一种高导电PEDOT电极的制备方法

本发明属于导电高分子材料，尤其是涉及一种高导电pedot电极的制备方法。

背景技术：

1、导电聚合物既具有聚合物的易加工和机械柔性又有金属的高导电性特点，在新兴电子和光电领域中作为可印刷电极引起了极大的关注。聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(pedot)凭借其优异的性质如：高导电率、高稳定性、高透过率和易加工性引起了广泛的关注。这些特性也使得其能够成功应用于电子和光电领域。pedot可以由3,4-亚乙基二氧噻吩(edot)单体聚合得到。目前pedot的聚合方法主要有两种：化学聚合和电化学聚合。与氧化化学聚合法相比，电化学聚合有一定的局限性：1)对于基底有特殊的要求，必须是要导电的；2)合成的pedot的电导率没有氧化化学聚合得到的高。

2、目前所用的柔性透明电极主要有无机金属氧化物(i to)、碳材料(石墨烯)、有机聚合物(pedot:pss)。i to本身的价格较高，而且其柔性有限，所以寻找能够替代i to的柔性透明电极是目前柔性电子器件领域亟待解决的问题。导电聚合物pedot:pss在柔性有机光伏器件中常被用作i to的替代电极。然而，目前未经处理的商业化pedot:pss膜的导电率低于1s cm-1，较高的方阻仍然限制其在光电子器件中的应用。商业化的pedot:pss通常分散在水中，这对于在有机活性层上的加工存在一定的影响，而且还影响器件的长期稳定性。因此，开发低成本，高导电率，高透过率的pedot柔性电极，对于实现柔性有机电子器件的产业化至关重要。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题而提供一种高导电pedot电极的制备方法，利用共溶剂及氧化剂浓度控制聚合速度，实现低成本，高导电率，高透过率的pedot柔性电极的开发。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种高导电pedot电极的制备方法，具体包括以下步骤：

4、(1)将一定比例的醇溶剂与三嵌段共聚物peg-ppg-peg混合；

5、(2)在上述混合液中加入氧化剂，进行超声溶解；

6、(3)加入3，4-乙烯二氧噻吩(edot)单体，摇匀后通过旋涂、刮涂或喷涂方式在基底上制膜；

7、(4)加热使edot聚合成pedot，最后在醇溶液中洗去未聚合的单体和氧化剂，烘干得到pedot导电膜。

8、优选的，所述醇溶剂可以为甲醇、乙醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇中的任意一种或多种。所选醇溶剂有利于氧化剂的溶解，促进反应的进行。

9、优选的，所述醇溶剂与三嵌段共聚物peg-ppg-peg的质量比为醇:peg-ppg-peg＝1:1～5:1。三嵌段共聚物的加入，有利于调节溶液的粘度，从而改善所制备的pedot导电膜的厚度和透过率。

10、优选的，所述氧化剂为三氯化铁水合物、硫酸铁、对甲基苯磺酸铁、三氟甲磺酸铁中的任意一种。

11、优选的，所述氧化剂的浓度为0.1～1mol l-1。氧化剂浓度过低不利于反应的进行，过高时聚合反应速度过快极易在溶液中生成不溶的固体pedot。

12、优选的，所述edot单体的体积比为1:100～1:20。edot单体浓度影响反应的速率与pedot电极的表面粗糙度和膜厚。

13、优选的，所述基底为玻璃、柔性pet、柔性pen中的任意一种。

14、优选的，所述加热使edot聚合成pedot的加热温度控制在80-120℃，加热时间控制在5-10min。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

16、1、制备方法简便，反应条件温和。

17、2、导电率、透光性可调节。

18、3、成本较低，适用于工业化生产，具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种高导电pedot电极的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种高导电pedot电极的制备方法，其特征在于，所述醇溶剂可以为甲醇、乙醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇中的任意一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种高导电pedot电极的制备方法，其特征在于，所述醇溶剂与三嵌段共聚物peg-ppg-peg的质量比为醇:peg-ppg-peg＝1:1～5:1。

4.如权利要求1所述的一种高导电pedot电极的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为三氯化铁水合物、硫酸铁、对甲基苯磺酸铁、三氟甲磺酸铁中的任意一种。

5.如权利要求1所述的一种高导电pedot电极的制备方法，其特征在于，所述氧化剂的浓度为0.1～1mol l-1。

6.如权利要求1所述的一种高导电pedot电极的制备方法，其特征在于，所述edot单体的体积比为1:100～1:20。

7.如权利要求1所述的一种高导电pedot电极的制备方法，其特征在于，所述基底为玻璃、柔性pet、柔性pen中的任意一种。

8.如权利要求1所述的一种高导电pedot电极的制备方法，其特征在于，所述加热使edot聚合成pedot的加热温度控制在80-120℃，加热时间控制在5-10min。

技术总结本发明涉及一种高导电PEDOT电极的制备方法，属于导电高分子材料技术领域。本发明的制备方法包括：先将醇溶液与三嵌段共聚物PEG‑PPG‑PEG以特定比例混合，加入氧化剂后进行超声溶解，加入3，4‑乙烯二氧噻吩(EDOT)单体，摇匀后通过旋涂、刮涂或喷涂成膜，加热使EDOT聚合成PEDOT，最后在乙醇溶液中洗去未聚合的EDOT单体和氧化剂，烘干得到PEDOT导电膜。本发明所得到PEDOT导电薄膜具有电导率高、透过性好的特点。技术研发人员：金英芝,李在房,杨晓明,刘岩峰,苏振,尹新星,宋嘉兴,胡林受保护的技术使用者：嘉兴学院技术研发日：技术公布日：2024/10/10