本发明专利技术属于光电薄膜材料领域，特别涉及一种在导电玻璃表面直接制备聚（３，４）二氧乙基－噻吩（ＰＥＤＯＴ）薄膜的方法。本发明专利技术的方法是利用电化学沉积法，以Ａｇ／ＡｇＣｌ为参比电极，不锈钢或铂为对电极，铟－锡金属氧化物（ＩＴＯ）导电玻璃为工作电极；将以乙腈、乙醚或去离子水为溶剂，以单体３，４二氧乙基噻吩（ＥＤＯＴ）为主要原料所形成的电化学溶液，直接在ＩＴＯ导电玻璃上电沉积得到ＰＥＤＯＴ薄膜。本发明专利技术利用电化学沉积法直接在ＩＴＯ导电玻璃表面获得导电聚合物ＰＥＤＯＴ薄膜，该过程方法简单，成膜速度快；该膜用于光电器件的组装，可以获得更好的性能。
【技术实现步骤摘要】
,4)二氧乙基-噻吩薄膜的方法
本专利技术属于光电薄膜材料领域，特别涉及一种，4) 二氧乙基_噻吩薄膜的方法。
技术介绍
导电聚合物是一类具有共轭键结构的高分子材料经过化学或电化学掺杂对阴 离子后形成的具有导电性能的特殊高分子材料，包括聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚咔 唑等，电导率在lO—6 1(^S/cm之间。导电聚合物兼具结构可调、易于加工成型、比重轻和 高导电性及半导体性能，具有广阔的应用前景，如有机电致发光、太阳能电池、锂离子电池、 超级电容器和防静电剂等方面。 聚(3，4) 二氧乙基-噻吩(poly-3，4-ethylenedioxythiophene，简称PED0T)是一 类具有优异性能的导电聚合物，在太阳能电池、电致发光器件领域得到应用。此后又有大量 专利涉及该类材料，特别是聚噻吩薄膜材料的制备及其应用。 CN95110939. 1中公开了用电化学氧化法制备导电性聚噻吩的方法。在三氟化硼乙 醚/水溶剂体系中，利用Ag/AgCl为参比电极，不锈钢、铝、锌、钴、镍、钼、金等为导电工作电 极和对电极，电解600秒 30000秒，获得高导电率聚噻吩薄膜。 CN96116814. 5中公开了一种聚噻吩/导电纤维复合膜的电化学沉积制备法。利用 不锈钢作为工作电极，在电极上预铺设导电纤维，然后在噻吩三氟化硼乙醚溶液中电聚合， 得到聚噻吩/导电纤维复合膜，用于可充放电锂电池的正极。 CN200410066866. 9中公开了噻吩单体制备方法及其聚合方法，其中聚合法采用氧 化剂(过硫酸盐、过硫酸等)在溶液中与单体反应15 30小时生成，生成后的胶体可以用 旋涂法获得导电聚噻吩薄膜。 CN2006312963. X中公开了齐聚噻吩衍生物及其制备方法和应用。该噻吩齐聚物可以旋涂在铟-锡金属氧化物(IT0)导电玻璃的表面，用于制作电致变色器件。 CN200610131641.6中公开了一种有序的聚噻吩薄膜制备方法。利用可溶性聚噻吩材料在二硫化碳溶液中逐渐挥发，形成薄膜。可以用于太阳能电池、光电探测器等电子器件。 CN200610134092. 8中公开了在含单体及电解质的乙腈溶液中，在不锈钢表面电沉 积了聚噻吩薄膜，可以作为工业上的防腐蚀材料。 CN200410087037.9中公开了导电聚合物作为透明电极替代铟-锡金属氧化物 (IT0)导电玻璃的方法，其制备方法是在衬底上涂布导电聚合物前体，然后用化学氧化法将 其氧化，得到导电聚合物薄膜。 S.Patra(Journal of Appled Polymer Science Vol. 106 :1160 1171)中介绍了 在H^04水溶液体系中，在不锈钢表面电化学生成了聚噻吩薄膜，表现出较高的电学性能。 上述专利申请文本及文献中所公开的方法基本是用化学氧化法获得聚噻吩的胶3体溶液，然后利用旋涂等方法涂布在基材表面形成聚噻吩薄膜，或者是利用电化学氧化法 在金属电极表面获得聚噻吩薄膜，然后用于器件组装。如何在ITO导电玻璃表面直接获得 聚噻吩薄膜，并用于光电器件组装却没有涉及。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在铟-锡金属氧化物(IT0)导电玻璃表面直接制备聚 (3， 4) 二氧乙基-噻吩(PED0T)薄膜的方法。 本专利技术的方法是利用电化学沉积法，以Ag/AgCl为参比电极，不锈钢或铂为对电 极，铟-锡金属氧化物(IT0)导电玻璃为工作电极；以乙腈、乙醚或去离子水为溶剂，以单体 3，4二氧乙基噻吩(ED0T)为主要原料所形成的电化学溶液，直接在ITO导电玻璃上电沉积 得到PEDOT薄膜。 本专利技术，4) 二氧乙基-噻吩薄膜的方法包括以下步 骤 (1).电化学溶液配制 将单体3，4二氧乙基噻吩(ED0T)及四氟化硼四丁基胺溶于乙腈溶剂中，搅拌均匀 后，得到单体3，4 二氧乙基噻吩的含量为0. 001wt% 0. lwt%，四氟化硼四丁基胺的浓度 为0. 25wt% 2. 5wt^，其余为乙腈的电化学溶液；或 将单体3，4 二氧乙基噻吩(ED0T)、三氟化硼(BF3)及聚苯乙烯磺酸(PSS)溶于乙 醚溶剂中，搅拌均匀后，得到单体3， 4 二氧乙基噻吩的含量为0. 001wt% 0. lwt% ，三氟化 硼的浓度为45wt % 50wt % ，聚苯乙烯磺酸的浓度为0. 001wt % lwt % ，其余为乙醚的电 化学溶液；或 在去离子水中加入酸性支持电解质、聚苯乙烯磺酸(PSS)，搅拌均匀后加入单体 3，4 二氧乙基噻吩(ED0T)，搅拌均匀后，得到单体3，4 二氧乙基噻吩的含量为0. 001wt% 0. lwt^，酸性支持电解质的浓度为1 25wt^，聚苯乙烯磺酸的浓度为0. 001wt% lwt^，其余为去离子水的电化学溶液； 所述的酸性支持电解质可以选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、醋酸中的一种 (2).电化学沉积 将步骤(1)配制好的电化学溶液倒入安装有Ag/AgCl作为参比电极、不锈钢或者 铂作为对电极，铟-锡金属氧化物(IT0)导电玻璃作为工作电极的电化学反应装置中；设 定好电压后，开启开关，聚(3，4) 二氧乙基-噻吩(PED0T)开始在ITO导电玻璃表面逐渐沉 积，形成蓝色薄膜； 电沉积条件为电压为0. 70 1. 2V，电流为0. 005 0. 5nA/cm2，电沉积时间为10 秒 600秒。通过控制沉积时间的长短，可以获得厚度为10nm 300nm的聚(3，4) 二氧乙 基-噻吩(PEDOT)薄膜。 本专利技术得到的PEDOT薄膜可应用于光电器件的组装，如太阳能电池、有机电致发 光器件等，可以获得较在ITO导电玻璃表面旋涂PEDOT的器件更好的性能。 在上述电沉积结束后，将沉积有PEDOT薄膜的铟_锡金属氧化物(ITO)导电玻璃 从电化学溶液中取出，用乙醇轻轻淋洗，然后放到5(TC烤箱中烤干1小时左右。将烤干后的 沉积有PEDOT的ITO导电玻璃按照参考文献"有机无机复合体异质结太阳能电池"(刘俊朋等，《半导体学报》，2007， vol. 28， p364-368)的方法制备太阳能电池器件，然后进行性能测 试。 所述的太阳能电池结构参考"有机无机复合体异质结太阳能电池"(刘俊朋等，《半 导体学报》，2007， vol. 28， p364-368) 一文制备。 所述的电化学反应装置可参考《电化学基础》(高颖等编，化学工业出版社，2004) 本专利技术的优点是，利用电化学沉积法直接在IT0导电玻璃表面获得导电聚合物 PEDOT薄膜，该过程方法简单，成膜速度快；该膜用于光电器件的组装，可以获得更好的性具体实施方式 对比例1 利用中国科学院微电子中心研究部生产的KW-4型旋涂仪将市售的PED0T胶体溶 液(型号Baytron P)涂布在IT0导电玻璃表面，旋涂速度为2000转/分钟，获得80nm厚 的PED0T薄膜，然后按照参考文献"有机无机复合体异质结太阳能电池"(刘俊朋等，《半导 体学报》，2007， vol. 28， p364-368)的方法制备太阳能电池器件。性能测试结果见表1。 实施例1 1.电化学溶液配制。将单体EDOT及电解质四氟化硼四丁基胺溶于乙腈溶剂中，搅 拌均匀后，得到单体EDOT的含量为0. 01wt%，四氟化硼四丁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在导电玻璃表面直接制备聚（３，４）二氧乙基－噻吩薄膜的方法，其特征是，该方法包括以下步骤： （１）．电化学溶液配制 将单体３，４二氧乙基噻吩及四氟化硼四丁基胺溶于乙腈溶剂中，搅拌均匀后，得到单体３，４二氧乙基噻吩的含量为０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％，四氟化硼四丁基胺的浓度为０．２５ｗｔ％～２．５ｗｔ％，其余为乙腈的电化学溶液；或 将单体３，４二氧乙基噻吩、三氟化硼及聚苯乙烯磺酸溶于乙醚溶剂中，搅拌均匀后，得到单体３，４．二氧乙基噻吩的含量为０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％，三氟化硼的浓度为４５ｗｔ％～５０ｗｔ％，聚苯乙烯磺酸的浓度为０．００１ｗｔ％～１ｗｔ％，其余为乙醚的电化学溶液；或 在去离子水中加入酸性支持电解质及聚苯乙烯磺酸，搅拌均匀后加入单体３，４二氧乙基噻吩，搅拌均匀后，得到单体３，４二氧乙基噻吩的含量为０．００１ｗｔ％～０．１ｗｔ％，酸性支持电解质的浓度为１～２５ｗｔ％，聚苯乙烯磺酸的浓度为０．００１ｗｔ％～１ｗｔ％，其余为去离子水的电化学溶液； 所述的酸性支持电解质选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、醋酸中的一种； （２）．电化学沉积 将步骤（１）配制好的电化学溶液倒入安装有Ａｇ／ＡｇＣｌ作为参比电极、不锈钢或者铂作为对电极，铟－锡金属氧化物导电玻璃作为工作电极的电化学反应装置中；设定好电压后，开启开关，聚（３，４）二氧乙基－噻吩开始在铟－锡金属氧化物导电玻璃表面逐渐沉积，形成聚（３，４）二氧乙基－噻吩薄膜； 电沉积条件为：电压为０．７０～１．２Ｖ，电流为０．００５～０．５ｎＡ／ｃｍ２，电沉积时间为１０秒～６００秒。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周树云，严峻，孙承华，胡秀杰，陈萍，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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