本發(fā)明屬于電子元器件制造，尤其是一種基于溶液摻雜改性的pedot:pss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、(1)導(dǎo)電高分子是一類具有方便使用、易加工、可調(diào)控導(dǎo)電性和耐腐蝕性等優(yōu)點的材料。在近年來的研究中，聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚對苯乙烯磺酸(pedot:pss)作為一種典型的導(dǎo)電高分子材料，受到了廣泛的關(guān)注。pedot:pss具有高導(dǎo)電性(經(jīng)過摻雜后)、高透光性、優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性以及可溶液加工等特點成為一種應(yīng)用廣泛的導(dǎo)電高分子材料。它被應(yīng)用于有機(jī)光電器件領(lǐng)域，包括有機(jī)太陽能電池、有機(jī)場效應(yīng)晶體管和有機(jī)發(fā)光二極管等。

2、(2)然而，在實際應(yīng)用中，pedot:pss對基底的附著性往往不理想，容易出現(xiàn)剝離、分離或結(jié)構(gòu)松散等問題。為了提高pedot:pss溶液的附著性，研究者們一直在努力，致力于增強(qiáng)pedot:pss與基底之間的黏附力，以提高該材料在器件制備中的可靠性和穩(wěn)定性。

3、(3)已有的提升pedot:pss薄膜附著性的技術(shù)主要可以分為兩大類：基底處理和溶液處理?；滋幚砑夹g(shù)具體可以分為兩種，即表面處理：通過基底表面的化學(xué)或物理處理，如等離子水清洗、uv光照、氧化物薄膜涂層等，能夠改善基底表面的粗糙度和化學(xué)親和性，增強(qiáng)pedot:pss薄膜與基底之間的附著力；摻雜物質(zhì)覆蓋基底表面：在基底表面引入覆蓋層，例如聚合物或功能化分子，與pedot:pss形成相互作用，提高附著性。這類技術(shù)優(yōu)勢在于通過改善基底表面的物理和化學(xué)性質(zhì)，直接影響pedot:pss薄膜的附著性，相對穩(wěn)定，不易受溶液成分變化的影響。但是制備過程相對復(fù)雜，需要繁雜的處理步驟，對基底材料有限制，不適用于所有類型的基底。溶液處理技術(shù)通常為溶液摻雜，通過向pedot:psss溶液中添加試劑，如乙醇、丙三醇等，改善溶液的親水性和流動性質(zhì)，提高pedot:pss薄膜的平整性和附著性，或是添加表面活性劑，如曲拉通，改善溶液的表面張力與接觸角，提升pedot:pss薄膜的附著性。這種技術(shù)的優(yōu)勢在于可以通過直接改變pedot:pss溶液的成分來實現(xiàn)附著性的提升，適用范圍廣、操作簡便、流程短。但是已有技術(shù)使用的摻雜溶液種類較多，配比也需要精確控制，過高或過低的摻雜配比會影響pedot:pss薄膜的性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于溶液摻雜改性的pedot:pss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，利用聚乙烯醇(pva)、乙醇、二甲基亞砜(dmso)與pedot:pss溶液摻雜的工藝，能夠有效提升pedot:pss薄膜在石英片、硅片、聚偏二氟乙烯(pvdf)基底上的附著性，極大提升了成膜率、成膜質(zhì)量，并且操作簡便、成本低、工藝成熟、成功率高。改善pedot:pss的附著性可以拓展其在各種領(lǐng)域的應(yīng)用，包括生物傳感器、可穿戴設(shè)備、智能紡織品等。這些領(lǐng)域?qū)τ诜€(wěn)定的pedot:pss薄膜附著性有著更高的要求，以確保器件在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、一種基于溶液摻雜改性的pedot:pss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，包括以下步驟：

4、步驟1、使用超聲清洗機(jī)對基底進(jìn)行清洗，并使用氮氣吹干；

5、步驟2、將pedot:pss溶液與dmso溶液進(jìn)行配比摻雜；

6、步驟3、配置pva溶液；

7、步驟4、將步驟2中摻雜dmso后的pedot:pss溶液分別與乙醇溶液和步驟3配置的pva溶液進(jìn)行摻雜；

8、步驟5、將步驟4中摻雜乙醇和摻雜pva的pedot:pss溶液分別在基底上使用勻膠機(jī)進(jìn)行旋涂；

9、步驟6、對旋涂好的基底置于熱臺進(jìn)行加熱獲得穩(wěn)固的pedot:pss導(dǎo)電薄膜。

10、而且，所述步驟1中使用超聲清洗機(jī)對基底進(jìn)行清洗的具體實現(xiàn)方法為：超聲清洗按先后順序在去離子水、乙醇和異丙醇中超聲振蕩清洗10min。

11、而且，所述步驟2的具體實現(xiàn)方法為pedot:pss溶液與dmso溶液按照體積比100:5～100:15范圍內(nèi)進(jìn)行配比摻雜。

12、而且，所述步驟3中pva質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3％～9％。

13、而且，所述步驟4中摻雜dmso后的pedot:pss溶液與乙醇溶液體積配比為1:1～10:1；摻雜dmso后的pedot:pss溶液與pva溶液體積配比為1:1～15:1。

14、而且，所述步驟5中旋涂時勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速在1500rpm～6000rpm之間，旋涂時間為20～50s。

15、而且，所述步驟6的具體實現(xiàn)方法為：對旋涂好的基底置于熱臺90℃加熱10min以獲得穩(wěn)固的pedot:pss導(dǎo)電薄膜。

16、本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

17、1、本發(fā)明利用聚乙烯醇(pva)、乙醇、二甲基亞砜(dmso)與pedot:pss溶液摻雜的工藝，能夠有效提升pedot:pss薄膜在石英片、硅片、聚偏二氟乙烯(pvdf)基底上的附著性，極大提升了成膜率、成膜質(zhì)量，并且操作簡便、成本低、工藝成熟、成功率高。改善pedot:pss的附著性可以拓展其在各種領(lǐng)域的應(yīng)用，包括生物傳感器、可穿戴設(shè)備、智能紡織品等。這些領(lǐng)域?qū)τ诜€(wěn)定的pedot:pss薄膜附著性有著更高的要求，以確保器件在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。

18、2、本發(fā)明提供的提升pedot:pss薄膜附著性方法，采用溶液摻雜工藝，流程簡便,周期短,成本低,成功率高。

19、3、本發(fā)明在配置過程中pedot:pss溶液與pva溶液體積配比為1:1～15:1均有效，pedot:pss溶液與乙醇溶液體積配比為1:1～10:1均有效。

20、4、本發(fā)明對于提升pedot:pss薄膜附著性效果顯著，pedot:pss溶液與pva溶液的摻雜可以在疏水性材料上成膜。

技術(shù)特征：

1.一種基于溶液摻雜改性的pedot:pss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溶液摻雜改性的pedotpss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟1中使用超聲清洗機(jī)對基底進(jìn)行清洗的具體實現(xiàn)方法為：超聲清洗按先后順序在去離子水、乙醇和異丙醇中超聲振蕩清洗10min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溶液摻雜改性的pedotpss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟2的具體實現(xiàn)方法為pedot:pss溶液與dmso溶液按照體積比100:5～100:15范圍內(nèi)進(jìn)行配比摻雜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溶液摻雜改性的pedot:pss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟3中pva質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍為3％～9％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溶液摻雜改性的pedotpss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟4中摻雜dmso后的pedot:pss溶液與乙醇溶液體積配比范圍為1:1～10:1；摻雜dmso后的pedot:pss溶液與pva溶液體積配比范圍為1:1～15:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溶液摻雜改性的pedotpss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟5中旋涂時勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速在1500rpm～6000rpm之間，旋涂時間為20～50s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溶液摻雜改性的pedot：pss導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟6的具體實現(xiàn)方法為：對旋涂好的基底置于熱臺90℃加熱10min以獲得穩(wěn)固的pedot:pss導(dǎo)電薄膜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種基于溶液摻雜改性的PEDOT:PSS導(dǎo)電薄膜附著性優(yōu)化方法，利用聚乙烯醇(PVA)、乙醇、二甲基亞砜(DMSO)與PEDOT:PSS溶液摻雜的工藝，能夠有效提升PEDOT:PSS薄膜在石英片、硅片、聚偏二氟乙烯(PVDF)等常見襯底上的附著性，極大提升了成膜率、成膜質(zhì)量，并且操作簡便、成本低、工藝成熟、成功率高。改善PEDOT:PSS的附著性可以拓展其在各種領(lǐng)域的應(yīng)用，包括生物傳感器、可穿戴設(shè)備、智能紡織品等。這些領(lǐng)域?qū)τ诜€(wěn)定的PEDOT:PSS薄膜附著性有著更高的要求，以確保器件在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：李帥,朱律冰,郎利影,孫玉寶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10