导电聚合物的导电机理

聚合物分子导电应具备的必要条件是：分子链应该是一个大竹共轭体系(共轭双键或共轭与带有未成键P轨道的杂原子N、s等偶合)与金属导电需要自由电子和供电子运动的轨道一样，聚合物的导电也需要有电荷载体和可供电荷载体自由运动的分子轨道，由于大多数聚合物本身不具有电荷载体，导电聚合物的所必需的电荷载体是由”掺杂”过程提供的。通过超高压均质这样一个手段，能够改善样品性能从而使应用成为现实。关于掺杂后导电聚合物的导电机理，目前比较成熟的观点.

主链具有共轭或大仃结构的聚合物，在理想状态下，电子在整个主链或共轭链段上离域，单体的分子轨道相互作用，g占有轨道形成价带，D空轨道形在导带，在不考虑热运动及光跃迁时，价带层完全充满电子，导带层全空，价带层与导带层之间存在能隙 ，因此它们的导电性通常很低，掺杂过程相当于把价带中的一些能量较高的电子氧化掉、从而产生空穴(阳离子自由基)，其能量介于价带层与导带层之间，由于阳离子自由基以极化周围介质的方式来稳定自已，因此也称为极化子。PEDOT/PSS应用主要体现在如下方面：一方面作为透明的导电层沉积在电极活性层表面或是沉积在电极基材表面。如果对共轭链进行重掺杂，则可能在极化分子的基础上形成双极化子或双极子带，极化子和双极化子可能过双键迁移沿共轭传递，从而使聚合物导电。上述导电聚合物的导电机理是建立在无机半导体价带理论基础之上的，虽然能够很好的解释导电聚合物的实验现象，但是是否完全真实反映了导电聚合物的机理尚待进一步研究。

近期，理化技术研究所仿生材料与界面科学***实验室江雷团队研究员王京霞与兰州大学郭金山合作，在PEDOT光子晶体上实现了多彩图案的水写和电擦。D***的循环依靠对电极的作用才能及时***地完成，因此对电极材料的选择尤为关键。他们通过电聚合制备聚3，4-乙烯二氧***吩（PEDOT）光子晶体（PEDOT-IO-0），发现所制备PEDOT-IO具有四种状态和三种不同的开关形式：个开关是从PEDOT-IO-0到PEDOT-IO-I（中性态）的不可逆的还原过程。第二个开关是PEDOT-IO-I（中性态）和PEDOT-IO-I（氧化态）之间的可逆电化学过程，伴随着由于离子掺杂/脱掺杂引起的可逆带隙（结构颜色）变化。第三个开关是水处理PEDOT-IO-I（氧化态）形成PEDOT-IO-II，由于水诱导LiClO4分子（Li 和ClO4-离子）的去除和周期性结构收缩，引起光晶带隙的蓝移。

通过将PEDOT-IO-1(Ox)水诱导LiClO4分子去除效应与PEDOT-IO-I的电化学调制相结合，可以实现可逆的水写/电擦多色光晶图案。该研究工作为基于光子晶体的光学材料和器件的制备提供新的思路。

柔性钙钛矿太阳能电池机械力学稳定性：(A) 柔性电池模组在不同曲率半径弯折的照片。但是其方便地添加粒子、更换电解液等，是***适用于大规模工业化的一种成膜方法。(B) 柔性电池在不同曲率半径下弯折300次后的光电转换效率。(C) 在3 mm曲率半径下，柔性电池弯折5000次后的光电转换效率。(D) 在3mm曲率半径下，不同有效面积的柔性电池弯折后光电转换效率。

他们进一步测试了柔性电池的长时间稳定性。常见的柔性OSC由柔性透明电极（Flexibletransparentelectrode，FTE）﹑活性层和低功函金属修饰的阴极组成的三明治结构。因为器件同时采用PEDOT:PSS作为电极和空穴界面层，避免了界面层PEDOT:PSS对于ITO电极的酸性腐蚀。封装器件经过180天测试后，仍具有80%初始光电转换效率。器件的稳定性也通过飞行时间二次离子质谱进行了深入研究。PEDOT:PSS:CFE电极克服了PEDOT:PSS的吸湿性问题，从而减缓钙钛矿器件的离子扩散，提高了稳定性。

从镍锰钴(NMC)正极材料中提取粒子，并用一种叫做PEDOT的含硫聚合物将其包裹起来。当电池充放电时，这种聚合物为正极提供一层保护，使其免受电池电解质的伤害。

传统涂层只保护μm大小的正极粒子表面，使其内部容易开裂。但PEDOT涂层能够穿透正极粒子的内部，增加了额外的屏蔽层。

此外，PEDOT聚合物在阻止正极材料和电解质发生化学反应的同时，还可以让锂离子和电子的传输作用。可以提高电池的电子和离子导电性，同时提高电池的安全性和循环性能。

这种涂层基本上对所有电池工过程和化学过程都很友好，同时解决对可能导致电池退化或故障的反应的问题。PEDOT涂层还能在很大程度上防止另一种导致电池正极失活的反应，就是防止锂枝晶的产生。