导电聚合物聚乙撑二氧噻吩掺杂聚(磺酸盐)(PEDOT:PSS)具有优异的生物相容性、高导电率以及的耐水性等优点,被广泛用于太阳能电池、发光二极管、电化学晶体管、超级电容器以及生物医学等领域。其中,在生物医学领域其相较于无机半导体优异的柔性使其在构筑柔性生物电子器件方面起到难以替代的作用。但是,目前PEDOT:PSS在该领域的应用形态主要以膜形态为主,聚合物膜与生物物性方面的显著差异限制了其性能稳定性和器件寿命。近来,PEDOT:PSS导电凝胶体系的出现为解决这一问题带来了新的策略。
研究者将PEDOT:PSS:CFE透明电极应用于柔性钙钛矿太阳能电池中,并与传统PET/ITO电极进行对比。研究发现,基于PEDOT:PSS:CFE电极的柔性钙钛矿太阳能电池光电转换效率突破19.0%,更为重要的是其缩短了不同刚性和柔性基底的效率差距(仅1.8%)。基于PEDOT:PSS:CFE电极的柔性器件具有良好的稳态输出功率及多批次、大面积的重现性。为了进一步验证PEDOT:PSS:CFE的可靠性,研究者制备了25cm2的柔性模组,其光电转换达10.9%。此外,这种柔性电极具有很好的普适性,适用于底部和顶部电极。基于此制备的半透明器件,PEDOT公司,其光电转换效率为12.5%。
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。(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,江苏PEDOT,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。因为器件同时采用PEDOT:PSS作为电极和空穴界面层,PEDOT怎么样,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。
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