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近年来,随着高电导率和光学透明的材料取得巨大进展,各种光电器件受到广泛研究和关注,特别是柔性有机太阳能电池(flexible organic solar cell,FOSC)和柔性有机电致发光二极管(flexible organic light-emitting diode,OLED)等有机电子器件,它有着低成本的制备,简单的工艺,可弯曲和滚筒式批量生产等特点。目前,常采用氧化铟锡(ITO)做OSC和OLED的透明电极。ITO薄膜易碎,不适合在柔性或可弯曲器件上的应用。为了解决这些问题,现在很多人正在研究碳纳米管、石墨烯、薄膜金属、金属网格和导电高分子等来代替ITO。特别地,导电高分子有着高导电率和透明性,是一种很好透明电极材料。其中聚(3,4-乙撑二氧噻吩)[poly(3,4-ethylenedioxythiophen),PEDOT]是在导电高分子中最具有潜力的一种材料。由于PEDOT的能带低、环境稳定性好、透光率好和氧化还原性低等特点。目前PEDOT已被广泛应用于有机太阳能电池、有机发光二极管及超级电容器等研究领域。大量研究表明,用有机溶剂、表面活性剂、盐溶液和酸溶液对聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐[poly(3,4-ethylenedioxythiophen):poly(4-styrenesulfoate),PEDOT:PSS]进行预处理或后处理,使PEDOT:PSS薄膜的导电率提高了2-3个数量级。提高电导率的原因是PEDOT:PSS的形态发生改变,比如聚合物PEDOT的链段伸展、团聚和PEDOT与PSS的相分离等。本文用了十二烷基苯磺酸(Dodecyl benzenesulfonic acid,DBSA)溶液对PEDOT:PSS薄膜进行后处理,并研究DBSA溶液对PEDOT:PSS薄膜导电性的影响与其本质,以及研究了PEDOT:PSS作为透明电极在柔性有机发光二极管和柔性有机太阳能电池的应用。实验证明,当用25%(体积分数)的DBSA溶液对PEDOT:PSS薄膜进行120℃退火处理20分钟,最后得到PEDOT:PSS薄膜的电导率比原来的提高了三个数量级。未处理前的PEDOT:PSS电导率为3S/cm,处理后PEDOT:PSS薄膜的导电率提高到1458S/cm。目前有报道,用硫酸处理的方法可得到高电导率的PEDOT:PSS薄膜。但是当制备以PET等塑料薄膜为衬底的柔性有机电子器件时,使硫酸处理PEDOT:PSS薄膜会把PET等塑料衬底腐蚀掉。而用DBSA溶液的处理方法则不会对PET衬底产生影响,适合制备柔性有机电子器件。通过原子力显微镜(AFM)、紫外-可见吸收光谱、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段来分析和探讨PEDOT:PSS薄膜的电导率提高的原因。测试结果表明,经过DBSA溶液处理的PEDOT:PSS薄膜表面形貌发生了改变,处理后的PEDOT:PSS薄膜表面变得较粗糙了。主要原因是,DBSA溶液处理后,PEDOT:PSS中的过剩的绝缘成分PSS减少了,PEDOT聚合物链段发生聚集,有利于聚合物中的电荷传输,从而提高了PEDOT:PSS薄膜的电导率。把这种经DBSA溶液处理的PEDOT:PSS薄膜作透明阳极应用在有机电致发光二极管中,并研究其器件性能。采用溶液加工方法制备基于以PET塑料片作衬底以及PEDOT:PSS薄膜作透明阳极的柔性有机电致发光二极管,器件结构为PEDOT:PSS(anode)/PEDOT:PSS4083/EML/Ba/Al,结果表明,用PEDOT:PSS薄膜作阳极的有机电致发光二级管,无论是硬性衬底还是柔性衬底,其器件性能与ITO作阳极的器件的性能很接近,甚至在低电场时,PEDOT:PSS作阳极的器件性能比ITO作阳极的器件性能好。对于以P-PPV为发光层的器件,当器件亮度为100cd/m2时,PEDOT:PSS薄膜作阳极的柔性OLED器件的电流效率为10.4cd/A,所需的工作电压为5.25V,而ITO作阳极的器件最高电流效率为14.39cd/A,在100cd/m2时,所需的工作电压为5.87V,对应的电流效率为6.8cd/A;当器件亮度为1000cd/m2,PEDOT:PSS薄膜作阳极的柔性OLED器件的电流效率为13cd/A,而ITO作阳极的器件的电流效率为10.3cd/A。这也说明了,PEDOT:PSS薄膜作柔性有机电子器件的阳极是具有很好的应用潜力。最后尝试采用经DBSA溶液处理的PEDOT:PSS薄膜作透明阳极,制备了以PET塑料片作衬底的柔性有机太阳能电池器件。实验结果表明,基于PEDOT:PSS作阳极的柔性有机太阳电池的开路电压为0.84V,短路电流为6.79mA/cm2,能量转换效率为2.96%,比ITO器件的能量转换效率(4.08%)稍低一些。主要原因是PEDOT:PSS薄膜的电导率不够高,使器件的串联电阻比较大,不利于抽取器件内部的空穴,从而降低器件的能量转换效率。