刘国栋 李靖 张美云 刘羽 罗宁宁

摘要：以水分散相的聚（3，4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸（ PEDOT ∶PSS ）为主体，二甲基亚砜（ DMSO ）和异丙醇（ IPA ）的二元溶液为掺杂溶剂，研究不同配比的混合溶液（ PEDOT ∶PSS+DMSO+IPA ）在涂布纸基上的棒涂成膜性，探究掺杂比例（ DMSO ∶IPA ）对成膜效果及其导电性的影响。利用不同质量分数的酸（对甲苯磺酸、盐酸、丙二酸和冰乙酸）和不同醇（甲醇、乙二醇、丙三醇和异丙醇）分别对 PEDOT ∶PSS 导电薄膜进行后处理，探究后处理对 PEDOT ∶PSS 导电薄膜导电性的影响，并从 PEDOT ∶PSS 主链结构、 PSS 基团的去除量和 PEDOT ∶PSS 结晶度3方面，分别探讨有机溶剂掺杂、酸/醇后处理提高导电薄膜导电性的机理。最终确定有机溶剂的掺杂比例并获得理想的纸基导电薄膜，明确其导电性的提高机理，为未来纸基材料在柔性电极中的使用提供理论依据和实例支持。

关键词：纸基电极;PEDOT ∶PSS ;后处理;导电性;棒涂

中图分类号：TS762.2文献标识码：A DOI：10.11981/j. issn.1000?6842.2021.04.25

导电聚合物因其机械柔性和易加工性在有机电子器件中作电极被广泛探讨，其中，聚（3，4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸（ PEDOT ∶ PSS ）成膜后具有较高的透明度、柔性，在空气中化学性质稳定，且可以通过传统溶液化方案实现大面积成膜，因此备受关注[1-4]。PEDOT 具有较高的电导率（可达550 S/cm），但其在水中难分散，因此需引入绝缘的 PSS 基团，使其在水中能够被良好分散。PSS 基团的引入降低了 PEDOT 的电导率（<1 S/cm ），从而限制了其在柔性电极领域的应用[5]。可以通过设计分子的化学链和高分子链的排列方式、掺杂等方式对其电学性能进行改善，从而满足其作为电极的高导电性要求。

有机溶剂（ 二甲基亚砜 （ DMSO ）、乙二醇（ EG ）、丙三醇（ GL ））掺杂可以提高 PEDOT ∶PSS 薄膜的导电性[6]，酸/醇溶液后处理同样可以有效提高 PEDOT ∶ PSS 薄膜的导电性[7-9]。当 PEDOOT ∶ PSS 溶液中掺杂……