?PEDOT:PSSHTL

PEDOT:PSS HTL在器件中主要起著收集和傳輸來(lái)自鈣鈦礦光吸收層的空穴的作用[6]。盡管PEDOT:PSS HTL具有透光率優(yōu)異和制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn), 但是依然存在兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[7, 8, 9, 10, 11]有待進(jìn)一步解決。其一, PEDOT:PSS HTL的導(dǎo)電性能相對(duì)較弱, 在其內(nèi)部電荷無(wú)法地傳輸, 導(dǎo)致HTL和鈣鈦礦層界面處出現(xiàn)電荷累積, 加大了器件的漏電流[7]; 其二, PEDOT:PSS HTL表面缺少鈣鈦礦形核和生長(zhǎng)的有利位置以及存在鈣鈦礦溶液的潤(rùn)濕性問(wèn)題, 較難獲得晶粒尺寸大且覆蓋率高的鈣鈦礦層[8, 11]。如果對(duì)共軛鏈進(jìn)行重?fù)诫s，則可能在極化分子的基礎(chǔ)上形成雙極化子或雙極子帶，極化子和雙極化子可能過(guò)雙鍵遷移沿共軛傳遞，從而使聚合物導(dǎo)電。為此, 研究人員嘗試引入添加劑對(duì)PEDOT:PSS HTL進(jìn)行修飾。目前已有少量的添加劑用于PEDOT:PSS HTL, 如二甲j亞砜(DMSO)[7]、聚氧h乙烯(PEO)[9]、甲磺酸(MSA)[10]和氧化石墨(GO)[11], 這些添加劑解決上述兩個(gè)問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)有所不同。例如, DMSO主要是提升PEDOT:PSS HTL的導(dǎo)電性能, 其原因在于DMSO能弱化PEDOT分子鏈和PSS分子鏈之間的交互作用, 進(jìn)而促使PEDOT富集相的形成; GO主要是通過(guò)改善鈣鈦礦溶液在PEDOT:PSS HTL表面的潤(rùn)濕性, 達(dá)到降低鈣鈦礦非均勻形核能的目的。然而, 目前鮮有同時(shí)將兩種不同功能的添加劑用于修飾PEDOT:PSS HTL的報(bào)道。此外, 超級(jí)電容器和導(dǎo)電薄膜等領(lǐng)域的研究表明, 具有獨(dú)特電學(xué)和機(jī)械性能的碳納米管(CNTs)能改進(jìn)PEDOT:PSS膜的導(dǎo)電性能[12, 13]。同樣值得借鑒的是Zhang等[14]的研究工作, 他們發(fā)現(xiàn)將CNTs摻入鈣鈦礦層能促進(jìn)晶粒的生長(zhǎng)。

聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)由拜爾(Bayer AG)科學(xué)家于1988年在中提出，人們發(fā)現(xiàn)其具有穩(wěn)定的摻雜態(tài)結(jié)構(gòu)，因而具有優(yōu)異的環(huán)境穩(wěn)定的導(dǎo)電性。這類(lèi)材料可應(yīng)用于電致變色智能窗、電致變色顯示器、無(wú)眩反射鏡、電色儲(chǔ)存器件、紅外發(fā)s器件、雷達(dá)吸波材料等多個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)，人們發(fā)展了PEDOT:PSS (聚磺酸)溶膠體系來(lái)實(shí)現(xiàn)PEDOT材料的水系儲(chǔ)存以及加工，結(jié)合PEDOT的其他多種化學(xué)合成以及原位合成方法，這使得其被廣泛應(yīng)用在儲(chǔ)能、柔性電子學(xué)、光電轉(zhuǎn)換器件等應(yīng)用中。

近日，來(lái)自斯坦福大學(xué)的Alberto Salleo、荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)的Yoeri van de Burgt和意大利技術(shù)研究院的Francesca Santoro團(tuán)隊(duì)在硬件層面實(shí)現(xiàn)了對(duì)神經(jīng)突觸連接及其功能的模仿。其中突觸前神經(jīng)元由可分泌多巴胺（神經(jīng)可塑性的關(guān)鍵神經(jīng)遞質(zhì)）PC-12細(xì)胞構(gòu)成，突觸后神經(jīng)元?jiǎng)t為人造晶體管，門(mén)電路為PEDOT:PSS。最終，通過(guò)Te量子點(diǎn)的高效聲子散射機(jī)制，在較低的Te添加量下（2。當(dāng)通電時(shí)，多巴胺可以還原PEDOT:PSS，使溝道的電導(dǎo)率降低，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該人工突觸權(quán)重的長(zhǎng)期調(diào)控。這一過(guò)程模仿了人類(lèi)神經(jīng)元在神經(jīng)遞質(zhì)作用的下的長(zhǎng)期改變。該成果以“A biohybrid synapse with neurotransmitter-mediated plasticity”為題發(fā)表在《Nature Materials》上。