Highly Conductive PEDOT:PSS Treated with Formic Acid for ITO-Free Polymer Solar Cells

Abstract

We proposed a facile film treatment with formic acid to enhance the conductivity of poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) by 4 orders of magnitude. The effect of formic acid concentration on conductivity was investigated; conductivity increased fast with increasing concentration up to 10 M and then increased slightly, the highest conductivity being 2050 S cm(-1) using 26 M concentration. Formic acid treated PEDOT:PSS films also exhibited very high transmittances. The mechanism of conductivity enhancement was explored through SEM, AFM, and XPS. Formic acid with its high dielectric constant screens the charge between PEDOT and PSS bringing about phase separation between them. Increased carrier concentration, removal of PSS from the film, morphology, and conformation change with elongated and better connected PEDOT chains are the main mechanisms of conductivity enhancement. ITO-free polymer solar cells were also fabricated using PEDOT:PSS electrodes treated with different concentrations of formic acid and showed equal performance to that of ITO electrodes. The concentrated acid treatment did not impair the desirable film properties as well as stability and performance of the solar cells.

Recent Progress on the Long‐Term Stability of Perovskite Solar Cells

“…PEDOT:PSS is the generally adopted HTL 136. However, this hygroscopic nature of PEDOT:PSS limits the long‐term stability of inverted PVSCs 137.…”

Формирование И Исследование Композитных Прозрачных Электродов Поли(3, 4-Этилендиокситиофен) Полистиролсульфонат/Одностенные Углеродные Нанотрубки

“…• C, 10 min) и обрабатывались муравьиной кислотой (CH 2 O 2 ) в течение 15 s [7] с последующей сушкой (60…”

“…1, b, вставка), обусловленную выно-сом полимерной фазы на периферию высыхающей капли коллоидного раствора -эффект капли кофе. Обработка композита в муравьиной кислоте приводит к частичному вымыванию диэлектрической полимер-ной составляющей, солюбилизирующей PEDOT, -полистиролсульфо-ната [7] -и набуханию PEDOT : PSS, сопровождающему сглаживанием рельефа композитной пленки (рис. 1, b).…”

“…Это может быть вызвано увеличением концентрации носителей, приводящим к сдвигу плазменной частоты в коротковолно-вую область спектра и уменьшению ширины окна прозрачности. Таким образом, помимо эффектов, связанных с удалением PSS, наблюдает-ся также эффект допирования [7]. Похожие изменения в пленках PEDOT : PSS провоцируют и другие жидкости с высокой диэлектриче-ской проницаемостью: метанол [7], диметилсульфооксид.…”

“…Таким образом, помимо эффектов, связанных с удалением PSS, наблюдает-ся также эффект допирования [7]. Похожие изменения в пленках PEDOT : PSS провоцируют и другие жидкости с высокой диэлектриче-ской проницаемостью: метанол [7], диметилсульфооксид.…”