一种高导电的聚合物复合电极及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机光电子学技术领域，具体设及一种高导电的聚合物复合电极及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的蓬勃发展，关于有机电致发光二极管（OL邸S)和有机太阳能电池 (OPVs)等领域的研究取得了日新月异的进展。而所有运些研究的进行都离不开电极材料的 使用。目前，铜锡氧化物（ITO) W其优良的导电性和透光率而成为有机光电子学领域应用 最为广泛的透明电极材料。然而，由于铜价格高昂和供应受限，使得ITO电极材料的成本增 加；另外，ITO薄膜通常是采用物理气相沉积或者瓣射沉积技术等方法沉积到衬底表面，运 种复杂的沉积工艺进一步提高了 ITO材料的成本，不利于其在有机光电器件中的大规模应 用。同时，ITO层较脆，缺乏柔初性，运些缺点也限制了 ITO材料在可弯曲的柔性器件中的 应用。
[0003] 因此，寻找一种工艺简单、成本低廉、并且能够在电学和光学性质上与ITO相媳美 的柔性导电材料已经成为有机光电子学领域亟需解决的关键问题。文献上常见的ITO的替 代品有诸如：碳纳米管、石墨締、导电高分子材料等。其中，由聚（3, 4-乙締基二氧嚷吩）： 聚（苯乙締横酸盐）（PED0T:PS巧构成的聚合物复合薄膜由于具有较高的透光率和可溶液 加工的优点而受到科研工作者的青睐。但是，P邸OT: PSS薄膜的电导率较低，无法满足有机 光电器件对于电极材料的要求。因此，如何提高PED0T:PSS薄膜的电导率已经成为限制其 应用的关键问题。在W往报道中，向PED0T:PSS的水溶液中加入强酸或者高溫下使用酸冲 洗阳DOT = PSS 薄膜（Journal of Materials Qiemistry A. 2013, 1,1334-1340 !Advanced Materials 2014, 26, 2268-2272)的办法来提高该薄膜的电导率。然而，运些方法条件苛刻， 耗费能源，无法实现商业化的大规模使用。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决现有技术中的技术问题，寻找一种简单有效的方法提高PED0T:PSS 薄膜的电导率，提供一种高导电的聚合物复合电极及其制备方法。 阳0化]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
[0006] 一种高导电的聚合物复合电极，包括：聚（3, 4-乙締基二氧嚷吩）P邸OT :聚（苯乙 締横酸盐）PSS :氧化锋ZnO复合电极；其中，
[0007] 阳DOT 与 PSS 的重量比为 50:1-1:50 ; 阳00引所述阳DOT :PSS :ZnO复合电极的厚度为50-300纳米。
[0009] 在上述技术方案中，所述阳DOT :PSS :ZnO复合电极的厚度为62纳米，或者80纳 米，或者96纳米，或者162纳米，或246纳米。
[0010] 一种上述的高导电的聚合物复合电极的制备方法，包括W下的步骤： 阳011] (1)清洗衬底并烘干； 阳01引 似将衬底置于涂膜机的托架上，将阳DOT:PSS的水溶液均匀的涂在衬底上，旋涂 成膜；
[0013] (3)将步骤（2)所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将二甲基亚讽DMSO均匀 的涂在PEDOT:PSS薄膜上，静置，旋洗，移除薄膜中的部分PSS ;
[0014] (4)将步骤（3)所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将阳DOT:PSS的水溶液均 匀的涂在该加工件上，旋涂成膜，增加薄膜厚度；
[0015] (5)将步骤（4)所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将DMSO均匀的涂在该加 工件上，静置，旋洗；
[0016] (6)重复步骤（4)和巧），直至得到一定厚度的阳DOT:PSS层；
[0017] (7)将步骤（6)所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将化0溶液均匀的涂在该 加工件上，旋涂成膜，干燥后得到高导电的聚合物复合电极。 阳0化]在上述技术方案中，所述步骤似和（4)中，P邸0T:PSS水溶液的浓度为 0. 1% -50%。
[0019] 在上述技术方案中，所述步骤（2)和（4)中，P邸OT: PSS水溶液中阳DOT与PSS的 重量比为50:1-1:50。
[0020] 在上述技术方案中，所述步骤（2)和（4)中，所述PEDOT:PSS薄膜的旋涂速度为每 分钟 1000-5000 转。
[0021] 在上述技术方案中，所述步骤（3)和巧）中，DMSO静止时间为1-10分钟。
[0022] 在上述技术方案中，所述步骤（7)中，所述ZnO薄膜的旋涂速度为每分钟8000转。
[0023] 在上述技术方案中，所述的衬底为：玻璃；或者聚締控、聚酸酬、聚酷亚胺、聚醋、 聚乙締、玻璃树脂、含氣聚合物中的一种材料；或者聚締控、聚酸酬、聚酷亚胺、聚醋、聚乙 締、玻璃树脂、含氣聚合物中几种材料的共聚物或混合物。
[0024] 在上述技术方案中，所述步骤（7)中，所述ZnO溶液为体积为50-500微升，浓度为 1% -50 %的正下醇溶液。
[00巧]本发明具有W下的有益效果：
[00%] 通过测试薄膜的厚度、电导率、方块电阻和透光率，结果表明，本发明的方法制备 的复合电极的电导率达到1000西口子/厘米W上，同时方块电阻降低至100欧姆W下，光 透过率（在人眼最为敏感的550纳米处）达到70% W上。将其作为电极应用于聚合物薄膜 太阳能电池中，取得了与ITO作为电极的器件相当的能量转换效率。运些结果说明，本发明 所制备的聚合物复合电极完全可W取代ITO在有机光电领域得到进一步的广泛应用。
【附图说明】
[0027] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0028] 图1为本发明所使用的器件结构示意图。
[0029] 图2为本发明所制备的聚合物太阳能电池的电流-电压特性曲线图。其中：
[0030] 曲线1是实施例6在强度为100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模拟太阳光下测试的 电流-电压特性曲线；
[003U 曲线2是实施例7在强度为100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模拟太阳光下测试的 电流-电压特性曲线； 阳03引 曲线3是实施例8在强度为100毫瓦/平方厘米的AM I. 5G模拟太阳光下测试的 电流-电压特性曲线；
[003引 曲线4是实施例9在强度为100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模拟太阳光下测试的 电流-电压特性曲线；
[0034] 曲线5是实施例10在强度为100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模拟太阳光下测试 的电流-电压特性曲线。
[003引 曲线6是对比例3在强度为100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模拟太阳光下测试的 电流-电压特性曲线。
[0036] 曲线7是对比例4在强度为100毫瓦/平方厘米的AM 1. 5G模拟太阳光下测试的 电流-电压特性曲线。
【具体实施方式】
[0037] 本发明的发明思想为：
[0038] 本发明公开了一种高导电的聚合物复合电极及其制备方法，该复合电极由聚 (3, 4-乙締基二氧嚷吩）：聚（苯乙締横酸盐），即阳DOT = PSS构成。通过使用二甲基亚讽 值MS0)旋洗PEDOT: PSS薄膜，用W除去薄膜中的部分PSS成分，同时增加其中P邸OT成分的 结晶，从而提高薄膜电导率。具体步骤如下：
[0039] (1)将衬底清洗干净并烘干，衬底可W是玻璃或者柔性衬底； W40] 似将上述衬底置于涂膜机的托架上，将阳DOT:PSS的水溶液均匀的涂在衬底上， 旋涂成膜；其中，P邸OT:PSS水溶液浓度为0. 1% -50%，P邸OT与PSS重量比为50:1-1:50 ; [0041] (3)将步骤似所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将DMSO均匀的涂在 阳DOT:PSS薄膜上，静置，旋洗，移除薄膜中的部分PSS，提高电导率； 阳0创 （4)将步骤做所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将阳DOT:PSS的水溶液均 匀的涂在该加工件上，旋涂成膜，增加薄膜厚度；
[0043] (5)将步骤（4)所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将DMSO均匀的涂在该加 工件上，静置，旋洗，提高薄膜电导率；
[0044] (6)重复步骤（4)和巧），直至得到一定厚度的阳DOT:PSS层；
[0045] (7)将步骤（5)所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将化0溶液均匀的涂在该 加工件上，旋涂成膜，干燥后得到高导电的聚合物复合电极。
[0046] 下面结合附图对本发明做W详细说明。
[0047] 本发明公开一种高导电率的聚合物复合电极及其制备方法。具体的：
[0048] (1)将衬底清洗干净并烘干。W玻璃衬底为例，将玻璃衬底（大小为3厘米X 3 厘米）用洗液清洗干净，再依次用去离子水、丙酬、异丙醇超声，各10分钟，然后放入真空烘 箱，60摄氏度，烘干； W例 似将上述衬底置于涂膜机的托架上，将阳DOT:PSS的水溶液均匀的涂在衬底上， 旋涂成膜，转速为每分钟1000-5000转，得到薄膜厚度为60-110纳米；
[0050] (3)将步骤（2)所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将100微升的DMSO均匀 的涂在PED0T:PSS薄膜上，静置1-10分钟，旋洗，移除薄膜中的部分PSS，提高电导率；
[0051] (4)将步骤（3)所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将的阳DOT:PSS的水溶液 均匀的涂在该加工件上，旋涂成膜，增加薄膜厚度；
[0052] (5)将步骤（4)所制备好的加工件置于涂膜机的托架上，将DMSO均匀的涂在该加 工件上，静置1-10分钟，旋洗，提高薄膜电导率；
[0053] (6)重复步骤（4)