PEDOT-PSS 材料國產化之空穴傳輸層

2020-11-22 OFweek維科網

PEDOT－PSS 材料國產化之空穴傳輸層

PEDOT－PSS 是一種高分子聚合物，通常以水溶液形式存在，並具有導電率高及導電率可調的特性。該導電高分子材料是由 PEDOT 和 PSS 兩種物質構成， 其中 PEDOT 是 EDOT（3，4－乙烯二氧噻吩單體）的聚合物，PSS 是聚苯乙烯磺酸鹽。通過 PSS 的接入，可極大地提高 PEDOT 的溶解性。目前，PEDOT－PSS 導電高分子已可應用於透明導電電極（OTFT、薄膜／觸控開關等）、防靜電薄膜， 以及空穴傳輸層（有機發光二極體、太陽能電池等）。1987 年，德國拜耳公司掌握了 PEDOT－PSS 單體 EDOT 專利，並開發出了不同導電率的聚合物水溶液。此後30 多年，由於掌握了核心原材料的專利技術，PEDOT－PSS 在不同領域的應用，均被德國Heraeus 和比利時AGFA 壟斷。隨著2007－2008 年的核心專利相繼到期， 生產廠家和研究機構紛紛加入 PEDOT－PSS 的開發之中，截止目前為止，其它廠商只能生產低端防靜電領域的 PEDOT－PSS 材料。

印刷電子材料產業聯盟是一個基於 PEDOT－PSS 導電高分子材料應用開發， 延伸和擴展 PEDOT－PSS 材料應用範圍，滿足新興柔性與印刷電子對材料的迫切需求的自發性組織。本聯盟核心成員由湖南納昇印刷電子科技有限公司（研發中心）、上海純源植物化學有限公司（工程應用中心）和寧波博潤新材料科技有限公司（市場運營中心）組成。經過近十年的技術研發，印刷電子材料產業聯盟推出多款 PEDOT－PSS 墨水材料。本文將對空穴傳輸材料的應用開發作簡單介紹。

表 1 PEDOT－PSS 材料基本性能

項目

指標

外觀

深藍

固含量（％）

1．3－1．7

電阻（Ω．cm）

500－8000

粘度（mPas）

5－15

粒徑分布 d50（nm）

～80

粒徑分布 d90（nm）

～100

功函數（eV）

4．8－5．2

應用案例 1：鈣鈦礦太陽能電池

結構：ITO／PEDOT－PSS／MAPbI3／PCBM／Ag

表 2 不同廠商 PEDOT－PSS 應用於鈣鈦礦太陽能電池基本性能

材料名稱

VOC （V）

JSC （mA ／cm2）

FF （％）

PCE （％）

備註

X   友商

0．926

23．942

60．365

12．994


HTL－S7

0．911

23．762

58．841

13．454

納昇

HTL－S8

0．891

24．481

57．531

13．193

納昇

HTL－S9

0．941

24．080

64．619

15．436

納昇


圖 1 不同廠商 PEDOT－PSS 應用於鈣鈦礦太陽能電池

應用案例 2：有機發光二級管（OLED）

結構：ITO／PEDOT－PSS／發光材料／TPBI／LIq／Al

表 2 不同廠商 PEDOT－PSS 應用於 OLED 器件性能對比

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