察到有黑色片状固体析出；
[0077] (2)将析出的固体经无尘布或滤网过滤、去离子水清洗后收集，30(K)rpm/min揽拌 1小时，直至制得PEDOT-PSS胶体，向其中加入体积为其0. 5倍的水并再次揽拌均匀；
[0078] (3)将PEDOT-PSS胶体平铺到孔径为0. 22 y m的尼龙微孔滤膜上，抽滤得到厚度 为4 y m的薄膜；将制得的平整薄膜置于真空干燥箱中，40°C下真空干燥3小时除水，然后将 薄膜浸泡到95 %的浓硫酸溶液中约30min，溶掉滤膜，用丙酬洗净，得到所需PEDOT-PSS薄 膜；
[0079] (4)再将步骤做制备得到的薄膜转移至8M的硝酸中室溫下浸泡过夜，即制备得 到所需硝酸改性的PEDOT-PSS薄膜；
[0080] (5)将所述步骤（4)制备得到的薄膜取出，用去离子水洗净后，乙醇沾湿自然干 燥，基本干燥时置于两片玻璃中用称量纸隔开，对其10000化加压比，直至薄膜平整，可得 自支撑薄膜。 阳0川实施例7
[0082] W所述的相同步骤重复实施例6,区别在于，所述步骤（2)中加入的水的体积为 阳DOT-PSS胶体的10倍，制得的薄膜的厚度为1 y m，步骤（4)中浸泡的时间为化。 阳〇8引实施例8
[0084] W所述的相同步骤重复实施例3,区别在于，所述步骤（3)中铺设的阳DOT-PSS 胶体的量为0. 〇8ml/cm2,加热的溫度为120°C，加热的时间为Imin,得到的薄膜的厚度为 5 U m〇 阳0财实施例9
[0086] W所述的相同步骤重复实施例3,区别在于，在所述步骤（2)中揽碎后不加入水， 得到PEDOT-PSS胶体；在所述步骤（3)中铺设的PEDOT-PSS胶体的量为Iml/cm 2,加热的 溫度为50°C，加热的时间为120min ;多次重复W上平铺和加热步骤，得到的薄膜的厚度为 50 Ji m。
[0087] 对实施例1-实施例9进行测试，测得在步骤（3)中制备得到的阳DOT-PSS薄膜， 方块电阻为0. 10 Q /sq~120 Q /sq，电导率为210S/cm~800S/cm，均相对于现有技术有明 显提高；而经步骤（4)中酸或者醇的改性后，薄膜的方块电阻为0. 10 Q /sq~5 Q /sq，电导 率为1340S/cm~1827S/cm，其提高更加明显。
[0088] 实施例10超级电容器的制备。
[0089] (1)将实施例4制备的高导电性PEDOT-PSS薄膜用蒸馈水洗净，然后立即铺于 PES (聚酸讽树脂）衬底上，用玻璃棒在表面滚动的方式辅助铺平，自然干燥；
[0090] (2)然后将步骤（1)制备得到的两张铺有薄膜的PES衬底浸泡在PVA/H3PO4胶体 电解质中5分钟，然后将其中阳DOT-PSS薄膜的一面相对贴合，制备得到超级电容器，该超 级电容器从底层至顶层依次为阳S衬底、P邸OT-PSS薄膜、PVA/H3PO4电解质、P邸OT-PSS薄 膜W及PES衬底；该超级电容器在0. lA/cm3充放电条件下，其电容为50.1 F/cm3,能量密度 高达6. 95mW ? h/cm3,表示该薄膜在超级电容器方面具有较好的应用前景，如图3所示。
[0091] 实施例11太阳能电池的制备
[0092] (1)洗净刻蚀好的口〇(氧化铜锡）衬底烘干，然后plasma处理70s，转速为 5000巧m/min旋涂0. 4wt. %阳I的水溶液60s，在热台上100°C加热IOmin烘干； 阳〇9引 似在手套箱中，在阳I (聚乙締亚胺）表面旋涂P3HT: ICBA(聚S己基嚷吩翊双 加成C60衍生物）溶液40s，转速为1000巧m/min，在热台上150°C热退火IOmin ;
[0094] (3)在P3HT: ICBA表面旋涂P VP AI 4083溶液（一种阳DOT-PSS溶液，用于防 止短路W及使得上下层进行更好的接触）60s，转速为3000rpm/min，干燥后得到口0/PEI/ P3HT:ICBA/4083 ; 阳0巧](4)将实施例3中制备的薄膜置于PH1000 W% EG+0. 1 %表面活性剂溶液中浸泡， 在120°C热台上烤干，再重复一次浸泡再烤干；
[0096] 妨在步骤（3)制得的ITO/阳I/P3HT: ICBA/4083表面涂抹加有4%表面活性剂的 异丙醇溶液作为粘合剂，步骤（4)中制备所得的薄膜。制备所得的导电胶从底层至顶层由 口0、阳I、P3HT: ICBA、4083 W及阳DOT-PSS 薄膜组成。
[0097] 利用本实施例的导电胶制备的有机太阳能电池，在面积A = 0. 092cm2时，开路电 压 V。。= 0. 818V，短路电流 Jw= 9. 42mA .cm 2,填充因子 FF = 64. 1%，效率 PCE = 4. 94%， 如图4所示；在面积A = 0. 637cm2时，开路电压V。。= 0. 790V，短路电流Jw= 8. 30mA 'em 2， 填充因子FF= 62. 0%，效率PCE= 4. 00%。对比例
[009引 W所述的相同步骤重复实施例11，区别在于，步骤妨中在IT0/PEI/ P3HT:ICBA/4083的表面蒸锻厚度为SOnm的Ag,制备所得的导电胶从底层至顶层由口0、 阳I、P3HT:ICBA、4083W及Ag组成。
[0099] 在光照强度为lOOmW/cm2的条件下，对实施例10W及对比例制得的有机太阳能电 池进行性能测试，各项性能参数对比如表1所示。从表1可W看出，实施例11制备的太阳 能电池展现了和对比例相近的器件性能，表明阳DOT-PSS薄膜在替代金属电极方面切实可 行：可实现柔性器件、降低成本，避免了稀有金属、贵金属等不可再生资源的使用。
[0100] 表1器件性能参数对比列表
[0101]
[0102] 总体而言，本发明的制备的高导电性自支撑阳DOT-PSS薄膜，不仅工艺简单、导电 性高、柔初性及空气稳定性好，且器件性能优异，完全可W取代有机太阳能电池中蒸锻的金 属电极，在超级电容器方面的应用也展现了较好的电容和较高的能量密度，完全有希望在 超级电容器领域得到应用。
[0103] 本领域的技术人员容易理解，W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种自支撑PEDOT-PSS薄膜，其特征在于，包括质量比为3:7~15:2的PEDOT以及 PSS，所述PED0T-PSS薄膜的厚度为1μπι~50μπι，方块电阻为0·ΙΟΩ/sq~120Q/sq，电 导率为 210S/cm~1827S/cm。2. 如权利要求1所述的自支撑PEDOT-PSS薄膜，其特征在于，PEDOT-PSS薄膜的方块电 阻为 〇· 10Ω/sq~5Ω/sq，电导率为 1340S/cm~1827S/cm。3. 如权利要求1或2中所述的自支撑PEDOT-PSS薄膜的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1) 将PEDOT-PSS溶液滴加于酸溶液中，使得PEDOT-PSS固体析出；所述酸溶液中H+的 浓度大于等于0. 2M; (2) 将所述PEDOT-PSS固体搅碎直至形成均匀的PEDOT-PSS胶体，并向其中混合体积为 所述PEDOT-PSS固体的0倍~10倍的水； (3) 通过抽滤或者平铺，除去所述步骤（2)中PEDOT-PSS胶体中的水分，得到所述 PEDOT-PSS薄膜。4. 如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3)具体为，将所述 PEDOT-PSS胶体平铺于滤膜表面，抽滤除去所述PEDOT-PSS胶体中的水分，干燥后得到所述 PEDOT-PSS薄膜；所述滤膜的孔径小于0. 5μm。5. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3)具体为，将所述 PEDOT-PSS胶体平铺于所述滤膜表面，该滤膜为下滤膜；接着，在所述PEDOT-PSS胶体的上 表面覆盖上滤膜，抽滤除去所述PEDOT-PSS胶体中的水分，干燥后得到所述PEDOT-PSS薄 膜。6. 如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3)具体为，将所述 PEDOT-PSS胶体平铺于光滑衬底表面，50°C~120°C加热直至所述PEDOT-PSS胶体中的水分 完全挥发，得到所述PEDOT-PSS薄膜。7. 如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤（2)中，所述搅碎所用的转 速为 600rpm/min~3000rpm/min。8. 如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤（3)之后还包括：将所述 PEDOT-PSS薄膜在酸溶液或者醇溶液中浸泡7h以上，所述酸溶液或者醇溶液的浓度大于等 于8M。9. 如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤（3)之后还还包括：对所述 PEDOT-PSS薄膜施加3000Pa以上的压强，直至所述PEDOT-PSS薄膜平整。10. 如权利要求1或2中所述的PEDOT-PSS薄膜应用于制备光电子器件的电极。
【专利摘要】本发明公开了一种自支撑PEDOT-PSS薄膜，包括质量比为3:7～15:2的PEDOT以及PSS，所述PEDOT-PSS薄膜的厚度为1μm～50μm，方块电阻为0.10Ω/sq～120Ω/sq，电导率为210S/cm～1827S/cm。本发明还公开了该PEDOT-PSS薄膜的制备方法以及在光电子器件的电极中的应用。本发明制备所得的PEDOT-PSS薄膜具有良好的自支撑性能以及导电性能，在光电子器件上具有广泛的应用前景。
【IPC分类】H01L51/44, H01G11/86, H01G11/48, H01L51/00
【公开号】CN105405977
【申请号】CN201510715701
【发明人】周印华, 李在房, 葛茹, 覃飞, 刘铁峰
【申请人】华中科技大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月29日