氯化鈉摻雜PEDOT:PSS實(shí)現(xiàn)高填充因子鈣鈦礦太陽能電池

近年來， 以CH3NH3PbI3為代表的有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池因其突出的光電性能和高光電轉(zhuǎn)換效率而受到研究者們越來越多的關(guān)注。其中PEDOT:PSS作為一種傳統(tǒng)的空穴傳輸材料，其具有高透光率、良好的熱穩(wěn)定性以及和鈣鈦礦匹配的級，被廣泛的應(yīng)用于反式的平面鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)中。但是，以往的研究很少關(guān)注PEDOT:PSS的表面屬性對鈣鈦礦晶體生長和器件性能的影響。然而PEDOT/PSS的導(dǎo)電性能難以滿足OLED等元器件對透明電極的要求，單獨(dú)作為透明電極使用尚需要長時(shí)間的技術(shù)突破。

這一方法不僅改善了PEDOT:PSS本身的導(dǎo)電性，同時(shí)通過其表面分布的NaCl小晶體改善了上層鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量。通過這種簡單的方式同時(shí)提高了填充因子（高達(dá)81.9%）和開路電壓，使鈣鈦礦電池的性能從平均的15.1%提升到了17.1%，g達(dá)到18.2% 且基本沒有出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象。通過系統(tǒng)的分析對比闡明了電池性能提升的本質(zhì)可歸因于兩方面: ① NaCl的摻雜導(dǎo)致了PEDOT和PSS的相分離，從而提高了電導(dǎo)率和空穴提取能力；這一方法不僅改善了PEDOT:PSS本身的導(dǎo)電性，同時(shí)通過其表面分布的NaCl小晶體改善了上層鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量。② 基本一致的NaCl和MAPbCl3晶格參數(shù)（不匹配度低于<2%）和 （001）面匹配的氯原子排列使得PEDOT:PSS 表面分布的NaCl作為種子誘導(dǎo)形成了均勻的具有一定（001）取向的鈣鈦礦薄膜。該研究能很好的與印刷技術(shù)相兼容，從而實(shí)現(xiàn)和晶體取向可調(diào)的鈣鈦礦太陽能電池的量產(chǎn)。

近日，美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）Ali Khademhosseini和Shiming Zhang等研究者利用PEDOT:PSS體系的室溫凝膠化特性，借助表面活性劑的輔助，在室溫條件下實(shí)現(xiàn)了具有可注射性的新型導(dǎo)電PEDOT:PSS凝膠體系的大面積簡便制備?；诤唵蔚淖⑸涑尚偷确椒?，可實(shí)現(xiàn)纖維狀、曲面基底膜等多種PEDOT:PSS形態(tài)柔性器件的制備。同時(shí)，該P(yáng)EDOT:PSS凝膠體系展現(xiàn)出優(yōu)異的自愈合性能，在開發(fā)有機(jī)生物電子器件方面具有廣闊的應(yīng)用前景。PEDOT:PSS涂層具有導(dǎo)電性強(qiáng)、成膜質(zhì)量好、透明度好、光學(xué)對比度高、穩(wěn)定性高、附著力強(qiáng)、膜顏色易變、循環(huán)和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，一直是本征型導(dǎo)電涂料領(lǐng)域的研究核心，相信隨著社會要求的不斷提高以及研究的不斷深入，其應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展。

外效率結(jié)果說明，在400nm–1000nm波段，相較于平板結(jié)構(gòu)Si/PEDOT:PSS太陽電池，柔性微米金字塔狀Si/PEDOT:PSS太陽電池具有更強(qiáng)的光子捕獲能力。而電化學(xué)阻抗譜進(jìn)一步表明，后者具有更小的串聯(lián)電阻和更大的復(fù)合電阻，從而，導(dǎo)致后者的光電轉(zhuǎn)化效率較高。此外，經(jīng)過600次的機(jī)械彎折測試后，柔性微米金字塔狀Si/PEDOT:PSS太陽電池呈現(xiàn)很好的光伏穩(wěn)定性。此為柔性Si/PEDOT:PSS雜化太陽電池在下一代便攜式電子設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。本發(fā)明公開了一種基于分子模板原理的PEDOT:PSS溶液及薄膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟1)配置五y化二釩和純凈水和EDOT單體的混合物，常溫下攪拌，得到綠色溶液。