图案化聚合物电极及其在有机太阳能电池中应用

为了提高聚合物载流子迁移率,本文对图案化聚合物聚3,4-乙撑噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT∶PSS)作为半导体聚合物的基底对载流子迁移率的影响进行研究.以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为模板,利用基于毛细力原理的软压印技术,使硬度系数很高的聚合物PEDOT∶PSS形成图案化结构.此压印方法可形成大面积高保真的图案,且适合工业化生产.阐述了图案化PEDOT∶PSS可增加与活性层的接触面积,从而缩短聚合物载流子的迁移路径,有效地提高了聚合物载流子的迁移率.同时图案化结构散射入射光进入活性层,促进活性层光的吸收,从而提高了光电流.最后,本文将图案化PEDOT∶PSS作为电极应用到有机太阳能电池聚3-已基噻吩与富勒烯衍生物(P3HT∶PCBM)共混体系中,对其研究发现图案化后的PEDOT∶PSS能有效地提高了太阳能电池P3HT∶PCBM共混体系的能量转换效率.     

不同溶剂溶解聚合物光伏特性的研究

采用聚3-己基噻吩（P3HT）溶于不同溶剂作为光敏层制备光伏器件,器件结构为：ITO/PEDOT：PSS/P3HT/Al.我们分析了聚3-己基噻吩（P3HT）溶于不同溶剂制成的光敏层薄膜,并对光敏层薄膜的形貌通过原子力显微镜（AFM）进行了表征.研究发现,P3HT溶于氯苯的薄膜形貌最优,光伏特性最好,短路电流、开路电压都比溶于氯仿和二甲苯的高.     

加工有机晶体管电极的压力选择性剥离方法

提出一种简单有效的图案化有机场效应晶体管中聚乙撑二氧噻吩和聚磺化苯乙烯(PEDOT:PSS)聚合物电极的方法,运用带有凸纹图案的环氧树脂模板选择性的剥离涂敷在基底的PEDOT:PSS 薄膜形成图形.结果表明,环氧树脂模板与聚合物间的高黏附功可使薄膜易于发生选择性剥离,从而使其快速大面积的图案化.     

基于PEDOT:PSS 和HRP 的电化学酶传感器的制备与电催化应用

利用聚（3,4-乙烯二氧噻吩）/聚乙烯苯磺酸（PEDOT：PSS）和辣根过氧化物酶（HRP）制 备了一种电化学酶传感器。采用离子液体N-己基吡啶六氟磷酸盐（HPPF6）修饰碳糊电极（CILE） 作为基底电极,将PEDOT：PSS 和HRP 的混合材料修饰于电极表面得到电化学酶传感器（PEDOT： PSS-HRP/CILE）。利用红外光谱法和紫外光谱法对HRP 的活性进行了分析,采用循环伏安法（CV） 对该酶传感器的直接电化学和电催化行为进行了测试。结果表明：PEDOT：PSS-HRP/CILE 对三氯 乙酸（TCA）和亚硝酸钠（NaNO2）有明显的电催化行为,当TCA 浓度在0.0～300.0 mmol/L 的范围时 还原峰电流值与浓度的变化成线性关系,检测限为0.67 mmol/L（3σ）。使用此传感器成功地对药物 样品中TCA 含量进行了测定,加标回收率为94.0%～105.6%。     

聚(3,4-乙撑二氧噻吩)的制备及性能

以十二烷基硫酸钠作为表面活性剂,三氯化铁为氧化剂,水相中氧化聚合3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT),并对产物进行了表征。研究了反应温度、氧化剂加入方式及表面活性剂的用量对聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)产率和导电性能的影响。结果表明,在50℃下,十二烷基硫酸钠和3,4-乙撑二氧噻吩物质的量比为0.25,氧化剂在2h内逐滴滴入反应液,反应24h下制备出的PEDOT电导率高达100.2S/cm,产率为72.14%。     

PEDOT:PSS/Fe3O4复合薄膜的制备及其超电容性能研究

以价格低廉的Fe₃O₄纳米颗粒为填料,聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)为基材制备复合材料,并采用高氯酸(HClO₄)对其进行后处理,获得PEDOT:PSS/Fe₃O₄柔性自支撑薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)对复合薄膜进行形貌和结构表征,并采用循环伏安(CV)和恒电流充放电(GCD)对其进行电化学性能分析。结果表明：经酸处理的PEDOT:PSS/Fe₃O₄复合薄膜表面粗糙,电化学性能得到较大提升,且倍率性能较好。在1 A/g时,放电比电容可达106 F/g,远远超出PEDOT:PSS原始膜和未处理的PEDOT:PSS/Fe₃O₄复合薄膜;在10 A/g时,放电比电容能够保持在81 F/g。     

基于无机p型NiO缓冲层的钙钛矿发光二极管发光特性研究

【目的】研究如何提高溴基钙钛矿(CH3NH3PbBr3)发光二极管的发光亮度。【方法】通过在氧化铟锡(ITO)玻璃基底上引入无机p型NiO缓冲层与有机聚合物聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)形成有机/无机杂化空穴传输层,提高空穴注入效率,降低电子溢出。【结果】引入无机p型NiO缓冲层形成有机/无机杂化空穴传输层后,发光二极管的发光亮度提高了约1倍。【结论】该方法不仅可降低PEDOT∶PSS对ITO基底的腐蚀,还能显著提高空穴注入效率,提高发光二极管的发光亮度。     

PEDOT/PSS水性导电涂料的研究进展

本文综述了水性导电涂料聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS)水性分散体的研究进展,系统性介绍了其发现和发展历史,重点阐述了其制备、性能及在抗静电、固态电容器、太阳能电池、印刷电路板等领域的广泛应用和优异性能,并对该类涂料未来的发展进行了展望。     

聚噻吩及聚3-辛基噻吩结构与导电性能研究

采用化学氧化法在不同温度下制备聚噻吩和聚3 辛基噻吩,通过红外光谱（FTIR）, X衍射分析（XRD）,核磁共振谱图（NMR）,X光电子能谱（XPS）和紫外可见光谱（UV Vis）等手段对聚合物进行了研究.结果表明,聚噻吩侧链基团和制备温度会影响聚合物的构型结构,引起聚合物结晶度的变化.聚3-辛基噻吩结晶度最低,低温制备的聚噻吩结晶度最高.导电性能研究表明,聚噻吩的构型结构和结晶度直接影响其电导率.     

喷涂制备聚合物太阳能电池阳极缓冲层中所用溶液浓度对器件性能影响机理

以在空气中结构稳定和电导率高等特点的PEDOT:PSS为样本,针对溶液浓度与喷涂薄膜成膜特性及在此基础上制备的P3HT:PCBM体异质结聚合物太阳能电池器件,进行了表征和分析.结果表明:器件的电流密度和效率随喷涂溶液浓度增大而提高的原因是喷涂溶液浓度的增加导致所制得薄膜的表面粗糙度增大,从而增大了与体异质结的接触面积,提高了载流子的传输和收集效率;在采用浓度为66.67%的PEDOT:PSS水溶液喷涂制备的缓冲层基础上制备的P3HT:PCBM体异质结聚合物太阳能电池,短路电流达到12.08mA/cm2.     

柔性自支撑PEDOT:PSS薄膜的制备及其超级电容特性研究

以聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)为原料，通过滴涂法成膜，并采用盐酸(HCl)和硫酸(H₂SO₄)对其进行后处理，制备出具有优异电化学性能的自支撑有机薄膜。运用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、拉曼光谱(Raman)、X-射线衍射(XRD)和电化学测试对样品的形貌、成分、结构及电化学性质进行表征和分析。结果表明：酸处理能够有效去除PEDOT:PSS复合组分中不导电的PSS部分，从而使其导电性能得到大幅改善(比原始样品高约2～3个数量级);导电薄膜展现出优异的电化学性能，特别是经H₂SO₄处理后的样品，具有较高的比电容(1 A/g时，比电容为87.3 F/g)和良好的倍率性能；导电薄膜可轻易从基板剥离，表现出良好的柔韧性和自支撑特性。     

PEDOT氮类似物的研究进展

本文简述了PEDOT氮类似物聚N-甲基-3,4-二氢噻吩[3,4-b][1,4]噁嗪(PMDTO)和聚N-乙基-3,4-二氢噻吩[3,4-b][1,4]噁嗪(PEDTO)的发现、性能和进展,重点介绍了其在超级电容器、电致变色、生物传感器等领域的性能优势及应用潜力,并对PEDOT氮类似物的未来发展进行了展望。     

深蓝色OLED材料均三嗪衍生物的合成与表征

为了克服PEDOT: PSS作为空穴注入层时强酸性和低导电性的问题,采用将适量咪唑和碘化铯共掺杂于PEDOT: PSS的方法,制备了高效有机电致发光器件(OLEDs)。结果表明：有效调节PEDOT: PSS的酸碱性,可提高PEDOT: PSS的空穴注入能力,使载流子传输更加平衡。与纯PEDOT: PSS作空穴注入层的OLEDs相比,优化后器件的最大亮度和电流效率分别提高了30%和31%。该研究为掺杂PEDOT: PSS为空穴注入层在OLEDs领域的研究提供了理论和实验参考。     

化学氧化法制备条件对聚噻吩导电性能的影响

采用化学氧化聚合法,以氯仿为溶剂、无水氯化铁为氧化剂,制得了聚噻吩样品,使用傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见漫反射光谱仪和高阻计对样品结构和电导率进行了分析测试,考察了噻吩浓度(0.05~0.20mol/L)、反应时间(1~12h)、反应温度(-32~0℃)、氧化剂与噻吩摩尔比(2~5)、后处理方式对聚噻吩样品电导率的影响。研究表明:上述条件均会影响聚噻吩的聚合程度和连接方式,进而影响其电导率。当噻吩浓度由0.05mol/L增至0.20mol/L时,样品电导率从10~(-13) S/m降至10~(-8) S/m;反应时间为3h所得样品的电导率最大,为10~(-10) S/m;当反应温度在0~-32℃时,其电导率均在10~(-13) S/m数量级;氧化剂与噻吩摩尔比n(FeCl_3)/n(Th)的增大会使其电导率增加(10~(-13)~10~(-10) S/m);反应结束后直接对反应物进行过滤洗涤得到的样品比室温挥发完溶剂再洗涤得到样品的电导率高五个数量级。综合聚噻吩的电导率和原料成本,选定噻吩浓度为0.10mol/L、反应时间为3h、反应温度为0℃、n(FeCl_3)/n(Th)=2,对反应物直接过滤洗涤为最佳制备条件,该条件下所得聚噻吩样品的电导率高达2.49×10~(-8) S/m。     

利用溶剂DMF处理聚合物太阳能电池的PEDOT:PSS阳极缓冲层提高能量转换效率

通过有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)处理P3HT:PCBM聚合物太阳能电池的PEDOT:PSS阳极缓冲层,能量转换效率得到了很大程度提高.DMF处理PEDOT:PSS阳极缓冲层主要有以下两种方式:①DMF 1∶4(v/v)混合原始的PEDOT:PSS溶液;②直接旋涂DMF在PEDOT:PSS阳极缓冲层上.其中后者的效果最为显著,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al的电池通过直接旋涂DMF(3 000rpm)处理PEDOT:PSS阳极缓冲层后,电池效率由3.16%提高到4.27%,提高幅度为35%.为了探究电池能量转换效率提高的机理,我们测试表征了电池在光照和暗态下的I-V特性曲线及外量子效率(IPCE)光谱,PEDOT:PSS薄膜的透光性、导电性及表面形貌,光活性层P3HT:PCBM的紫外可见光吸收及表面形貌.一系列结果表明PEDOT:PSS薄膜的导电性增强及表面形貌变化有利于空穴的抽取和收集,P3HT:PCBM薄膜的表面形貌变化有利于活性层光吸收的增强和电子的收集.     

金、银混合纳米颗粒的LSPR效应对白光OLED电致发光性能的影响

研究了金、银纳米颗粒（Au NPs和Ag NPs）及其混合颗粒位于空穴注入层3,4-乙烯二氧噻吩聚合物聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）之下时,其产生的局域表面等离子体共振效应（LSPR）对白光有机电致发光器件（WOLED）的电致发光（EL）性能的影响。WOLED器件的结构是氧化铟锡（ITO）/Ag NPs(Au NPs)/PEDOT:PSS/4,4′-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]（TAPC）/4,4’,4’’-三(咔唑-9-基)三苯胺（TCTA）/1,3-二-9-咔唑基苯（mCP）:FIrpic(质量分数8%)/Ir(piq)2acac/TPBi/LiF/Al。结果表明：Au NPs和Ag NPs都能提高WOLED器件的外部量子效率(EQE)和功率效率(PE),引入两者的混合颗粒后,器件的EQE和PE会得到进一步的提高。在Au NPs与Ag NPs溶液的最优体积比3∶1条件下,WOLED器件的EQE和PE分别为15.19%和15.03 lm/W,相比于原器件,WOLED器件的EQE和PE分别提高了29.06%和23.00%。通过激子动力学研究,揭示了LSPR效应及Au...     

3,4-乙撑二氧噻吩及其二聚体的电化学聚合性能研究

聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)具有能隙低、电化学掺杂电位低、响应时间短、颜色变化对比度高、稳定性好等优点,是目前国际上有机电致变色材料的研究热点。本文设计合成了3,4-乙撑二氧噻吩二聚体(Bis EDOT),并分别研究了Bis EDOT、3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的电化学聚合性能,对二者性能进行了系统分析。实验结果表明所得聚合物PEDOT和Pbis EDOT均具有良好的电化学活性和稳定性。     

有机无机复合温差电材料的无机掺杂剂

有机导电高分子因其低的热导率在温差电方面受到广泛的关注,但低电导率限制了其发展.掺杂无机半导体或CNT等纳米材料可有效改善有机导电高分子的热电性能.以PEDOT/PSS有机高分子为代表介绍有机无机复合温差电材料的无机掺杂剂的最新进展,并展望有机无机复合温差电材料未来的发展与应用.     

不同长径比银纳米线/PEDOT:PSS复合透明电极的制备和研究

聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)因其优良的透光性和延展性等特点被广泛用作柔性透明电极,为了改善其导电性能及提高可加工性能,将利用连续多步法(SMG)合成的银纳米线(Ag NWs)和二甲基亚砜(DMSO)与之共同混合,形成稳定的杂化“墨水”。在玻璃衬底上,利用旋涂法制备的复合薄膜的导电性和透光性都较优异,其中最优的复合薄膜在550 nm波长处透光性达到了93. 5%,表面方块电阻为25Ω/sq。实验中发现长径比较长的Ag NWs制备的薄膜因其提供了较好的交叉网络和减少了纳米线间的节点电阻,性能会更加优越。将杂化墨水旋涂到柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的衬底上,其导电性和透光性差异不大,并且表现出良好的可折叠弯曲性,这将有望大规模应用于柔性器件。     

导电聚合物作为连接层的叠层电致发光器件

有机电致发光器件(OLED)因具有全固态、主动发光、高色域、视角宽、非常轻薄和可折叠卷曲等优点,被认为是可取代液晶显示的技术之一.但是,由于这种器件使用的有机材料很容易与空气中的水和氧气发生反应,并且其玻璃化温度比较低,导致器件稳定性和效率比较低.因此通过某种方式提高器件的电流效率、减少器件的发热功耗,降低器件的运行电流,具有非常重要的意义.叠层(Stacked)器件结构技术是实现低电流、高效率OLED的一种有效途径.但是,如何利用简单的方法制作高效的叠层器件连接层,使电流高效地通过器件,是研制这种器件的重要挑战.本文利用PEDOT:PSS作为器件连接层,成功制备出结构为ITO/PEDOT:PSS (15 nm)/PFO(80 nm)/PEDOT:PSS (40 nm)/PFO (80 nm)/Al (70 nm)的叠层有机电致发光器件.通过研究叠层器件的电流-电压特性、电压-亮度特性和电流-效率特性发现,在未做任何特别优化的条件下,该叠层器件的启亮电压为12.3 V,启亮电流为1.39μA.电流效率(3.97 cd/A)是单层对比器件电流效率的8倍.更为重要的是,这种PEDOT:PSS新型叠层器件连接层既不需要高温蒸发镀膜也不需要掺杂.该方法既简化了Stacked叠层器件连接单元的制备工艺,避免了高温蒸镀对器件膜层的损伤,又克服了现有掺杂工艺原子散射对器件性能破坏的难题.同时,本文对PEDOT:PSS作为叠层有机电致发光器件连接层的物理机制进行了探讨.