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  近30年來，聚（3,4-乙撐二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）導電聚合物常作為標準空穴傳輸材料應用于有機光電子器件領域。然而，隨著科技發(fā)展，PEDOT:PSS較弱導電性、較低功函數(shù)和較強酸性等缺陷限制了器件性能的進一步攀升。科研工作者常采用二次摻雜法調控PEDOT:PSS微結構（如：PEDOT醌式構型含量、導電網絡連通性、表面高電離電勢組分含量）或新型摻雜劑代替PSS功能化PEDOT導電聚合物，以克服上述缺陷。然而，分子量——這一決定PEDOT光電性能的重要參數(shù)卻未被關注。

圖1 本文PEDOT分子量與有機光伏器件性能關系示意圖

圖2 文獻PEDOT分子量與鈣鈦礦光伏器件性能對比圖

  在本文中，作者通過調控乳化劑、催化劑用量，制備了五批不同PEDOT分子量的PEDOT:PSS導電聚合物P-UL、P-L、P-M、P-H、P-UH，將其作為空穴傳輸層組裝PBDB-T:ITIC有機光伏器件（如圖3所示）。研究發(fā)現(xiàn)，隨著分子量的增加，PEDOT摻雜度和薄膜相分離程度逐漸增加，導致空穴傳輸層由近乎絕緣（7.70×10^-7 S cm^-1）向弱電導性（1.14×10^-4 S cm^-1）及高電導性（7.72×10^-4 S cm^-1）轉變，器件效率因此實現(xiàn)~0到1.32%及9.91%的跳躍（如圖3所示）。隨著分子量進一步提高，空穴傳輸層電導率提升幅度變小，然而其粗糙度增加引起的載流子復合效應逐漸凸顯，使得載流子收集效率達到峰值，器件效率達到飽和10.36%。以上結果彰顯了PEDOT分子量的重要性，對導電聚合物的改性研究以及機光電器件的性能提升研究具有重要指導意義。

圖3 不同PEDOT分子量導電聚合物的制備、光電性質、形貌及有機光伏器件性能譜圖

  該研究成果以”The importance of the molecular weight of PEDOT hole transporting materials for efficient organic solar cells”為題，并作為內封底文章發(fā)表于《Journal of Materials Chemistry C》（DOI: 10.1039/D0TC04372A）。論文的第一作者為武漢工程大學碩士研究生付清瑤，通訊作者為武漢工程大學汪鋒教授課題組青年教師李昱達。江漢大學陽仁強教授課題組在有機光伏器件制備與測試上提供了重要幫助。

圖4 Insert Back Cover（赤壁之戰(zhàn)、鐵索連環(huán)）

  原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D0TC04372A

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