PEDOT－PSS 材料国产化之空穴传输层

2020-11-06 15:49

PEDOT－PSS 材料国产化之空穴传输层

PEDOT－PSS 是一种高分子聚合物，通常以水溶液形式存在，并具有导电率高及导电率可调的特性。该导电高分子材料是由 PEDOT 和 PSS 两种物质构成，其中 PEDOT 是 EDOT（3，4－乙烯二氧噻吩单体）的聚合物，PSS 是聚苯乙烯磺酸盐。通过 PSS 的接入，可极大地提高 PEDOT 的溶解性。目前，PEDOT－PSS 导电高分子已可应用于透明导电电极（OTFT、薄膜／触控开关等）、防静电薄膜，以及空穴传输层（有机发光二极管、太阳能电池等）。1987 年，德国拜耳公司掌握了 PEDOT－PSS 单体 EDOT 专利，并开发出了不同导电率的聚合物水溶液。此后30 多年，由于掌握了核心原材料的专利技术，PEDOT－PSS 在不同领域的应用，均被德国Heraeus 和比利时AGFA 垄断。随着2007－2008 年的核心专利相继到期，生产厂家和研究机构纷纷加入 PEDOT－PSS 的开发之中，截止目前为止，其它厂商只能生产低端防静电领域的 PEDOT－PSS 材料。

印刷电子材料产业联盟是一个基于 PEDOT－PSS 导电高分子材料应用开发，延伸和扩展 PEDOT－PSS 材料应用范围，满足新兴柔性与印刷电子对材料的迫切需求的自发性组织。本联盟核心成员由湖南纳昇印刷电子科技有限公司（研发中心）、上海纯源植物化学有限公司（工程应用中心）和宁波博润新材料科技有限公司（市场运营中心）组成。经过近十年的技术研发，印刷电子材料产业联盟推出多款 PEDOT－PSS 墨水材料。本文将对空穴传输材料的应用开发作简单介绍。

表 1 PEDOT－PSS 材料基本性能

项目	指标
外观	深蓝
固含量（％）	1．3－1．7
电阻（Ω．cm）	500－8000
粘度（mPas）	5－15
粒径分布 d50（nm）	～80
粒径分布 d90（nm）	～100
功函数（eV）	4．8－5．2

应用案例 1：钙钛矿太阳能电池

结构：ITO／PEDOT－PSS／MAPbI3／PCBM／Ag

表 2 不同厂商 PEDOT－PSS 应用于钙钛矿太阳能电池基本性能

材料名称	VOC （V）	JSC （mA ／cm2）	FF （％）	PCE （％）	备注
X 友商	0．926	23．942	60．365	12．994
HTL－S7	0．911	23．762	58．841	13．454	纳昇
HTL－S8	0．891	24．481	57．531	13．193	纳昇
HTL－S9	0．941	24．080	64．619	15．436	纳昇