導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理

聚合物分子導(dǎo)電應(yīng)具備的必要條件是：分子鏈應(yīng)該是一個(gè)大竹共軛體系(共軛雙鍵或共軛與帶有未成鍵P軌道的雜原子N、s等偶合)與金屬導(dǎo)電需要自由電子和供電子運(yùn)動(dòng)的軌道一樣，聚合物的導(dǎo)電也需要有電荷載體和可供電荷載體自由運(yùn)動(dòng)的分子軌道，由于大多數(shù)聚合物本身不具有電荷載體，導(dǎo)電聚合物的所必需的電荷載體是由”摻雜”過(guò)程提供的。研究了十八胺(ODA)及其與硬脂酸(SA)混合單分子膜在導(dǎo)電聚合物聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚b乙烯磺酸(PEDOT-PSS)膠體亞相上的成膜行為和復(fù)合LB膜在室溫下的電學(xué)性能。關(guān)于摻雜后導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理，目前比較成熟的觀點(diǎn).

主鏈具有共軛或大仃結(jié)構(gòu)的聚合物，在理想狀態(tài)下，電子在整個(gè)主鏈或共軛鏈段上離域，單體的分子軌道相互作用，g占有軌道形成價(jià)帶，D空軌道形在導(dǎo)帶，在不考慮熱運(yùn)動(dòng)及光躍遷時(shí)，價(jià)帶層完全充滿電子，導(dǎo)帶層全空，價(jià)帶層與導(dǎo)帶層之間存在能隙 ，因此它們的導(dǎo)電性通常很低，摻雜過(guò)程相當(dāng)于把價(jià)帶中的一些能量較高的電子氧化掉、從而產(chǎn)生空穴(陽(yáng)離子自由基)，其能量介于價(jià)帶層與導(dǎo)帶層之間，由于陽(yáng)離子自由基以極化周圍介質(zhì)的方式來(lái)穩(wěn)定自已，因此也稱為極化子。如果對(duì)共軛鏈進(jìn)行重?fù)诫s，則可能在極化分子的基礎(chǔ)上形成雙極化子或雙極子帶，極化子和雙極化子可能過(guò)雙鍵遷移沿共軛傳遞，從而使聚合物導(dǎo)電。上述導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理是建立在無(wú)機(jī)半導(dǎo)體價(jià)帶理論基礎(chǔ)之上的，雖然能夠很好的解釋導(dǎo)電聚合物的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但是是否完全真實(shí)反映了導(dǎo)電聚合物的機(jī)理尚待進(jìn)一步研究。2)與PSSH溶液混合，在混合溶液中加入堿(包括氫y化鉀，氫y化鈉，氫氧化鈣，氫y化鋇)，攪拌得到藍(lán)色的混合液。

PEDOT:PSS的應(yīng)用領(lǐng)域:化學(xué)生物傳感器

  PEDOT/PSS復(fù)合材料作為傳感材料具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可逆，電化學(xué)活性好，生物兼容性好，且能與不同制備方法相結(jié)合，與不同材料共聚復(fù)合等優(yōu)點(diǎn)。

PEDOT:PSS的應(yīng)用領(lǐng)域:防腐涂層

  PEDOT/PSS涂層結(jié)合了導(dǎo)電性、環(huán)境穩(wěn)定性及可逆的氧化還原特性等物理化學(xué)性能，能夠使金屬表面發(fā)生活性鈍化，催化生成致密氧化鈍化膜，有效屏蔽腐蝕介質(zhì)，避免與金屬基體的進(jìn)一步接觸。

  PEDOT:PSS涂層具有導(dǎo)電性強(qiáng)、成膜質(zhì)量好、透明度好、光學(xué)對(duì)比度高、穩(wěn)定性高、附著力強(qiáng)、膜顏色易變、循環(huán)和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，一直是本征型導(dǎo)電涂料領(lǐng)域的研究核心，相信隨著社會(huì)要求的不斷提高以及研究的不斷深入，其應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展。

PEDOT：PSS廣泛用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC），是的空穴傳輸層（HTL）。然而，與傳統(tǒng)的平面PSC（壓區(qū)）相比，基于PEDOT：PSS HTL的反向平面PSC通常表現(xiàn)出高達(dá)200 mV的電壓損耗。

SEM，AFM和XPS測(cè)量表明，CsI通過(guò)與PbI2反應(yīng)形成CsPbI3來(lái)改變PEDOT：PSS和鈣鈦礦之間的界面，從而促進(jìn)界面接觸和電荷傳輸。

在CsI-修飾（CsI-PEDOT：PSS）之后，PEDOT：PSS的空穴傳輸性質(zhì)和空穴提取得到增強(qiáng)，而能級(jí)更有利并且電荷復(fù)合得到抑制。

 與原始PEDOT：PSS相比，它遭受大的非輻射復(fù)合損耗（0.375 V），CsI-PEDOT：PSS使器件實(shí)現(xiàn)了令人印象深刻的低非輻射電壓損耗（僅0.287 V）。

使用CsI-PEDOT：PSS的反向PSC顯示出小的電壓損失并實(shí)現(xiàn)高VOC（1.084 V），的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）為20.22％，并且沒(méi)有滯后現(xiàn)象，而沒(méi)有CsI的參考組顯示效率僅為16.57％。