导　　师： 邱学青

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 掺杂剂决定着聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）导电聚合物的构型和性质。大分子聚苯乙烯磺酸（PSS）为掺杂剂制备的溶液加工型PEDOT:PSS,已作为标准阳极缓冲材料（ABM）应用于磷光有机发光二极管（PHOLED）和钙钛矿太阳能电池（PSC）等有机光电器件领域。但以PSS为掺杂剂的PEDOT:PSS存在功函数（WF）较小、均匀性较差、防水性较弱、电导率较低等缺陷,严重制约了半导体材料和器件结构的发展。因此,开发新型掺杂剂、克服PEDOT:PSS上述缺陷、揭示掺杂剂对PEDOT导电聚合物的构型和性质影响规律、提高在光电器件ABM中的应用性能显得尤为重要。本论文采用甲基萘磺酸甲醛缩聚物（MNSF）、木质素磺酸钠（LS）、全氟辛酸（F）等掺杂剂制备了新型PEDOT导电聚合物,显著改善PEDOT:PSS的上述缺陷,提出了不同掺杂剂对PEDOT导电聚合物构型和性质影响机制,提高了PEDOT导电聚合物在光电器件ABM中的应用性能,增强了PEDOT导电聚合物在有机光电领域中的应用价值。首先,以MNSF为掺杂剂成功制备了溶液加工型PEDOT:MNSFs导电聚合物,其溶液分散稳定性、成膜性和薄膜透光率等基本性质与PEDOT:PSS标准品相当,改善了PEDOT:PSS标准品薄膜WF较小和均匀性较差的缺陷。通过元素分析和X-射线光电子能谱研究,发现PEDOT:MNSF质量配比为1:6时具有优异的薄膜均匀性,利用相分离实验和导电原子力显微镜等手段深入分析了优异均匀性的原因,提出小分子量、枝状结构的MNSF掺杂剂可有效减少PEDOT:MNSF-1:6体系中自由游离掺杂剂的含量、降低相分离尺度,进而提升均匀性的机理与模型。基于PEDOT:MNSF-1:6良好的透过率、较高的WF和优异的均匀性,将其作为ABM应用于PHOLED和PSC中,分别获得了33.4cd·A-1的最大电流效率(CEmax)和13.1%的光电转换效率（PCE）,明显优于PEDOT:PSS标准器件(CEmax、PCE分别为25.1 cd·A-1、11.5%)

关 键 词： 聚 乙烯二氧噻吩 掺杂剂 木质素磺酸钠 阳极缓冲材料 有机光电器件

领　　域： []