聚合物抗衡离子在水和乙醇中的溶解。信用:自然能源(2022)。DOI: 10.1038/ s41560-022-00997-9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个是有机太阳能电池。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工作。理想情况下，它们也可以使用印刷技术印刷，因为这将简化它们的大规模制造。
空穴传输材料(HTMs)是完全可印刷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)，一种常用于制造可印刷器件的经典导电聚合物复合物。尽管有其优点，PEDOT:PSS通常分散在水中并表现出强酸性，这会对基于PEDOT:SS的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-纽伦堡大学电子和能源技术材料研究所(i-MEET)的研究人员最近推出了一种新的醇分散和导电聚合物复合物，类似于PEDOT: PSS，克服了聚合物复合物的一些缺点。这种聚合物复合物被命名为PEDOT:F，发表在《自然能源》杂志上的一篇论文中介绍了这种复合物。
“自2013年成立以来，该小组一直致力于PEDOT:PSS导电聚合物的研究。PEDOT:PSS具有强酸性、差的润湿性和吸湿性的缺点。这些会降低设备的效率和稳定性，”进行这项研究的研究人员之一周告诉TechXplore。
周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配方，可以分散在水和酒精中。
“PEDOT:PSS是在20世纪90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。"本文报道的新的酒精分散制剂克服了这些缺点."
研究人员推出的新聚合物复合物PEDOT:F以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，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。这也为制造具有新架构的光电子器件提供了机会。”
这组研究人员引入的新型酒精分散聚合物复合物具有优异的润湿性能和低酸度。因此，它有助于克服水分散PEDOT:PSS的缺点。
利用他们的新配方，周和他的同事们创造了有机光伏电池，这种电池可以从底部到顶部电极完全印刷。这些器件表现出15%的功率转换效率，并且在以最大功率点跟踪总共1330小时的连续照明下，显著地保持了其初始效率的83%。
“在我们接下来的研究中，我们计划设计新的PEDOT:F配方，”周补充说。“我们还计划使用PEDOT:F来创建新的大面积和灵活的设备。”
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