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發(fā)布時間：2021-09-02 15:17
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在柔性PV中，的FTE是金屬摻雜的金屬氧化物（metal doped metal oxide，MMO），例如銦摻雜的氧h錫（ITO）。然而，ITO在塑料基板上存在機(jī)械脆性和導(dǎo)電性差問題；另外，通過高溫真空濺射法制備MMO，使得MMO價(jià)格昂貴，且與印刷和卷對卷不兼容。測試結(jié)果表明,旋涂時所加電場的大小對器件的發(fā)光強(qiáng)度和起亮電壓都有明顯的影響。作為MMO的替代物，聚（3,4-亞二氧s吩）：聚（b乙x磺酸）（PEDOT:PSS）薄膜的成本相對較低，并且具有高的光學(xué)和電學(xué)特性，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，良好的柔韌性等。在前期的工作中，我們報(bào)道了高溫甲磺酸方法和轉(zhuǎn)移PEDOT:PSS方法，基于P3HT:PCBM和PBDTT-S-TT:PC71BM柔性O(shè)SC分別表現(xiàn)了3.92%[1]和6.42％[2]的能量轉(zhuǎn)換效率（PCE）。這種OSC器件的PCE和機(jī)械柔性有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
導(dǎo)電聚合物
聚3,4-已烯二氧s吩(PEDOT)是一種新型的導(dǎo)電聚合物。埃洛石(HNTs)是一種天然礦物,具有納米管狀結(jié)構(gòu)。聚合物和玻璃上的防靜電涂層：PEDOT/PSS應(yīng)用于PET或其他基材上，可以提供防靜電和電荷轉(zhuǎn)移的性能。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(dǎo)率。同時HNTs的加入也起到了模板的作用,能夠合成1維的PEDOT。本實(shí)驗(yàn)中EDOT通過化學(xué)氧化反應(yīng),使合成的PEDOT成功包覆在HNTs的表面,制備了復(fù)合材料HNTs/PEDOT,而且保持了HNTs納米管的形貌。然后以HNTs/PEDOT為模板,利用導(dǎo)電聚合物PEDOT和KMn O4之間的反應(yīng),將KMn O4還原成Mn O2,并且使其成功包覆在HNTs/PEDOT的表面,得到了復(fù)合材料HNTs/PEDOT/Mn O2。通過將高電導(dǎo)率的HNTs/PEDOT和高比電容的Mn O2兩種物質(zhì)復(fù)合,得到的HNTs/PEDOT/Mn O2的比電容(155 F/g)相比HNTs/PEDOT(45F/g)提高了3倍多。
單體3，4-乙撐二氧吩(EDOT)的合成情況
J、D、Stenger-Smith et．a(chǎn)ll于1998年采用下述方法合成了EDOT。本實(shí)驗(yàn)中EDOT通過化學(xué)氧化反應(yīng),使合成的PEDOT成功包覆在HNTs的表面,制備了復(fù)合材料HNTs/PEDOT,而且保持了HNTs納米管的形貌。反應(yīng)從l代二甘酸(HOOCH –s-CH COOH)開始，通過一系列的步驟合成2，5-二羧酸-3、4-乙撐二氧吩，然后通過催化劑脫羧而制成了3、4-乙撐二氧吩
該合成法產(chǎn)率低，成本高。改進(jìn)或找到一種新的合成方法以提高EDOT的產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本是當(dāng)前科研工作者的主要任務(wù)。筆者在合成EDOT的過程中對該方法進(jìn)行了一些改進(jìn)，如引入相轉(zhuǎn)移催化劑和沸石分子篩，提高了EDOT的產(chǎn)率。
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)行對比。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%）。該法原料價(jià)廉易得、合成簡單、條件溫和、產(chǎn)率高(60％)，非常適合于工業(yè)化生產(chǎn)。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%。
