聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)在太阳能电池中的应用

聚(3,4-乙烯二氧噻吩)简称PEDOT,CAS号：126213-51-2， 是一种新型有机导电材料。作为一种聚噻吩衍生物，PEDOT一直是高分子材料领域的研究热点，其具有电导率高、薄膜高透明性、优异的机械强度和环境稳定性等特点，在超级电容器、太阳能光伏电池等领域有着广泛的应用，本文将介绍PEDOT在太阳能电池中的应用。 

聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）是一种结构型导电高分子材料，主要通过掺杂的方式引入对阴离子（p-型掺杂）或对阳离子（n-型掺杂），使得电子迁移的条件降低，提升其导电性能。根据已公开文献，众多研究通过掺杂剂改变PEDOT性能，使其在柔性和透明太阳能电池中有广阔的应用前景。

黄鹏等^[1]使用左旋多巴 (DOPA) 和二甲基亚砜 (DMSO) 为共掺杂剂，掺杂PEDOT∶PSS 薄膜以提高p-i-n型钙钛矿电池的电池效率。结果显示，采用 DOPA 和 DMSO 共掺杂的 PEDOT∶PSS 薄膜可以显著提高空穴传输层的导电性，掺杂质量分数 0.5% 的共掺杂剂后，电池的效率由未掺杂时的 13.35% 提高到了 17.54%。可见经PSS掺杂的PEDOT是一种高效的空穴传输层，可实现高性能的钙钛矿太阳能电池的制备。

肖玉娟等^[2]用含磺酸基团的π共轭聚电解质为模板，通过化学氧化还原法制备了性能稳定的 PEDOT／聚电解质复合材料，将其应用于聚合物太阳能电池的空穴传输层。结果表明，以PEDOT∶聚电解质复合材料为空穴传输层，可获得高达 95% 的透光率，且在室温下放置 4.5 天后仍具有 69% 的初始电池效率。

许頔等^[3]首先通过丝网印刷将 PEDOT∶PSS 混合物印刷于导电玻璃基底表面形成薄膜，随后用稀硫酸和甲醇溶液对薄膜表面进行处理，最后将其作为对电极组装了染料敏化太阳能电池 (DSSC)。研究发现，经过稀硫酸和甲醇处理后的PEDOT∶PSS 薄膜的电导率提升了 3 倍，组装的 DSSC 的光电转换效率也提升了 29.69%。

综上，经掺杂剂改性的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）是太阳能电池中重要的空穴传输层材料，有利于提升太阳能电池的光电转换效率，在钙钛矿太阳能电池、聚合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池发挥重要的作用。

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参考文献：

[1]黄鹏，等 . 物理化学学报，2018，34(11):1 264–1 271.

[2]肖玉娟，等 . 高分子学报，2018(2):257–265.

[3]许頔，等 . 高分子学报，2019，50(1):36–43.