原位聚合
原位聚合是单体或可溶性预聚物在基底表面聚合形成导电聚合物膜,主要包括直接聚合、溶液聚合吸附、化学气相沉积、气相沉积聚合和液相沉降聚合。原位聚合是一种很有前途的制备PEDOT对电极的方法。这种方法已经广泛应用于其他PEDOT材料,特别是光学材料的制作,并且这种方法已经用于一些xPEDOT薄膜对电极的制作。采用锥形硅纳米孔结构,通过调节其孔径和深度,PEDOT:PSS可以很好的包覆硅,充分利用光。
传统的硅太阳能由于制备工艺复杂,硬件设备投资大,电池成本高,限制了其更广泛的应用。因此,开发新型低成本太阳能电池具有重要的实际应用价值。选择一种制备工艺简单的新型电荷选择性材料(PEDOT:PSS(聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(b-乙烯基磺酸))和晶体硅衬底形成非掺杂异质结太阳能电池,可以避免掺杂所需的高温过程,有望获得低成本的硅基异质结太阳能电池。采用滚涂法制备了一种新型的掺杂二甲基亚砜和炭黑的修饰PEDOT∶PSS对电极。
但这类异质结电池存在PEDOT:PSS材料空穴迁移率低、PEDOT:PSS/硅接触面性能差、硅/金属电极接触电阻高等问题,限制了电池转换效率的提高。为了解决这些问题,兰州大学物理科学技术学院彭尚龙采用PEDOT:PSS材料改性、光吸收改善、硅纳米陷获结构构建、硅表面钝化、硅/金属界面接触电阻降低等策略,提高电池转换效率,降低成本,取得了一系列研究成果。此外,所制备的PEDOT薄膜结构规整,电导率高,薄膜与电极之间附着力强。
通过调节导电聚合物对阴离子的分子结构,调节对阴离子的空间位阻,实现薄膜自抑制聚合(SIP)新工艺,获得适用的PEDOT厚膜材料,便于制备微米级高电导率(gt;103 S/cm)的PEDOT薄膜成为可能。在此基础上,利用自抑制效应同步生成了高厚度的无孔PEDOT:DBSA-Te点复合膜。通过新型Fe(III)氧化剂的自抑制作用,PEDOT基体被均匀分散的Te粒子紧密包覆,成功抑制了Te纳米粒子的氧化。这类材料可用于电致变色智能窗、电致变色显示器、无眩光镜、电致变色存储器件、红外S发射器件、雷达吸波材料等诸多领域。