Tratamento de películas PEDOT∶PSS com solventes de baixo ponto de ebulição para melhorar o desempenho de células fotovoltaicas

LI Wei-guang ,  

CHEN Jun-cong ,  

ZHENG Yan-qiong ,  

CHEN Yu-huan ,  

CHEN Wei-an ,  

LI Xi-feng ,  

摘要

Polímero (3,4-etilenodioxitiofeno)∶polissulfonato de estireno (PEDOT∶PSS), como um dos materiais de transporte de lacunas mais populares, é amplamente utilizado em diversos dispositivos optoeletrônicos. Para melhorar sua condutividade, solventes com ponto de ebulição alto são frequentemente adicionados diretamente à solução PEDOT∶PSS, entretanto isso causa resíduos de solvente, levando a correntes de fuga evidentes nos dispositivos. Em relatos anteriores, não se observou o uso eficaz de solventes com ponto de ebulição baixo que são mais fáceis de remover. Neste trabalho, descobrimos que ao aplicar um tratamento de gota seguido de spin-coating com três solventes de baixo ponto de ebulição — isopropanol, etanol e acetona — nas películas de PEDOT∶PSS, o desempenho das células solares poliméricas P3HT∶PC61BM foi melhorado. Especialmente após o tratamento com isopropanol, a densidade da corrente de curto-circuito aumentou de 8,15 mA/cm2 para 9,17 mA/cm2, com eficiência de conversão de energia de 3,5%, representando um aumento de 18,6% em comparação com o dispositivo de referência, sem aumento na corrente de fuga. A análise revelou que, nas películas tratadas, as cadeias de PEDOT e PSS ocorreram separação de fase, a morfologia da superfície mudou e houve melhora na transmitância óptica e condutividade. Além disso, a capacidade de transporte de lacunas do PEDOT∶PSS aumentou significativamente, especialmente após o tratamento com isopropanol. Esses resultados indicam que solventes de baixo ponto de ebulição podem ser utilizados eficazmente desta forma para melhorar o desempenho optoeletrônico das películas PEDOT∶PSS.

关键词

Polímero (3,4-etilenodioxitiofeno)∶polissulfonato de estireno;Solventes de baixo ponto de ebulição;Tratamento com solventes;Células solares poliméricas

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