一種高導(dǎo)電的聚合物復(fù)合電極及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機光電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種高導(dǎo)電的聚合物復(fù)合電極及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的蓬勃發(fā)展，關(guān)于有機電致發(fā)光二極管（OL邸S)和有機太陽能電池 (OPVs)等領(lǐng)域的研究取得了日新月異的進展。而所有運些研究的進行都離不開電極材料的 使用。目前，銅錫氧化物（ITO) W其優(yōu)良的導(dǎo)電性和透光率而成為有機光電子學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用 最為廣泛的透明電極材料。然而，由于銅價格高昂和供應(yīng)受限，使得ITO電極材料的成本增 加；另外，ITO薄膜通常是采用物理氣相沉積或者瓣射沉積技術(shù)等方法沉積到襯底表面，運 種復(fù)雜的沉積工藝進一步提高了 ITO材料的成本，不利于其在有機光電器件中的大規(guī)模應(yīng) 用。同時，ITO層較脆，缺乏柔初性，運些缺點也限制了 ITO材料在可彎曲的柔性器件中的 應(yīng)用。
[0003] 因此，尋找一種工藝簡單、成本低廉、并且能夠在電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)上與ITO相媳美 的柔性導(dǎo)電材料已經(jīng)成為有機光電子學(xué)領(lǐng)域亟需解決的關(guān)鍵問題。文獻上常見的ITO的替 代品有諸如：碳納米管、石墨締、導(dǎo)電高分子材料等。其中，由聚（3, 4-乙締基二氧嚷吩）： 聚（苯乙締橫酸鹽）（PED0T:PS巧構(gòu)成的聚合物復(fù)合薄膜由于具有較高的透光率和可溶液 加工的優(yōu)點而受到科研工作者的青睞。但是，P邸OT: PSS薄膜的電導(dǎo)率較低，無法滿足有機 光電器件對于電極材料的要求。因此，如何提高PED0T:PSS薄膜的電導(dǎo)率已經(jīng)成為限制其 應(yīng)用的關(guān)鍵問題。在W往報道中，向PED0T:PSS的水溶液中加入強酸或者高溫下使用酸沖 洗陽DOT = PSS 薄膜（Journal of Materials Qiemistry A. 2013, 1,1334-1340 !Advanced Materials 2014, 26, 2268-2272)的辦法來提高該薄膜的電導(dǎo)率。然而，運些方法條件苛刻， 耗費能源，無法實現(xiàn)商業(yè)化的大規(guī)模使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，尋找一種簡單有效的方法提高PED0T:PSS 薄膜的電導(dǎo)率，提供一種高導(dǎo)電的聚合物復(fù)合電極及其制備方法。 陽0化]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：
[0006] 一種高導(dǎo)電的聚合物復(fù)合電極，包括：聚（3, 4-乙締基二氧嚷吩）P邸OT :聚（苯乙 締橫酸鹽）PSS :氧化鋒ZnO復(fù)合電極；其中，
[0007] 陽DOT 與 PSS 的重量比為 50:1-1:50 ; 陽00引所述陽DOT :PSS :ZnO復(fù)合電極的厚度為50-300納米。
[0009] 在上述技術(shù)方案中，所述陽DOT :PSS :ZnO復(fù)合電極的厚度為62納米，或者80納 米，或者96納米，或者162納米，或246納米。
[0010] 一種上述的高導(dǎo)電的聚合物復(fù)合電極的制備方法，包括W下的步驟： 陽011] (1)清洗襯底并烘干； 陽01引 似將襯底置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均勻的涂在襯底上，旋涂 成膜；
[0013] (3)將步驟（2)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將二甲基亞諷DMSO均勻 的涂在PEDOT:PSS薄膜上，靜置，旋洗，移除薄膜中的部分PSS ;
[0014] (4)將步驟（3)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均 勻的涂在該加工件上，旋涂成膜，增加薄膜厚度；
[0015] (5)將步驟（4)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將DMSO均勻的涂在該加 工件上，靜置，旋洗；
[0016] (6)重復(fù)步驟（4)和巧），直至得到一定厚度的陽DOT:PSS層；
[0017] (7)將步驟（6)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將化0溶液均勻的涂在該 加工件上，旋涂成膜，干燥后得到高導(dǎo)電的聚合物復(fù)合電極。 陽0化]在上述技術(shù)方案中，所述步驟似和（4)中，P邸0T:PSS水溶液的濃度為 0. 1% -50%。
[0019] 在上述技術(shù)方案中，所述步驟（2)和（4)中，P邸OT: PSS水溶液中陽DOT與PSS的 重量比為50:1-1:50。
[0020] 在上述技術(shù)方案中，所述步驟（2)和（4)中，所述PEDOT:PSS薄膜的旋涂速度為每 分鐘 1000-5000 轉(zhuǎn)。
[0021] 在上述技術(shù)方案中，所述步驟（3)和巧）中，DMSO靜止時間為1-10分鐘。
[0022] 在上述技術(shù)方案中，所述步驟（7)中，所述ZnO薄膜的旋涂速度為每分鐘8000轉(zhuǎn)。
[0023] 在上述技術(shù)方案中，所述的襯底為：玻璃；或者聚締控、聚酸酬、聚酷亞胺、聚醋、 聚乙締、玻璃樹脂、含氣聚合物中的一種材料；或者聚締控、聚酸酬、聚酷亞胺、聚醋、聚乙 締、玻璃樹脂、含氣聚合物中幾種材料的共聚物或混合物。
[0024] 在上述技術(shù)方案中，所述步驟（7)中，所述ZnO溶液為體積為50-500微升，濃度為 1% -50 %的正下醇溶液。
[00巧]本發(fā)明具有W下的有益效果：
[00%] 通過測試薄膜的厚度、電導(dǎo)率、方塊電阻和透光率，結(jié)果表明，本發(fā)明的方法制備 的復(fù)合電極的電導(dǎo)率達到1000西口子/厘米W上，同時方塊電阻降低至100歐姆W下，光 透過率（在人眼最為敏感的550納米處）達到70% W上。將其作為電極應(yīng)用于聚合物薄膜 太陽能電池中，取得了與ITO作為電極的器件相當(dāng)?shù)哪芰哭D(zhuǎn)換效率。運些結(jié)果說明，本發(fā)明 所制備的聚合物復(fù)合電極完全可W取代ITO在有機光電領(lǐng)域得到進一步的廣泛應(yīng)用。
【附圖說明】
[0027] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0028] 圖1為本發(fā)明所使用的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖2為本發(fā)明所制備的聚合物太陽能電池的電流-電壓特性曲線圖。其中：
[0030] 曲線1是實施例6在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線；
[003U 曲線2是實施例7在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線； 陽03引 曲線3是實施例8在強度為100毫瓦/平方厘米的AM I. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線；
[003引 曲線4是實施例9在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線；
[0034] 曲線5是實施例10在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試 的電流-電壓特性曲線。
[003引 曲線6是對比例3在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線。
[0036] 曲線7是對比例4在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線。
【具體實施方式】
[0037] 本發(fā)明的發(fā)明思想為：
[0038] 本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)電的聚合物復(fù)合電極及其制備方法，該復(fù)合電極由聚 (3, 4-乙締基二氧嚷吩）：聚（苯乙締橫酸鹽），即陽DOT = PSS構(gòu)成。通過使用二甲基亞諷 值MS0)旋洗PEDOT: PSS薄膜，用W除去薄膜中的部分PSS成分，同時增加其中P邸OT成分的 結(jié)晶，從而提高薄膜電導(dǎo)率。具體步驟如下：
[0039] (1)將襯底清洗干凈并烘干，襯底可W是玻璃或者柔性襯底； W40] 似將上述襯底置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均勻的涂在襯底上， 旋涂成膜；其中，P邸OT:PSS水溶液濃度為0. 1% -50%，P邸OT與PSS重量比為50:1-1:50 ; [0041] (3)將步驟似所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將DMSO均勻的涂在 陽DOT:PSS薄膜上，靜置，旋洗，移除薄膜中的部分PSS，提高電導(dǎo)率； 陽0創(chuàng) （4)將步驟做所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均 勻的涂在該加工件上，旋涂成膜，增加薄膜厚度；
[0043] (5)將步驟（4)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將DMSO均勻的涂在該加 工件上，靜置，旋洗，提高薄膜電導(dǎo)率；
[0044] (6)重復(fù)步驟（4)和巧），直至得到一定厚度的陽DOT:PSS層；
[0045] (7)將步驟（5)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將化0溶液均勻的涂在該 加工件上，旋涂成膜，干燥后得到高導(dǎo)電的聚合物復(fù)合電極。
[0046] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做W詳細(xì)說明。
[0047] 本發(fā)明公開一種高導(dǎo)電率的聚合物復(fù)合電極及其制備方法。具體的：
[0048] (1)將襯底清洗干凈并烘干。W玻璃襯底為例，將玻璃襯底（大小為3厘米X 3 厘米）用洗液清洗干凈，再依次用去離子水、丙酬、異丙醇超聲，各10分鐘，然后放入真空烘 箱，60攝氏度，烘干； W例 似將上述襯底置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均勻的涂在襯底上， 旋涂成膜，轉(zhuǎn)速為每分鐘1000-5000轉(zhuǎn)，得到薄膜厚度為60-110納米；
[0050] (3)將步驟（2)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將100微升的DMSO均勻 的涂在PED0T:PSS薄膜上，靜置1-10分鐘，旋洗，移除薄膜中的部分PSS，提高電導(dǎo)率；
[0051] (4)將步驟（3)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將的陽DOT:PSS的水溶液 均勻的涂在該加工件上，旋涂成膜，增加薄膜厚度；
[0052] (5)將步驟（4)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將DMSO均勻的涂在該加 工件上，靜置1-10分鐘，旋洗，提高薄膜電導(dǎo)率；
[0053] (6)重復(fù)步驟（4)