Behandlung von PEDOT∶PSS-Filmen mit niedrig siedenden Lösemitteln zur Verbesserung der Leistung von Solarzellen

LI Wei-guang ,  

CHEN Jun-cong ,  

ZHENG Yan-qiong ,  

CHEN Yu-huan ,  

CHEN Wei-an ,  

LI Xi-feng ,  

摘要

Poly(3,4-ethylenedioxythiophen)∶Poly(styriolsulfonat) (PEDOT∶PSS), als eines der beliebten Lochtransportmaterialien, wird umfangreich in verschiedenen optoelektronischen Geräten eingesetzt. Um seine Leitfähigkeit zu verbessern, werden häufig Lösemittel mit hohem Siedepunkt direkt zur PEDOT∶PSS-Lösung hinzugefügt, was jedoch zu Lösemittelrückständen führt und deutliche Leckströme in den Geräten verursacht. In früheren Berichten wurde keine effektive Nutzung von leichter entfernten Lösemitteln mit niedrigem Siedepunkt beobachtet. In dieser Arbeit haben wir festgestellt, dass durch das Vortröpfeln und anschließende Spin-Coating mit drei niedrig siedenden Lösemitteln — Isopropanol, Ethanol und Aceton — auf PEDOT∶PSS-Filmen die Leistung der P3HT∶PC61BM Polymer-Solarzellen verbessert wurde. Besonders nach Isopropanol-Behandlung stieg die Kurzschlussstromdichte von 8,15 mA/cm2 auf 9,17 mA/cm2, die Energieumwandlungseffizienz erreichte 3,5 %, was eine Steigerung von 18,6 % gegenüber dem Referenzgerät bedeutet, ohne dass der Leckstrom zunahm. Die Analyse zeigte, dass die PEDOT- und PSS-Ketten in den behandelten Filmen eine Phasentrennung erfuhren, sich die Oberflächenmorphologie änderte und die Lichtdurchlässigkeit sowie Leitfähigkeit verbessert wurden. Zudem stieg die Lochtransportfähigkeit von PEDOT∶PSS deutlich an, besonders nach Isopropanol-Behandlung. Diese Ergebnisse zeigen, dass niedrig siedende Lösemittel auf diese Weise effektiv genutzt werden können, um die optoelektronischen Eigenschaften von PEDOT∶PSS-Filmen zu verbessern.

关键词

Poly(3,4-ethylenedioxythiophen)∶Poly(styriolsulfonat);Niedrig siedende Lösemittel;Lösemittelbehandlung;Polymer-Solarzellen

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