Төмен атмосфералық қысымда күйдірілген PEDOT:PSS полимерлі қабыршақтарының құрылымдық, оптикалық және электрфизикалық сипаттамаларына спирттік еріткіштердің әсері
Авторлар
-
Айтбек Аймуханов
Е.А. Букетова атындағы Қарағанды университеті
-
Ксения Рожкова
Е.А. Букетова атындағы Қарағанды университеті
-
Бауржан Ильясов
Astana IT University
-
Гульнур Омарбекова
Е.А. Букетова атындағы Қарағанды университеті
-
Тогжан Сейсембекова
Е.А. Букетова атындағы Қарағанды университеті
DOI:
https://doi.org/10.31489/2022No2/35-41Кілт сөздер:
PEDOT:PSS, Изопропанол, Этанол, төмен атмосфералық қысым, беттік морфология, оптикалық спектроскопия, импеданстық спектроскопияАңдатпа
Жұмыста сынап бағанасы 10-3 миллиметр болатын төмен атмосфералық қысымда күйдірілген поли(3,4-этилендиокситиофен) полистирол сульфонатының беттік құрылымына, оптикалық және электрофизикалық сипаттамаларына спирттік еріткіштердің әсерін зерттеу нәтижелері көрсетілген. Полимерлі қабықша бетін этил және изопропил спирттерімен модификациялау бетінің морфологиясының, полимердің оптикалық және электртасымалдаушы қасиеттерінің өзгеруіне әкелетіні анықталды. Поли(3,4-этилендиокситиофен) полистирол сульфонаты қабыршағын спирт еріткіштерімен модификациялау кезінде жұтылу спектрінде полистирол сульфонатының хош иісті фрагментінің жұтылуының төмендеуі байқалған. Поли(3,4-этилендиокситиофен) полистирол сульфонаты беттік морфологиясының құрылымдық ерекшеліктері қабыршақтың поли(3,4-этилендиокситиофен) полистирол сульфонаты қабыршағының кедергісі, поли(3,4-этилендиокситиофен) полистирол сульфонат /электрод аралығында заряд тасушылардың тасымалдану кедергісі, заряд тасушылардың тиімді жылдамдығы және тиімді ұшу уақыты тәрізді электртасымалдаушы параметрлеріне әсер ететіндігі көрсетілген. Төмен атмосфералық қысымда күйдірілген поли(3,4-этилендиокситиофен) полистирол сульфонаты қабыршақтарының электрлік тасымалдау қасиеттері жақсаратын қабыршақтарды алудың оңтайлы технологиялық параметрлері анықталды.
References
Anrango-Camacho C., Pavón-Ipiales K., Frontana-Uribe B.A., Palma-Cando A. Recent Advances in Hole-Transporting Layers for Organic Solar Cells. Nanomaterials, 2022, Vol. 12, No 443, pp. 1-54. DOI:10.3390/nano12030443.
Wen Y., Xu J. Scientific Importance of Water-Processable PEDOT–PSS and Preparation, Challenge and New Application in Sensors of Its Film Electrode: A Review. J. Pol. Sci. Part A: Pol. Chem.. 2017, Vol. 55, pp.1121-1150. doi: 10.1002/pola.28482.
Roh E., Hwang B.U., Kim D., Kim B.Y., Lee N.E. Stretchable, Transparent, Ultrasensitive, and Patchable Strain Sensor for Human-Machine Interfaces Comprising a Nanohybrid of Carbon Nanotubes and Conductive Elastomers. ACS Nano, 2015, Vol. 9, pp. 6252-6261. doi:10.1021/acsnano.5b01613
Choong C.L., Shim M.B., Lee B.S., Jeon S., et al. Highly Stretchable Resistive Pressure Sensors Using a Conductive Elastomeric Composite on a Micropyramid Array. Adv. Mat., 2014, Vol.26, Is.21, pp. 3451–3458. doi:10.1002/adma.201305182.
Xia Y., Dai S. Review on applications of PEDOTs and PEDOT:PSS in perovskite solar cells. J. Mater. Sci. Mater. Electron, 2021, Vol. 32, pp. 12746-12757. doi:10.1007/s10854-020-03473-w.
Ouyang J., Chu C.W., Chen F.C., Xu Q., Yang Y. High-conductivity poly(3,4‐ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) film and its application in polymer optoelectronic devices. Adv. Funct. Mater., 2005, Vol.15, Is.2, pp. 203-208. doi: 10.1002/adfm.200400016.
Lim F.J., Ananthanarayanan K., Luther J., Ho G.W. Influence of a novel fluorosurfactant modified PEDOT:PSS hole transport layer on the performance of inverted organic solar cells. J. Mater. Chem., 2012, Vol. 22, pp. 25057-25064. doi: 10.1039/C2JM35646E.
Mihailetchi V.D., Duren J.K.V., Blom P.W., Hummelen J.C., et al. Electron transport in a methanofullerene. Adv. Funct. Mater., 2003, Vol. 13, Iss. 1, pp. 43-46. doi:10.1002/adfm.200390004.
Lee D.Y., Na S.I., Kim S.S. Graphene oxide/PEDOT:PSS composite hole transport layer for effcient and stable planar heterojunction perovskite solar cells. Nanoscale, 2016, 8, pp. 1513-1522. doi:10.1039/C5NR05271H.
Giuri A., Masi S., Colella S., Kovtun A., Dell’Elce S., et al. Cooperative Effect of GO and Glucose on PEDOT:PSS for High VOC and Hysteresis-Free Solution-Processed Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater., 2016, Vol. 26, Is. 38, pp. 6985-6994. doi:10.1002/adfm.201603023.
Huang D., Goh T., Kong J., Zheng Y., Zhao S., Xu Z., Taylor A. Perovskite solar cells with a DMSO-treated PEDOT:PSS hole transport layer exhibit higher photovoltaic performance and enhanced durability. Nanoscale, 2017, Vol. 9, pp. 4236-4243. doi:10.1039/C6NR08375G.
Hu L., Sun K., Wang M., Chen W., et al. Inverted Planar Perovskite Solar Cells with a High Fill Factor and Negligible Hysteresis by the Dual Effect of NaCl-Doped PEDOT:PSS. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, Vol. 9, Is. 50, pp. 43902-43909. doi:10.1021/acsami.7b14592.
Rwei S.P., Lee Y.H., Shiu J.W., Sasikumar R., Shyr U.T. Characterization of Solvent-Treated PEDOT:PSS Thin Films with Enhanced Conductivities. Polymers, 2019, Vol. 11, Is. 134, pp. 1-10. doi:10.3390/polym11010134.
Ouyang J. “Secondary doping” methods to significantly enhance the conductivity of PEDOT:PSS for its application as transparent electrode of optoelectronic devices. Displays, 2013, Vol. 34, Is. 5, pp. 423-436. DOI:10.1016/j.displa.2013.08.007
Shi H., Liu C.C., Jiang Q.L., Xu J.K. Effective approaches to improve the electrical conductivity of PEDOT:PSS: A review. Adv. Electron. Mater., 2015, Vol. 1, Is.4, pp. 1500017. doi:10.1002/aelm.201500017
Xiong J., Jiang F., Zhou W., Liu C., Xu J. Highly electrical and thermoelectric properties of a PEDOT:PSS thin-film via direct dilution-filtration. RSC Adv., 2015, Vol. 5, pp. 60708-60712. doi:10.1039/C5RA07820B.
Xia Y., Ouyang J. Anion effect on salt-induced conductivity enhancement of poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) films. Org. Electron., 2010, Vol. 11, pp. 1129–1135. doi:10.1016/j.orgel.2010.04.007.
Namkoong G., Younes E.M., Abdel-Fattah T.M., El-Maghraby E.M, et al. Aging process of PEDOT:PSS dispersion and robust recovery of aged PEDOT:PSS as a hole transport layer for organic solar cells. Org. Electron., 2015, Vol. 25, pp. 237-244. doi:10.1016/j.orgel.2015.06.049.
Jewłoszewicz B., Bogdanowicz K.A., Przybył W., et al. PEDOT:PSS in Water and Toluene for Organic Devices-Technical Approach. Polymers, 2020, Vol. 12, Is. 3, pp. 565 (1-19). doi:10.3390/polym12030565.
Aimukhanov A.K., Rozhkova X.S., Ilyassov B.R., Zeinidenov A.K., Nuraje N. The influence of structural and charge transport properties of PEDOT:PSS layers on the photovoltaic properties of polymer solar cells, Polym. Adv. Technol., 2021, Vol. 32, pp. 49-504. doi:10.1002/pat.5102.
Kim K., Ihm K., Kim B. Surface property of indium tin oxide (ITO) after various methods of cleaning. Acta Phys. Pol. A, 2015, Vol. 127, No. 4, pp. 1176-1179. doi:10.12693/APhysPolA.127.1176.
Bisquert J., Mora-Sero I., Fabregat-Santiago F. Diffusion-recombination impedance model for solar cells with disorder and nonlinear recombination. ChemElectroChem, 2014, Vol. 1, Is. 1, pp. 1-9. doi:10.1002/celc.201300091.
Xia Y, Sun K, Ouyang J. Highly conductive poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Poly(styrene sulfonate) films treated with an amphiphilic fluoro compound as the transparent electrode of polymer solar cells. Energy Environ. Sci., 2012, Vol. 5, Is. 1, pp. 5325-5332. doi:10.1039/c1ee02475b.
Zeinidenov А.К., Abisheva А.К., Ilyassov B.R., Aimukhanov А.К., Abilmazhinov S.E. Influence of structural features of ZnO films on optical and photoelectric characteristics of inverted polymer solar elements. Eurasian Phys. Tech. J., 2021, Vol.18, No.36, pp. 40-46. doi: 10.31489/2021No2/40-46.
