一種高導電的聚合物復合電極及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于有機光電子學技術領域，具體設及一種高導電的聚合物復合電極及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著科技的蓬勃發展，關于有機電致發光二極管（OL邸S)和有機太陽能電池 (OPVs)等領域的研究取得了日新月異的進展。而所有運些研究的進行都離不開電極材料的 使用。目前，銅錫氧化物（ITO) W其優良的導電性和透光率而成為有機光電子學領域應用 最為廣泛的透明電極材料。然而，由于銅價格高昂和供應受限，使得ITO電極材料的成本增 加；另外，ITO薄膜通常是采用物理氣相沉積或者瓣射沉積技術等方法沉積到襯底表面，運 種復雜的沉積工藝進一步提高了 ITO材料的成本，不利于其在有機光電器件中的大規模應 用。同時，ITO層較脆，缺乏柔初性，運些缺點也限制了 ITO材料在可彎曲的柔性器件中的 應用。
[0003] 因此，尋找一種工藝簡單、成本低廉、并且能夠在電學和光學性質上與ITO相媳美 的柔性導電材料已經成為有機光電子學領域亟需解決的關鍵問題。文獻上常見的ITO的替 代品有諸如：碳納米管、石墨締、導電高分子材料等。其中，由聚（3, 4-乙締基二氧嚷吩）： 聚（苯乙締橫酸鹽）（PED0T:PS巧構成的聚合物復合薄膜由于具有較高的透光率和可溶液 加工的優點而受到科研工作者的青睞。但是，P邸OT: PSS薄膜的電導率較低，無法滿足有機 光電器件對于電極材料的要求。因此，如何提高PED0T:PSS薄膜的電導率已經成為限制其 應用的關鍵問題。在W往報道中，向PED0T:PSS的水溶液中加入強酸或者高溫下使用酸沖 洗陽DOT = PSS 薄膜（Journal of Materials Qiemistry A. 2013, 1,1334-1340 !Advanced Materials 2014, 26, 2268-2272)的辦法來提高該薄膜的電導率。然而，運些方法條件苛刻， 耗費能源，無法實現商業化的大規模使用。

【發明內容】

[0004] 本發明要解決現有技術中的技術問題，尋找一種簡單有效的方法提高PED0T:PSS 薄膜的電導率，提供一種高導電的聚合物復合電極及其制備方法。 陽0化]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：
[0006] 一種高導電的聚合物復合電極，包括：聚（3, 4-乙締基二氧嚷吩）P邸OT :聚（苯乙 締橫酸鹽）PSS :氧化鋒ZnO復合電極；其中，
[0007] 陽DOT 與 PSS 的重量比為 50:1-1:50 ; 陽00引所述陽DOT :PSS :ZnO復合電極的厚度為50-300納米。
[0009] 在上述技術方案中，所述陽DOT :PSS :ZnO復合電極的厚度為62納米，或者80納 米，或者96納米，或者162納米，或246納米。
[0010] 一種上述的高導電的聚合物復合電極的制備方法，包括W下的步驟： 陽011] (1)清洗襯底并烘干； 陽01引 似將襯底置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均勻的涂在襯底上，旋涂 成膜；
[0013] (3)將步驟（2)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將二甲基亞諷DMSO均勻 的涂在PEDOT:PSS薄膜上，靜置，旋洗，移除薄膜中的部分PSS ;
[0014] (4)將步驟（3)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均 勻的涂在該加工件上，旋涂成膜，增加薄膜厚度；
[0015] (5)將步驟（4)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將DMSO均勻的涂在該加 工件上，靜置，旋洗；
[0016] (6)重復步驟（4)和巧），直至得到一定厚度的陽DOT:PSS層；
[0017] (7)將步驟（6)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將化0溶液均勻的涂在該 加工件上，旋涂成膜，干燥后得到高導電的聚合物復合電極。 陽0化]在上述技術方案中，所述步驟似和（4)中，P邸0T:PSS水溶液的濃度為 0. 1% -50%。
[0019] 在上述技術方案中，所述步驟（2)和（4)中，P邸OT: PSS水溶液中陽DOT與PSS的 重量比為50:1-1:50。
[0020] 在上述技術方案中，所述步驟（2)和（4)中，所述PEDOT:PSS薄膜的旋涂速度為每 分鐘 1000-5000 轉。
[0021] 在上述技術方案中，所述步驟（3)和巧）中，DMSO靜止時間為1-10分鐘。
[0022] 在上述技術方案中，所述步驟（7)中，所述ZnO薄膜的旋涂速度為每分鐘8000轉。
[0023] 在上述技術方案中，所述的襯底為：玻璃；或者聚締控、聚酸酬、聚酷亞胺、聚醋、 聚乙締、玻璃樹脂、含氣聚合物中的一種材料；或者聚締控、聚酸酬、聚酷亞胺、聚醋、聚乙 締、玻璃樹脂、含氣聚合物中幾種材料的共聚物或混合物。
[0024] 在上述技術方案中，所述步驟（7)中，所述ZnO溶液為體積為50-500微升，濃度為 1% -50 %的正下醇溶液。
[00巧]本發明具有W下的有益效果：
[00%] 通過測試薄膜的厚度、電導率、方塊電阻和透光率，結果表明，本發明的方法制備 的復合電極的電導率達到1000西口子/厘米W上，同時方塊電阻降低至100歐姆W下，光 透過率（在人眼最為敏感的550納米處）達到70% W上。將其作為電極應用于聚合物薄膜 太陽能電池中，取得了與ITO作為電極的器件相當的能量轉換效率。運些結果說明，本發明 所制備的聚合物復合電極完全可W取代ITO在有機光電領域得到進一步的廣泛應用。
【附圖說明】
[0027] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0028] 圖1為本發明所使用的器件結構示意圖。
[0029] 圖2為本發明所制備的聚合物太陽能電池的電流-電壓特性曲線圖。其中：
[0030] 曲線1是實施例6在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線；
[003U 曲線2是實施例7在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線； 陽03引 曲線3是實施例8在強度為100毫瓦/平方厘米的AM I. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線；
[003引 曲線4是實施例9在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線；
[0034] 曲線5是實施例10在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試 的電流-電壓特性曲線。
[003引 曲線6是對比例3在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線。
[0036] 曲線7是對比例4在強度為100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模擬太陽光下測試的 電流-電壓特性曲線。
【具體實施方式】
[0037] 本發明的發明思想為：
[0038] 本發明公開了一種高導電的聚合物復合電極及其制備方法，該復合電極由聚 (3, 4-乙締基二氧嚷吩）：聚（苯乙締橫酸鹽），即陽DOT = PSS構成。通過使用二甲基亞諷 值MS0)旋洗PEDOT: PSS薄膜，用W除去薄膜中的部分PSS成分，同時增加其中P邸OT成分的 結晶，從而提高薄膜電導率。具體步驟如下：
[0039] (1)將襯底清洗干凈并烘干，襯底可W是玻璃或者柔性襯底； W40] 似將上述襯底置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均勻的涂在襯底上， 旋涂成膜；其中，P邸OT:PSS水溶液濃度為0. 1% -50%，P邸OT與PSS重量比為50:1-1:50 ; [0041] (3)將步驟似所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將DMSO均勻的涂在 陽DOT:PSS薄膜上，靜置，旋洗，移除薄膜中的部分PSS，提高電導率； 陽0創 （4)將步驟做所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均 勻的涂在該加工件上，旋涂成膜，增加薄膜厚度；
[0043] (5)將步驟（4)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將DMSO均勻的涂在該加 工件上，靜置，旋洗，提高薄膜電導率；
[0044] (6)重復步驟（4)和巧），直至得到一定厚度的陽DOT:PSS層；
[0045] (7)將步驟（5)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將化0溶液均勻的涂在該 加工件上，旋涂成膜，干燥后得到高導電的聚合物復合電極。
[0046] 下面結合附圖對本發明做W詳細說明。
[0047] 本發明公開一種高導電率的聚合物復合電極及其制備方法。具體的：
[0048] (1)將襯底清洗干凈并烘干。W玻璃襯底為例，將玻璃襯底（大小為3厘米X 3 厘米）用洗液清洗干凈，再依次用去離子水、丙酬、異丙醇超聲，各10分鐘，然后放入真空烘 箱，60攝氏度，烘干； W例 似將上述襯底置于涂膜機的托架上，將陽DOT:PSS的水溶液均勻的涂在襯底上， 旋涂成膜，轉速為每分鐘1000-5000轉，得到薄膜厚度為60-110納米；
[0050] (3)將步驟（2)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將100微升的DMSO均勻 的涂在PED0T:PSS薄膜上，靜置1-10分鐘，旋洗，移除薄膜中的部分PSS，提高電導率；
[0051] (4)將步驟（3)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將的陽DOT:PSS的水溶液 均勻的涂在該加工件上，旋涂成膜，增加薄膜厚度；
[0052] (5)將步驟（4)所制備好的加工件置于涂膜機的托架上，將DMSO均勻的涂在該加 工件上，靜置1-10分鐘，旋洗，提高薄膜電導率；
[0053] (6)重復步驟（4)