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通过在空穴传输层中引入银纳米线提升钙钛矿太阳能电池的效率
摘要: 在本研究中,我们将银纳米线(AgNWs)掺入聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)作为倒置钙钛矿太阳能电池(PVSCs)的空穴传输层(HTL)。分析了AgNWs掺入对钙钛矿结晶、电荷转移及PVSCs功率转换效率(PCE)的影响并进行讨论。与纯PEDOT:PSS HTL相比,在PEDOT:PSS中掺入少量AgNWs可使PCE显著提升25%。但AgNWs掺入可能导致因横向电荷转移而高估器件性能。我们探讨了AgNWs与钙钛矿层的腐蚀问题,过量AgNWs掺入可能在HTL与钙钛矿层界面处产生缺陷。在原始PEDOT:PSS-AgNW层上方增设额外PEDOT:PSS层可防止碘离子对AgNWs的腐蚀。
关键词: PEDOT:PSS,倒置钙钛矿太阳能电池,空穴传输层,银纳米线
更新于2025-09-11 14:15:04
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近5% DMSO为最佳:针对混合太阳能电池,重点研究PEDOT:PSS薄膜的结构及其表面与界面特性
摘要: 通过优化二甲基亚砜(DMSO)掺杂对聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)薄膜的影响,在混合太阳能电池中获得了更优的空穴传输层。通过原子力显微镜和透射长度法测量建立了形貌与电导率之间的关联。另一方面,从电子密度分布和形貌图可明显看出,随着DMSO浓度变化,PEDOT:PSS薄膜中结构单元(从类球状转变为类椭球状)的形态改变,X射线反射率分析表明这可能导致薄膜构象从类线圈状向类棒状转变。这种变化进一步体现在其成分分布、功函数及通过X射线光电子能谱和紫外光电子能谱估算的电子能带结构中。综合信息表明,约5% DMSO掺杂的PEDOT:PSS薄膜以最大程度的面内延展类椭球状结构单元及良好的面外有序排列为特征,这种结构可能是使电导率最高提升至1230 S/cm的最优结构。最终,5% DMSO掺杂的PEDOT:PSS/n-Si混合太阳能电池实现了11%的最高光电转换效率,开路电压约600 mV,短路电流密度高于30 mA/cm2,填充因子达59.4%,这些性能与其结构特征完全吻合。
关键词: 形态学、导电性、PEDOT:PSS、DMSO掺杂、混合太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE 2019年第26届有源矩阵平板显示与器件国际研讨会(AM-FPD) - 日本京都 (2019.7.2-2019.7.5)] 2019年第26届有源矩阵平板显示与器件国际研讨会(AM-FPD) - 用于无ITO聚合物:富勒烯体异质结有机太阳能电池的PEDOT:PSS透明电极
摘要: 导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)薄膜作为各类器件中柔性透明导电电极具有巨大潜力。本研究采用两种简便稳健的甲醇基处理方法——浸渍工艺(DP)和溶剂蒸汽退火(SVA)来提升PEDOT:PSS薄膜的电导率,使其适合作为有机太阳能电池(OSCs)的电极。随后探究了甲醇处理后PEDOT:PSS薄膜的特性。经甲醇处理后,PEDOT:PSS薄膜的方阻(约100 Ω/□)提升超过200倍,且两种方法的工作函数(~5.0 eV)几乎不变。针对DP和SVA两种方法,分别阐述了甲醇处理提升PEDOT:PSS薄膜电导率的两种完全不同的可能机理。这两种方法都适用于制备可作为聚合物-富勒烯基OSCs阳极的甲醇处理PEDOT:PSS薄膜。改性PEDOT:PSS基器件的光伏性能与氧化铟锡(ITO)基器件相当,证明了其实用性。甲醇处理的PEDOT:PSS薄膜作为无ITO和无金属器件的柔性透明导电电极展现出巨大潜力。
关键词: 浸渍工艺、溶剂蒸汽退火、有机太阳能电池、甲醇处理、透明电极、PEDOT:PSS
更新于2025-09-11 14:15:04
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PEDOT的脉冲电聚合实现可控支化
摘要: 通过电解控制导电聚合物的生长可实现特定的表面改性,并能用作快速原型制作工艺。本研究采用两电极体系,通过脉冲电压驱动前驱体EDOT与低浓度高氯酸四丁基铵(溶于乙腈)的电聚合反应,探究了聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的定向树枝状生长。通过调节还原电压和占空比,可靠地实现了不同聚合物形态的快速生长。利用分形维数对所得结构进行光学检测与量化分析,这些结构无需任何模板即可呈现从实心涂层到分支分形再到直纤维的多种形态。进一步将这些快速可控的电聚合过程相结合,可提升导体的复杂度。
关键词: 分形维数、枝晶生长、电聚合、PEDOT、脉冲电压
更新于2025-09-11 14:15:04
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掺金纳米颗粒的PEDOT:PSS等离子体共振对基于CuPc/C60有机太阳能电池性能影响的研究
摘要: 本研究探讨了不同球形尺寸的金纳米颗粒(AuNPs)与聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)混合作为空穴传输层(ITO/PEDOT:PSS (AuNPs)/CuPc/C60/Al)对有机光伏电池(OPV)效率的提升作用。采用热化学法合成了AuNPs,透射电子显微镜(TEM)图像显示金纳米颗粒主要呈球形,尺寸范围为12-23纳米。UV-VIS光谱测量表明,随着颗粒尺寸减小,表面等离子体共振向更高波长偏移。通过原子力显微镜和UV-VIS光谱仪技术研究了OPV电池的表面形貌和吸收光谱。计算了不含与含AuNPs的OPV电池效率,当PEDOT:PSS中嵌入12纳米AuNPs时,效率从0.78%提升至1.02%。CuPc光吸收增强源于PEDOT:PSS的良好透明导电性,以及PEDOT:PSS中嵌入AuNPs周围电场增强;CuPc与C60界面处内建电场增强则归因于AuNPs的表面等离子体共振。这两个因素共同促进了CuPc中激子生成、界面层解离及载流子转移,从而提高了阴阳极对电子和空穴的收集效率。
关键词: 铜酞菁、PEDOT:PSS、太阳能电池、金纳米粒子、材料化学、富勒烯、材料科学
更新于2025-09-11 14:15:04
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Ca?La?Te?O??:Mn??,Nd3?,Yb3?:一种用于c-Si太阳能电池和植物生长LED的高效热稳定紫外/可见光-远红光/NIR宽带光谱转换材料
摘要: 制备了具有高孔隙率且导电性优异的PEDOT:PSS穿插HKUST-1薄膜。该薄膜最高电导率达13 S cm?1,比原始HKUST-1高出九个数量级。当用作类薄膜超级电容器电极时,含20 wt% PEDOT:PSS的穿插薄膜使原始HKUST-1的电化学性能提升300倍。
关键词: 薄膜、HKUST-1、导电性、超级电容器、PEDOT:PSS
更新于2025-09-11 14:15:04
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导电聚合物诱导n型硅中反型层的直接观测及其与太阳能电池性能的关联
摘要: 通过光电子能谱研究了超薄导电聚合物[聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐—PEDOT:PSS]薄膜与n型晶体硅形成的异质结。PEDOT:PSS沉积后Si 2p芯能级的大幅偏移证明硅内部形成了无掺杂p-n结(即反型层)。在研究的PEDOT:PSS配方中,PH1000(高PEDOT含量)结合润湿剂和溶剂添加剂二甲基亚砜(DMSO)时,在硅中诱导出最大的能带弯曲(0.71 eV)。不含DMSO时,诱导能带弯曲减小,高PSS含量的PEDOT:PSS配方也存在同样情况。界面能级排列与PEDOT:PSS/n-Si太阳能电池的特性高度吻合,其中高聚合物导电性和充分的硅钝化也是实现高功率转换效率的必要条件。
关键词: 核心能级偏移、能带弯曲、PEDOT:PSS/Si太阳能电池、能级排列、反型层
更新于2025-09-11 14:15:04
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具有浅储液槽的狭缝涂布模头在薄膜印刷电子领域的实验设计
摘要: 狭缝涂布技术在印刷电子领域具有重要作用,该技术通过堆叠薄膜和图案来制造电子器件。随着电子设备对高性能要求的提升,狭缝涂布过程中涂层均匀性的重要性不容低估。涂层均匀性包含两个方向:受涂布头内部设计影响的喷嘴方向,以及主要与外部操作条件相关的机器方向。本研究提出了一种狭缝涂布头的经验设计方法。通过涂布实验获得的实验参数计算了狭缝涂布的内部阻力值,并将这些阻力值应用于狭缝涂布头内部设计的建模中。采用悬挂式储液槽以最小化墨水消耗。在制造狭缝涂布头后,使用PEDOT:PSS墨水进行了涂布实验。所得涂层厚度偏差在±1.7%以内,从而证明所提出的设计能正确预测实际涂层厚度的均匀性。本文提出的狭缝涂布设计方法的重要意义在于,其基于可直接应用于印刷电子行业的实验方程。
关键词: 印刷电子学、PEDOT:PSS墨水、经验设计、涂层均匀性、狭缝涂布
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于PEO和PEDOT:PSS的交联复合纳米纤维的电导率调制
摘要: 本研究旨在探究基于本征导电聚合物(ICPs)的纳米纤维毡制备技术,该材料需同时具备高导电性与强制水不溶性特性。这类纳米纤维凭借其高比表面积、多孔结构及为电子流动提供优先通道的特性,在提升ICPs核心性能方面发挥关键作用。通过静电纺丝工艺,以聚乙烯氧化物(PEO)与聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)组成的聚合物溶液制得纳米纤维毡。选择PEO不仅因其如文献所述能作为掺杂剂提升电/离子导电性,更能确保聚合物射流稳定性以实现干燥纳米纤维毡的收集。本研究进一步提出两种交联处理方法,使最终样品中的PEO链与PEDOT:PSS形成水不溶性交联结构:第一种是在氮气氛围中130°C加热6小时的退火处理;第二种是添加二苯甲酮等光引发剂后实施的紫外辐照处理。实验证实这两种交联工艺均能有效保持纳米结构完整性及水处理后的良好导电性(即耐水性),且紫外辐照交联法的处理效率显著优于标准退火工艺——获得高导电率交联纳米纤维毡所需的加工时间更短。
关键词: 聚氧化乙烯(PEO)、聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、本征导电聚合物、电导率、纳米纤维毡、耐水性、静电纺丝、交联
更新于2025-09-09 09:28:46
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一种带有PEDOT:PSS涂层电极的202通道柔性硬膜外ECoG阵列,用于视觉皮层的长期记录
摘要: 用于硬膜外植入的皮层脑电图(ECoG)电极阵列可建立神经接口,在降低侵入性的同时(相较于皮层内或硬膜下电极置入),有助于研究复杂分布式脑功能并开发神经假体系统。本研究展示了一种柔性ECoG阵列的设计、制造及体内外评估——该阵列包含202个间距紧密的直径560微米电极,每个电极均涂覆聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)聚合物,用于猕猴V1和V4两个视觉皮层区域的长期记录。该阵列的特殊布局能紧密贴合大脑曲面。我们通过估算单个电极的视觉感受野,在活体实验中验证了其长期记录功能。
关键词: 电刺激、脑机接口、视觉皮层、皮层脑电图、PEDOT:PSS(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐)、硬膜外植入、长期记录
更新于2025-09-09 09:28:46