CN105914047B - 一种柔性透明薄膜电极及其制作方法 - Google Patents

一种柔性透明薄膜电极及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柔性透明薄膜电极及其制作方法，电极结构为：Poly(3,4‑ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)(PEDOT：PSS)/可拉伸基底。其中基底是高弹性可拉伸塑料，如聚乙烯醇(PVA)、聚甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)及水凝胶等。其制作方法是将PEDOT：PSS溶液旋涂、喷涂、丝网印刷或喷墨打印到高弹性塑料基底上。由此制得的透明电极综合性能优异，具体表现为透明度高、导电性好、电化学性能优异，柔性好(可任意弯折、扭曲等)，表面平整及化学稳定性强等。

Description

一种柔性透明薄膜电极及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种柔性透明电极及其制作方法，属于光电信息材料及应用领域。
背景技术
新兴的柔性透明光电器件，如柔性透明太阳能电池及超电容等，因其独特的优势，在人们日常生活中有着广泛的应用范围。其可以安装在柔性显示屏、汽车车窗、建筑物玻璃、透明屋顶等为通信设备、交通工具及室内提供能量，从而方便人们的日常生活。为了满足未来柔性透明光电器件，特别是能量存储与转换器件的发展，迫切需要一种新型柔性透明电极，其不仅要具有优越的光电性能，而且要具有优异的电化学行为及高度的柔性等，但是制备综合性能优异的柔性透明电极一直是艰巨的挑战。
发明内容
技术问题：为了克服上述现有技术的不足，更好的满足未来柔性透明的能量存储与转换器件的要求，本发明提供了一种综合性能优异的柔性透明薄膜电极及其制作方法。该薄膜电极同时具有优异的光电性能、优越的电化学行为、高度的柔性，平整的表面形貌、强的化学稳定性等。
技术方案：本发明所述的柔性透明电极采用PEDOT:PSS/可拉伸基底结构，Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate)(PEDOT：PSS)/可拉伸基底；
其中所述的PEDOT:PSS是掺杂了体积比3％～8％的二甲基亚砜DMSO、乙二醇EG或硫酸H2SO4及0.3％～2％的表面活性剂的PEDOT:PSS溶液。
所述的可拉伸基底是聚乙烯醇PVA、聚甲基硅氧烷PDMS、聚氨酯丙烯酸酯PUA或水凝胶中的一种。
PEDOT:PSS溶液是通过旋涂、喷涂、丝网印刷或喷墨打印方式沉积到弹性可拉伸塑料基底上；经多次打印能形成多层的PEDOT:PSS。
有益效果：PEDOT:PSS掺杂后不仅光电性能显著改善，其电化学性能亦大大提高。掺杂适量的表面活性剂亦有利于降低PEDOT:PSS的表面张力及提高PEDOT:PSS的润湿性，从而有利于多层、均匀、平整地涂布或印刷PEDOT:PSS溶液。通过掺杂及改变PEDOT:PSS的层数，电极能同时获得优越的光电性能及优异的电化学性能。结合高弹性可拉伸基底，该电极亦表现出高度的柔性，可以任意弯折、扭曲甚至拉伸。另外，该电极化学稳定性也比较突出。该电极优越的综合性能，特别是优异的光电性能、好的电化学性能及高度的柔性，决定了其在未来柔性透明能量存储与转化器件中广阔的应用前景。
附图说明
图1为电极的光电性能表征。
图2为电化学表征。
具体实施方式
实施例1
将PEDOT:PSS掺杂体积比为6％的乙二醇及2％的表面活性(曲拉通)，将其旋涂到等离子体处理的PDMS基底上。置于加热台上，120℃下退火15min。旋涂层数为1～5层。
实施例2
将PEDOT:PSS掺杂体积比为6％的乙二醇及2％的表面活性(曲拉通)，控制点间距为40μm，将其喷墨打印到等离子体处理的PDMS基底上。置于加热台上，120℃下退火15min。打印层数为1～3层。
实施例3
将PEDOT:PSS掺杂体积比为6％的乙二醇及1％的表面活性(曲拉通)，控制点间距为40μm，将其喷墨打印到等离子体处理的PDMS基底上。置于加热台上，120℃下退火15min。打印层数为1～3层。

Claims (2)

1.一种柔性透明薄膜电极，其特征在于：该电极结构为：PEDOT：PSS/可拉伸基底；所述的PEDOT:PSS是掺杂了体积比3％～8％的二甲基亚砜DMSO、乙二醇EG或硫酸H2SO4及0.3％～2％的表面活性剂的PEDOT:PSS溶液；
所述的可拉伸基底是聚乙烯醇PVA、聚甲基硅氧烷PDMS、聚氨酯丙烯酸酯PUA或水凝胶中的一种；
所述表面活性剂为曲拉通。
2.一种如权利要求1所述的柔性透明薄膜电极的制作方法，其特征在于：PEDOT:PSS溶液是通过旋涂、喷涂、丝网印刷或喷墨打印方式沉积到可拉伸基底上；经多次打印能形成多层的PEDOT:PSS。
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