【廣告】
傳統(tǒng)的硅太陽能由于制備流程復雜、硬件設備投資高,使得電池成本高,限制了更大規(guī)模的應用。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誘導聚合物取向的高壓電場,試驗著重研究了所加電場強度對雙層器件:ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/Al器件性能的影響。因此,開發(fā)新型低成本太陽能電池具有重要的實際應用價值。選用制備工藝簡單的新型電荷選擇性材料(PEDOT:PSS(聚(3,4-亞乙二氧基s吩)-聚(b乙烯磺酸))與晶硅基片形成非摻雜的異質(zhì)結(jié)太陽能電池,可以避免摻雜所需要的高溫工藝,有望獲得低成本的硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池。
但是這類異質(zhì)結(jié)電池存在PEDOT:PSS材料本身空穴遷移率低,PEDOT:PSS/硅接觸面性能差,以及硅/金屬電極接觸電阻高等問題,限制了電池轉(zhuǎn)換效率的提高。ODA-SA/PEDOT-PSS膜電導率高于ODA/PEDOT-PSS復合LB膜,其電導率呈各向異性,水平電導率(σ_‖)與垂直電導率(σ_⊥)之間相差3~4個數(shù)量級,Ⅰ-Ⅴ曲線呈指數(shù)關系,為典型的電子隧穿類型。針對這一些列問題,蘭州大學物理科學與技術學院彭尚龍團隊采用PEDOT:PSS材料改性、光吸收改善、硅納米陷光結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑、硅表面鈍化和硅/金屬界面接觸電阻降低等策略,實現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換效率提升和成本降低,取得了一系列研究成果。
PEDOT:PSS的應用領域: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。如果對共軛鏈進行重摻雜,則可能在極化分子的基礎上形成雙極化子或雙極子帶,極化子和雙極化子可能過雙鍵遷移沿共軛傳遞,從而使聚合物導電。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)生其他無關的化學聚合反應,不會影響產(chǎn)品的性能。
PEDOT:PSS的應用領域: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,又有金屬或半導體的電子性質(zhì)、熱導率低1~2個數(shù)量級、穩(wěn)定性和透明性好等優(yōu)勢。
由于導電高分子聚(3,4-亞二氧噻吩):聚磺酸(PEDOT:PSS)具有良好的生物相容性、高導電性和水穩(wěn)定性,近年來在各種功能器件中被廣泛應用。高分子導電聚合物聚3,4-乙撐二氧s吩(PEDOT)因其高導電性、對電解質(zhì)的催化能力、透明性和柔性等特點受到廣泛關注,成為DSSC對電極材料研究的熱點。研究發(fā)現(xiàn),PEDOT:PSS可直接開發(fā)出與人體接觸的軟生物電子器件,因為其固有柔性優(yōu)于無機材料。但是大多數(shù)生物電子設備仍然依賴于薄膜形式的PEDOT:PSS,而它們在物理和力學上均與生物組織不同。因此,建立具有類組織特性的基于PEDOT:PSS的生物電子界面,將極大地促進其在軟生物電子領域的應用。
柔性鈣鈦礦太陽能電池機械力學穩(wěn)定性:(A) 柔性電池模組在不同曲率半徑彎折的照片。將PSS溶解于一定量的去離子水中,向其中滴加入EDOT單體,緩慢攪拌。(B) 柔性電池在不同曲率半徑下彎折300次后的光電轉(zhuǎn)換效率。(C) 在3 mm曲率半徑下,柔性電池彎折5000次后的光電轉(zhuǎn)換效率。(D) 在3mm曲率半徑下,不同有效面積的柔性電池彎折后光電轉(zhuǎn)換效率。
他們進一步測試了柔性電池的長時間穩(wěn)定性。因為器件同時采用PEDOT:PSS作為電極和空穴界面層,避免了界面層PEDOT:PSS對于ITO電極的酸性腐蝕。經(jīng)過PSS摻雜的PEDOT可以很好地分散在水溶液中,進而形成具有導電率高、透光性好、耐熱、綠色環(huán)保等優(yōu)點的薄膜。封裝器件經(jīng)過180天測試后,仍具有80%初始光電轉(zhuǎn)換效率。器件的穩(wěn)定性也通過飛行時間二次離子質(zhì)譜進行了深入研究。PEDOT:PSS:CFE電極克服了PEDOT:PSS的吸濕性問題,從而減緩鈣鈦礦器件的離子擴散,提高了穩(wěn)定性。