察到有黑色片狀固體析出；
[0077] (2)將析出的固體經(jīng)無(wú)塵布或?yàn)V網(wǎng)過(guò)濾、去離子水清洗后收集，30(K)rpm/min攬拌 1小時(shí)，直至制得PEDOT-PSS膠體，向其中加入體積為其0. 5倍的水并再次攬拌均勻；
[0078] (3)將PEDOT-PSS膠體平鋪到孔徑為0. 22 y m的尼龍微孔濾膜上，抽濾得到厚度 為4 y m的薄膜；將制得的平整薄膜置于真空干燥箱中，40°C下真空干燥3小時(shí)除水，然后將 薄膜浸泡到95 %的濃硫酸溶液中約30min，溶掉濾膜，用丙酬洗凈，得到所需PEDOT-PSS薄 膜；
[0079] (4)再將步驟做制備得到的薄膜轉(zhuǎn)移至8M的硝酸中室溫下浸泡過(guò)夜，即制備得 到所需硝酸改性的PEDOT-PSS薄膜；
[0080] (5)將所述步驟（4)制備得到的薄膜取出，用去離子水洗凈后，乙醇沾濕自然干 燥，基本干燥時(shí)置于兩片玻璃中用稱量紙隔開(kāi)，對(duì)其10000化加壓比，直至薄膜平整，可得 自支撐薄膜。 陽(yáng)0川實(shí)施例7
[0082] W所述的相同步驟重復(fù)實(shí)施例6,區(qū)別在于，所述步驟（2)中加入的水的體積為 陽(yáng)DOT-PSS膠體的10倍，制得的薄膜的厚度為1 y m，步驟（4)中浸泡的時(shí)間為化。 陽(yáng)〇8引實(shí)施例8
[0084] W所述的相同步驟重復(fù)實(shí)施例3,區(qū)別在于，所述步驟（3)中鋪設(shè)的陽(yáng)DOT-PSS 膠體的量為0. 〇8ml/cm2,加熱的溫度為120°C，加熱的時(shí)間為Imin,得到的薄膜的厚度為 5 U m〇 陽(yáng)0財(cái)實(shí)施例9
[0086] W所述的相同步驟重復(fù)實(shí)施例3,區(qū)別在于，在所述步驟（2)中攬碎后不加入水， 得到PEDOT-PSS膠體；在所述步驟（3)中鋪設(shè)的PEDOT-PSS膠體的量為Iml/cm 2,加熱的 溫度為50°C，加熱的時(shí)間為120min ;多次重復(fù)W上平鋪和加熱步驟，得到的薄膜的厚度為 50 Ji m。
[0087] 對(duì)實(shí)施例1-實(shí)施例9進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得在步驟（3)中制備得到的陽(yáng)DOT-PSS薄膜， 方塊電阻為0. 10 Q /sq~120 Q /sq，電導(dǎo)率為210S/cm~800S/cm，均相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有明 顯提高；而經(jīng)步驟（4)中酸或者醇的改性后，薄膜的方塊電阻為0. 10 Q /sq~5 Q /sq，電導(dǎo) 率為1340S/cm~1827S/cm，其提高更加明顯。
[0088] 實(shí)施例10超級(jí)電容器的制備。
[0089] (1)將實(shí)施例4制備的高導(dǎo)電性PEDOT-PSS薄膜用蒸饋水洗凈，然后立即鋪于 PES (聚酸諷樹(shù)脂）襯底上，用玻璃棒在表面滾動(dòng)的方式輔助鋪平，自然干燥；
[0090] (2)然后將步驟（1)制備得到的兩張鋪有薄膜的PES襯底浸泡在PVA/H3PO4膠體 電解質(zhì)中5分鐘，然后將其中陽(yáng)DOT-PSS薄膜的一面相對(duì)貼合，制備得到超級(jí)電容器，該超 級(jí)電容器從底層至頂層依次為陽(yáng)S襯底、P邸OT-PSS薄膜、PVA/H3PO4電解質(zhì)、P邸OT-PSS薄 膜W及PES襯底；該超級(jí)電容器在0. lA/cm3充放電條件下，其電容為50.1 F/cm3,能量密度 高達(dá)6. 95mW ? h/cm3,表示該薄膜在超級(jí)電容器方面具有較好的應(yīng)用前景，如圖3所示。
[0091] 實(shí)施例11太陽(yáng)能電池的制備
[0092] (1)洗凈刻蝕好的口〇(氧化銅錫）襯底烘干，然后plasma處理70s，轉(zhuǎn)速為 5000巧m/min旋涂0. 4wt. %陽(yáng)I的水溶液60s，在熱臺(tái)上100°C加熱IOmin烘干； 陽(yáng)〇9引 似在手套箱中，在陽(yáng)I (聚乙締亞胺）表面旋涂P3HT: ICBA(聚S己基嚷吩翊雙 加成C60衍生物）溶液40s，轉(zhuǎn)速為1000巧m/min，在熱臺(tái)上150°C熱退火IOmin ;
[0094] (3)在P3HT: ICBA表面旋涂P VP AI 4083溶液（一種陽(yáng)DOT-PSS溶液，用于防 止短路W及使得上下層進(jìn)行更好的接觸）60s，轉(zhuǎn)速為3000rpm/min，干燥后得到口0/PEI/ P3HT:ICBA/4083 ; 陽(yáng)0巧](4)將實(shí)施例3中制備的薄膜置于PH1000 W% EG+0. 1 %表面活性劑溶液中浸泡， 在120°C熱臺(tái)上烤干，再重復(fù)一次浸泡再烤干；
[0096] 妨在步驟（3)制得的ITO/陽(yáng)I/P3HT: ICBA/4083表面涂抹加有4%表面活性劑的 異丙醇溶液作為粘合劑，步驟（4)中制備所得的薄膜。制備所得的導(dǎo)電膠從底層至頂層由 口0、陽(yáng)I、P3HT: ICBA、4083 W及陽(yáng)DOT-PSS 薄膜組成。
[0097] 利用本實(shí)施例的導(dǎo)電膠制備的有機(jī)太陽(yáng)能電池，在面積A = 0. 092cm2時(shí)，開(kāi)路電 壓 V。。= 0. 818V，短路電流 Jw= 9. 42mA .cm 2,填充因子 FF = 64. 1%，效率 PCE = 4. 94%， 如圖4所示；在面積A = 0. 637cm2時(shí)，開(kāi)路電壓V。。= 0. 790V，短路電流Jw= 8. 30mA 'em 2， 填充因子FF= 62. 0%，效率PCE= 4. 00%。對(duì)比例
[009引 W所述的相同步驟重復(fù)實(shí)施例11，區(qū)別在于，步驟妨中在IT0/PEI/ P3HT:ICBA/4083的表面蒸鍛厚度為SOnm的Ag,制備所得的導(dǎo)電膠從底層至頂層由口0、 陽(yáng)I、P3HT:ICBA、4083W及Ag組成。
[0099] 在光照強(qiáng)度為lOOmW/cm2的條件下，對(duì)實(shí)施例10W及對(duì)比例制得的有機(jī)太陽(yáng)能電 池進(jìn)行性能測(cè)試，各項(xiàng)性能參數(shù)對(duì)比如表1所示。從表1可W看出，實(shí)施例11制備的太陽(yáng) 能電池展現(xiàn)了和對(duì)比例相近的器件性能，表明陽(yáng)DOT-PSS薄膜在替代金屬電極方面切實(shí)可 行：可實(shí)現(xiàn)柔性器件、降低成本，避免了稀有金屬、貴金屬等不可再生資源的使用。
[0100] 表1器件性能參數(shù)對(duì)比列表
[0101]
[0102] 總體而言，本發(fā)明的制備的高導(dǎo)電性自支撐陽(yáng)DOT-PSS薄膜，不僅工藝簡(jiǎn)單、導(dǎo)電 性高、柔初性及空氣穩(wěn)定性好，且器件性能優(yōu)異，完全可W取代有機(jī)太陽(yáng)能電池中蒸鍛的金 屬電極，在超級(jí)電容器方面的應(yīng)用也展現(xiàn)了較好的電容和較高的能量密度，完全有希望在 超級(jí)電容器領(lǐng)域得到應(yīng)用。
[0103] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自支撐PEDOT-PSS薄膜，其特征在于，包括質(zhì)量比為3:7~15:2的PEDOT以及 PSS，所述PED0T-PSS薄膜的厚度為1μπι~50μπι，方塊電阻為0·ΙΟΩ/sq~120Q/sq，電 導(dǎo)率為 210S/cm~1827S/cm。2. 如權(quán)利要求1所述的自支撐PEDOT-PSS薄膜，其特征在于，PEDOT-PSS薄膜的方塊電 阻為 〇· 10Ω/sq~5Ω/sq，電導(dǎo)率為 1340S/cm~1827S/cm。3. 如權(quán)利要求1或2中所述的自支撐PEDOT-PSS薄膜的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟： (1) 將PEDOT-PSS溶液滴加于酸溶液中，使得PEDOT-PSS固體析出；所述酸溶液中H+的 濃度大于等于0. 2M; (2) 將所述PEDOT-PSS固體攪碎直至形成均勻的PEDOT-PSS膠體，并向其中混合體積為 所述PEDOT-PSS固體的0倍~10倍的水； (3) 通過(guò)抽濾或者平鋪，除去所述步驟（2)中PEDOT-PSS膠體中的水分，得到所述 PEDOT-PSS薄膜。4. 如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（3)具體為，將所述 PEDOT-PSS膠體平鋪于濾膜表面，抽濾除去所述PEDOT-PSS膠體中的水分，干燥后得到所述 PEDOT-PSS薄膜；所述濾膜的孔徑小于0. 5μm。5. 如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（3)具體為，將所述 PEDOT-PSS膠體平鋪于所述濾膜表面，該濾膜為下濾膜；接著，在所述PEDOT-PSS膠體的上 表面覆蓋上濾膜，抽濾除去所述PEDOT-PSS膠體中的水分，干燥后得到所述PEDOT-PSS薄 膜。6. 如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（3)具體為，將所述 PEDOT-PSS膠體平鋪于光滑襯底表面，50°C~120°C加熱直至所述PEDOT-PSS膠體中的水分 完全揮發(fā)，得到所述PEDOT-PSS薄膜。7. 如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟（2)中，所述攪碎所用的轉(zhuǎn) 速為 600rpm/min~3000rpm/min。8. 如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟（3)之后還包括：將所述 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濃度大于等 于8M。9. 如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟（3)之后還還包括：對(duì)所述 PEDOT-PSS薄膜施加3000Pa以上的壓強(qiáng)，直至所述PEDOT-PSS薄膜平整。10. 如權(quán)利要求1或2中所述的PEDOT-PSS薄膜應(yīng)用于制備光電子器件的電極。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自支撐PEDOT-PSS薄膜，包括質(zhì)量比為3:7～15:2的PEDOT以及PSS，所述PEDOT-PSS薄膜的厚度為1μm～50μm，方塊電阻為0.10Ω/sq～120Ω/sq，電導(dǎo)率為210S/cm～1827S/cm。本發(fā)明還公開(kāi)了該P(yáng)EDOT-PSS薄膜的制備方法以及在光電子器件的電極中的應(yīng)用。本發(fā)明制備所得的PEDOT-PSS薄膜具有良好的自支撐性能以及導(dǎo)電性能，在光電子器件上具有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H01L51/44, H01G11/86, H01G11/48, H01L51/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105405977
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510715701
【發(fā)明人】周印華, 李在房, 葛茹, 覃飛, 劉鐵峰
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年10月29日