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發(fā)布時間:2020-12-07 08:17  
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高導(dǎo)電性涂層材料
用作涂層材料的高導(dǎo)電性Clevios?可將表面電阻降至 100 歐姆/平方?;赑EDOT:PSS電極的柔性有機太陽能電池進展有機太陽能電池(Organicsolarcells,OSCs)具有柔性﹑輕薄﹑成本低以及可印刷和卷對卷制造的巨大優(yōu)勢,引起了廣泛的關(guān)注。一般來講,聚合物屬絕緣體。但是,有一類特殊聚合物,也即本征導(dǎo)電性聚合物,其導(dǎo)電性介于半導(dǎo)體和金屬之間(從10 - -4 到103 S/cm)。兼具金屬與聚合物的特性,給眾多應(yīng)用領(lǐng)域帶來嶄新的發(fā)展機會,這在電子工業(yè)領(lǐng)域尤為明顯。
Clevios? PH 1000或其即用型配方Clevios? FE-T可用作高導(dǎo)電性涂層。這些材料不僅導(dǎo)電率高,而且具有非同一般的透明度。
結(jié)合諸如 DMSO 或乙二醇等導(dǎo)電增強劑使用Clevios?PH 1000時,導(dǎo)電率可達到 900-1000 S/cm(約 200 歐姆/平方)。即用型配方 CLEVIOS? FE-T材料屬于水基物質(zhì),含有可用于強制干燥的聚酯分散體。
各種涂層配方均在不同濕膜厚度和表面電阻率的條件下,針對諸如 A-PET、PET、聚碳酸酯、玻璃等具體基材經(jīng)過優(yōu)化處理。
可采用標(biāo)準(zhǔn)印刷方法,如狹縫涂布法、柔版印刷、絲網(wǎng)或者凹版印刷制作涂層。也可采用刷涂、噴涂、旋涂或輥涂法。
通過滾涂法制備了一種摻雜二甲j亞砜(DMSO)和炭黑的改性PEDOT∶PSS新型對電極。研究人員已經(jīng)把它應(yīng)用于工業(yè)的各個方面,如固體電解電容器,抗靜電涂層,通孔線路板電鍍等等。固定炭黑的加入量,調(diào)節(jié)PEDOT∶PSS與DMSO的比例,用滾涂法制備了不同的薄膜對電極。通過四探針測試儀、掃描電鏡、太陽電池測試儀,分別測試了薄膜對電極的方塊電阻、表面形貌及其光電性能。結(jié)果表明,當(dāng)PEDOT∶PSS溶液與DM-SO的質(zhì)量比為4.5∶1時,制備的對電極組裝的電池性能最佳,短路電流密度為2.12 mA/cm2,開路電壓為0.64 V;炭黑的加入使電池的光電轉(zhuǎn)化效率從1.02%提高到1.81%。
導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機理
聚合物分子導(dǎo)電應(yīng)具備的必要條件是:分子鏈應(yīng)該是一個大竹共軛體系(共軛雙鍵或共軛與帶有未成鍵P軌道的雜原子N、s等偶合)與金屬導(dǎo)電需要自由電子和供電子運動的軌道一樣,聚合物的導(dǎo)電也需要有電荷載體和可供電荷載體自由運動的分子軌道,由于大多數(shù)聚合物本身不具有電荷載體,導(dǎo)電聚合物的所必需的電荷載體是由”摻雜”過程提供的。盡管強酸處理能顯著提高PEDOT:PSS薄膜的導(dǎo)電率,但大多數(shù)強酸處理易破壞塑料襯底,影響器件的機械柔性。關(guān)于摻雜后導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機理,目前比較成熟的觀點可用下圖(二)加以簡要說明。
對比PEDOT:PSS薄膜,PEDOT:PSS水凝膠因其富含水的性質(zhì)和類似組織的機械性能而被認為是生物組織更理想的接口替代品。將摻雜的PEDOT∶PSS薄膜作為緩沖層應(yīng)用于聚合物電池(ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCBM/LiF/Al)中,發(fā)現(xiàn)高電導(dǎo)率的PEDOT∶PSS降低了器件的串聯(lián)電阻,增加了器件的短路電流,從而提高了器件的性n。因為它們不僅可以為細胞生長和分化提供適宜的微環(huán)境,而且還提供了一種導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),可以在電刺激下原位研究細胞行為。不幸的是,目前大多數(shù)PEDOT:PSS水凝膠都是在超出生物組織的耐受極限高溫環(huán)境下制備的。此外,目前幾乎沒有報道可注射的PEDOT:PSS水凝膠,而其對于微創(chuàng)生物醫(yī)學(xué)是非常急需的。