氯化钠掺杂PEDOT:PSS实现高填充因子钙钛矿太阳能电池

近年来， 以CH3NH3PbI3为代表的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其突出的光电性能和高光电转换效率而受到研究者们越来越多的关注。电化学聚合法电化学聚合亦可简称为电解聚合、电聚合或电引发聚合，是指在有适当电解液的电解池里，按一定的电化学方式进行电解，使单体在电极上发生聚合反应。其中PEDOT:PSS作为一种传统的空穴传输材料，其具有高透光率、良好的热稳定性以及和钙钛矿匹配的级，被广泛的应用于反式的平面钙钛矿太阳能电池结构中。但是，以往的研究很少关注PEDOT:PSS的表面属性对钙钛矿晶体生长和器件性能的影响。

这一方法不仅改善了PEDOT:PSS本身的导电性，同时通过其表面分布的N***小晶体改善了上层钙钛矿薄膜的质量。原位聚合法是一种极有前景的制作PEDOT对电极的方法，这种方法在制作其他PEDOT材料尤其是光学材料上得到了广泛的应用，一些***xPEDOT薄膜对电极研究中的制膜均采用该方法。通过这种简单的方式同时提高了填充因子（高达81.9%）和开路电压，使钙钛矿电池的性能从平均的15.1%提升到了17.1%，***g达到18.2% 且基本没有出现迟滞现象。作者通过系统的分析对比阐明了电池性能提升的本质可归因于两方面: ① N***的掺杂导致了PEDOT和PSS的相分离，从而提高了电导率和空穴提取能力；② 基本一致的N***和MAPbCl3晶格参数（不匹配度低于lt;2%）和 （001）面匹配的氯原子排列使得PEDOT:PSS 表面分布的N***作为种子诱导形成了均匀的具有一定（001）取向的钙钛矿薄膜。该研究能很好的与印刷技术相兼容，从而实现***率和晶体取向可调的钙钛矿太阳能电池的量产。

通过滚涂法制备了一种掺杂二甲j亚砜(DMSO)和炭黑的改性PEDOT∶PSS新型对电极。研究人员已经把它应用于工业的各个方面，如固体电解电容器，抗静电涂层，通孔线路板电镀等等。固定炭黑的加入量,调节PEDOT∶PSS与DMSO的比例,用滚涂法制备了不同的薄膜对电极。通过四探针测试仪、扫描电镜、太阳电池测试仪,分别测试了薄膜对电极的方块电阻、表面形貌及其光电性能。结果表明,当PEDOT∶PSS溶液与DM-SO的质量比为4.5∶1时,制备的对电极组装的电池性能***佳,短路电流密度为2.12 mA/cm2,开路电压为0.64 V;炭黑的加入使电池的光电转化效率从1.02%提高到1.81%。

单体3，4-乙撑二氧***吩(EDOT)的合成情况

J、D、Stenger-***ith et．all于1998年采用下述方法合成了EDOT。结果表明，在优化条件下，该传感器对H2O2还原具有良好的电催化性能，检测H2O2的线性范围为2。反应从l代二甘酸(HOOCH –s-CH COOH)开始，通过一系列的步骤合成2，5-二羧酸-3、4-乙撑二氧***吩，然后通过催化剂脱羧而制成了3、4-乙撑二氧***吩

该合成法产率低，成本高。改进或找到一种新的合成方法以提高EDOT的产率、降低生产成本是当前科研工作者的主要任务。笔者在合成EDOT的过程中对该方法进行了一些改进，如引入相转移催化剂和沸石分子筛，提高了EDOT的产率。