利用碱金属离子效应进行PEDOT:PSS热电性能工程设计OA

作者：Jingjin Dong; Jian Liu; Xinkai Qiu; Ryan Chiechi; L.Jan Anton Koster; Giuseppe Portale^*

来源：Engineering, 2021, 7(05): 223-239.

• PEDOT:PSS
• 热电性能
• 碱性溶液
• 后处理
• 结构-性能关系
• 掠入射广角X射线散射

聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)的电学性能设计在传感器、热电(TE)发生器和太阳能电池中的空穴传输层等各种应用方面具有巨大的潜力。应用各种策略可实现PEDOT:PSS的最佳电学性能,如碱性溶液后处理。然而,目前尚不清楚碱性溶液后处理引起的结构转变背后的工作机制和确切细节。在本研究中,我们针对三种常见的绿色碱性溶液,即Li OH、Na OH和KOH的后处理效果提出了一项比较研究,利用原子力显微镜、掠入射广角X射线散射、三波段分光光度计光谱和衰减全反射傅里叶变换红外光谱等技术研究了碱性溶液后处理诱导的薄膜结构改变。碱性溶液诱导的结构改变是造成薄膜热电功率因子提高的原因,这取决于所用的碱性溶液。根据碱金属阳离子和PSS链之间的不同亲和力来解释这一结果,这种亲和力决定了PEDOT不同的去掺杂程度。本文的结果阐明了PEDOT:PSS在暴露于高p H值溶液时发生的结构重组,并可激发未来各种应用领域的pH值/离子响应器件的创新灵感。