氯化钠掺杂PEDOT:PSS实现高填充因子钙钛矿太阳能电池
近年来, 以CH3NH3PbI3为代表的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其突出的光电性能和高光电转换效率而受到研究者们越来越多的关注。其中PEDOT:PSS作为一种传统的空穴传输材料,其具有高透光率、良好的热稳定性以及和钙钛矿匹配的级,被广泛的应用于反式的平面钙钛矿太阳能电池结构中。但是,以往的研究很少关注PEDOT:PSS的表面属性对钙钛矿晶体生长和器件性能的影响。利用电化学阳极氧化方法制备了高度有序的TiO_2纳米管阵列,采用旋涂方法在纳米管表面制作一层聚(3,4-亚乙二氧基***吩)∶聚(b乙x磺酸)(PEDOT∶PSS)薄膜构建PEDOT∶PSS/TiO_2纳米管肖特基结并研究了其紫外探测性能。
这一方法不仅改善了PEDOT:PSS本身的导电性,同时通过其表面分布的N***小晶体改善了上层钙钛矿薄膜的质量。通过这种简单的方式同时提高了填充因子(高达81.9%)和开路电压,使钙钛矿电池的性能从平均的15.1%提升到了17.1%,g达到18.2% 且基本没有出现迟滞现象。通过系统的分析对比阐明了电池性能提升的本质可归因于两方面: ① N***的掺杂导致了PEDOT和PSS的相分离,从而提高了电导率和空穴提取能力;然后慢慢滴入(NH4)2S2O8与Fe2(SO4)3混合溶液,快速搅拌反应24h。② 基本一致的N***和MAPbCl3晶格参数(不匹配度低于lt;2%)和 (001)面匹配的氯原子排列使得PEDOT:PSS 表面分布的N***作为种子诱导形成了均匀的具有一定(001)取向的钙钛矿薄膜。该研究能很好的与印刷技术相兼容,从而实现和晶体取向可调的钙钛矿太阳能电池的量产。
考虑PEDOT:PSS材料本身的特性和硅表面结构光学管理后,硅与背金属电极界面的接触情况成为了制约电池效率提升的主要因素,硅/金属的直接接触会导致界面处形成肖特基势垒,对电子传输的阻碍作用极大,同时界面处严重的复合造成了载流子的损失。基于此,选用氧化锌作为电子选择性材料,将其用于界面处形成金属-介质-半导体结构,并对氧化锌进行Li掺杂调节其功函数进一步减小或消除界面势垒。另外,对硅表面通过本征非晶硅层钝化,这样既能钝化硅又能改善电接触。并结合硅金字塔陷光结构,终实现超过15%的电池转换效率。然而,传统的采用原位聚合或机械混合法制得的有机/无机复合热电材料,存在着无机纳米颗粒难分散、易氧化、粒径大小难以控制以及无机相添加量过大(通常gt。
PEDOT-显示器的未来?
—均质处理PEDOT
PEDOT/PSS悬浮液在塑料或玻璃表面,可以形成透明的PEDOT/PSS导电膜,不仅加工处理方便,而且具有可见光透过率高,用量小,抗水解性能好,绿色环保(水基分散体)等优点,使得PEDOT获得了巨大的商业成功,在有机薄膜太阳能电池材料,OLED材料,电致变色材料,透明电极材料等领域有广阔应用前景,在静电屏蔽也有应用。通过滚涂法制备了一种掺杂二甲j亚砜(DMSO)和炭黑的改性PEDOT∶PSS新型对电极。
实验现象:
1.随着均质压力和次数的增加,样品的颜色有一定程度的变浅
2.均质前的沉淀物,均质之后静置后样品状态稳定不沉淀
3.均质处理后,样品温度会略微升高,此时在试管中的流动状态仍为液体。静置后温度降低,“粘壁”现象会较为明显。
PEDOT (或PEDOT:PSS)在电化学储能体系中可以作为活性物质(主要提供双电层电容)、导电添加剂、粘结剂等组分,这使得PEDOT复合材料电极在储能器件中有极为广泛的应用。对PEDOT纳米复合材料在电化学电容器、电池以及交流滤波器件等应用典型实例的分析,PEDOT材料在电化学储能体系中的,即制备具有功能性的电化学储能器件(柔性、可拉伸性等)或者通过PEDOT骨架结构的化学修饰来实现更高的能量储存密度。基于PEDOT:PSS/AgNW的高性能可拉伸应变传感器可拉伸的应变传感器,在可穿戴器件、健康检测和运动模拟器、软性机器人、电子皮肤、各种y疗应用中起着重要作用。