一种新的导电聚合物复合物用于制造稳定且完全可印刷的有机太阳能电池

近年来，世界各地的工程师一直在努力开发更可持续的技术来生产电能。这些解决方案中最有前途的一种是有机太阳能电池。有机太阳能电池应该既高效又稳定，以确保它们能够长期可靠地运行。理想情况下，它们也可以使用打印技术进行打印，因为这将简化它们的大规模制造。

空穴传输材料(HTM)是完全可印刷的有机太阳能电池的关键组成部分。一种被认为有希望开发可印刷有机太阳能电池的HTM是聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)，这是一种经典的导电聚合物复合物，通常用于制造可印刷设备。尽管有其优点，但PEDOT:PSS通常会分散在水中并表现出强酸性，这会对PEDOT:SS基太阳能电池的效率和稳定性产生不利影响。

华中科技大学和弗里德里希-亚历山大-埃尔兰根-纽伦堡大学电子与能源技术材料研究所(i-MEET)的研究人员最近推出了一种类似于PEDOT:PSS的新型醇分散导电聚合物复合物，克服了聚合物络合物的一些缺点。这种名为PEDOT:F的聚合物复合物是在NatureEnergy上发表的一篇论文中介绍的。

“该小组自2013年成立以来一直致力于PEDOT:PSS的导电聚合物。PEDOT:PSS具有酸性强、润湿性和吸湿性差的缺点。这些缺点会降低器件的效率和稳定性，”其中之一周银华说。进行这项研究的研究人员告诉TechXplore。

Zhou和他的同事最近工作的主要目标是克服PEDOT:PSS的局限性，使其能够用于开发高效、稳定和可印刷的有机太阳能电池。为此，他们创造了一种新的聚合物复合物配方，可以分散在水和醇中。

“PEDOT:PSS是在1990年代发明的，从2000年到今天，研究人员一直在抱怨它的缺点，但没有引入可行的解决方案，”周说。“这项工作中报道的酒精分散制剂的新配方克服了这些缺点。”

研究人员推出的新型聚合物复合物PEDOT:F具有全氟硫酸离聚物作为抗衡离子。与PEDOT:PSS中所含的那些相比，这些离聚物可以分散在水和酒精中。

“PEDOT:F的新配方是酒精分散的，它克服了传统PEDOT:PSS的这些缺点，”周解释说。“PEDOT:F有助于提高器件的效率和稳定性。它还为制造具有新架构的光电器件提供了机会。”

该研究小组推出的新型醇分散聚合物复合物具有优异的润湿性和低酸度。因此，它有助于克服水分散PEDOT:PSS的缺点。

使用他们的新配方，周和他的同事创造了可以从底部到顶部电极完整印刷的有机光伏。这些器件在最大功率点跟踪总共1,330小时的连续照明下表现出15%的功率转换效率，并显着保持了83%的初始效率。

“在我们接下来的研究中，我们计划设计新的PEDOT:F配方，”周补充道。“我们还计划使用PEDOT:F来制造新的大面积灵活设备。”

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