曲的有機(jī)太陽能電池的組裝
[0064]可彎曲的有機(jī)太陽能電池結(jié)構(gòu)為塑料基底/PED0T:PSS電極/PEDOT:PSS (Clev1sP VP 4083)緩沖層/P3HT: PCBM活性層/Ca/Al，電極面積為11.0mm2。
[0065]在1.5cmX 1.5cm的塑料上，醇酸處理形成高導(dǎo)電PEDOT PSS薄膜(參見實(shí)施例Do用濕潤的鑷子和刀片去掉一半PED0T:PSS薄膜，然后，旋涂PEDOT:PSS(Clev1s P VP4083)的水溶液，制備30nm的PEDOT:PSS陽極緩沖層，120°C熱處理10分鐘。然后，在PEDOTPSS陽極緩沖層上旋涂P3HT和PCBM的鄰二氯苯共混溶液(1:1重量比，34mg mL—1的P3HT:PCBM)，轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/秒，時(shí)間為60秒。濕的P3HT:PCBM共混膜被放置在半封閉的小玻璃培養(yǎng)皿中進(jìn)行一個(gè)小時(shí)的溶劑退火，活性層的顏色從淺黃色變成深紅色。然后，在手套箱中，150°C熱退火10分鐘。最后，在KT4Pa的真空下，熱蒸發(fā)20nm的Ca和120nm的Al (未封裝)，從而完成可彎曲的有機(jī)太陽能電池的組裝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種塑基高導(dǎo)電PEDOT:PSS薄膜的制備方法，其特征在于步驟為: (1)清洗基底 選取PET塑料基板先后經(jīng)過清洗劑，去離子水，丙酮，異丙醇超聲處理，每次15分鐘，每種溶劑處理2次，然后經(jīng)紫外臭氧室15分鐘處理； (2)配制混合PEDOT:PSS旋涂液 在含量為6 %的PEDOT:PSS水溶液中，混合0.5 %體積的含氟表面活性劑Zonyl FS-300和6%體積的純甲醇，攪拌24小時(shí)；所述的PEDOT:PSS水溶液是Clev1s PHlOOO型； (3)旋涂及甲醇處理 在PET塑料基底上以2500轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速旋涂制備PEDOT:PSS薄膜。旋涂時(shí)間為60秒，然后，將薄膜沉浸在純甲醇中，漂洗三次，取出樣品，接著，在熱板上熱處理10分鐘，溫度為120 0C ； (4)甲基磺酸溶液酸處理 配比8M的甲基磺酸溶液。將PEDOT:PSS薄膜放置在熱板上，溫度為130°C。滴加8M的甲基磺酸溶液，鋪滿整個(gè)薄膜的表面，熱處理5分鐘。然后，取出樣品，用去離子水洗滌三次，再120°C熱退火10分鐘，從而形成高導(dǎo)電的PEDOT:PSS薄膜。2.—種可彎曲的有機(jī)太陽能電池，該器件是由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料基底、高導(dǎo)電的 PEDOT:PSS(Clev1s PH1000)柔性電極、PED0T:PSS(Clev1s P VP 4083)緩沖薄膜層、Ca和Al電極組成的；其特征在于在PET塑料基底上的PED0T:PSS電極膜層厚度為 65nm ； 在PED0T:PSS電極膜層上的PED0T:PSS緩沖薄膜層厚度是30nm ； 在PED0T:PSS緩沖薄膜層上的P3HT:PCBM活性層厚度是200nm ； 在P3HT:PCBM活性層上的Ca和Al電極，Ca和Al電極的厚度分別是20nm和10nm ； PET塑料基底的厚度為120 ym ; 所述的高導(dǎo)電的PED0T:PSS柔性電極是Clev1s PH1000型； 所述的PEDOT:PSS緩沖薄膜層是Clev1s P VP 4083型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可彎曲的有機(jī)太陽能電池，其特征在于所述的高導(dǎo)電的PED0T:PSS柔性電極是利用權(quán)利要求1所述的方法制備的。
【專利摘要】本發(fā)明為一種塑基高導(dǎo)電PEDOT:PSS薄膜電極及其制備方法與應(yīng)用，提出了一種高導(dǎo)電的、柔性的、透明的PEDOT:PSS薄膜電極制備方法及可彎曲的有機(jī)太陽能電池的制備。其步驟為：清洗PET塑料基底，配制含有氟表面活性劑和甲醇混合的PEDOT：PSS旋涂液，旋涂，甲基磺酸溶液酸處理，再經(jīng)120℃熱退火，從而形成高導(dǎo)電的PEDOT：PSS薄膜。用高導(dǎo)電的PEDOT：PSS薄膜可以組裝出可彎曲的有機(jī)太陽能電池。由于混合PEDOT：PSS旋涂液中加入了氟表面活性劑，解決了PEDOT:PSS水溶液在塑料基底上浸潤性差和導(dǎo)電率差的難點(diǎn)。在130℃下制備了導(dǎo)電率高達(dá)3560S cm-1的PEDOT:PSS薄膜。制備過程操作簡單，安全可靠，同時(shí)對環(huán)境污染少。
【IPC分類】H01L51/48, H01L51/44
【公開號】CN104934540
【申請?zhí)枴緾N201510279101
【發(fā)明人】王浩, 樊細(xì), 汪漢斌, 喻繼超
【申請人】湖北大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月27日