一种低腐蚀性高导电PEDOT：PSS材料及其制备方法与应用与流程

本发明属于导电高分子材料领域，具体涉及一种低腐蚀性高导电pedot：pss材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(pedot:pss)由于其突出的导电性、优异的环境稳定性、在可见光范围内有着极高的透光率，在储能、传感器、涂层、有机效应晶体管、光伏电池和oled发光器件等方面得以广泛应用。然而pedot：pss水溶液具有强酸性，ph值<3.0，如广泛使用的heraeus的商业化产品clevios™ ph 1000的ph值为1.5 - 2.5。 直接使用对器件具有较大腐蚀性，使用过程中器件性能衰减严重，严重影响使用稳定性及寿命。因此，有必要对酸性pedot:pss溶液进行改性处理，以减少设备退化并延长使用寿命。中和酸性pedot:pss的常见方法是碱处理，近期研究表明，强碱如naoh、koh、lioh和胍被用来有效中和酸性pedot:pss溶液。然而，这伴随着导电性显著下降。此外，中和溶液还通过温和碱性物质氨水和咪唑处理制备，可以缓解pedot:pss的酸性腐蚀，一定程度上改善了兼容性和器件效率，但目前的处理方法是已牺牲pedot：pss导电性为前提的。开发对pedot：pss材料导电性能影响小，进一步改善期间稳定的性材料及制备方法，仍然具有迫切的需求和意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服pedot：pss酸性腐蚀问题同时、解决导电性恶化及器件稳定差的难题，发明了一种低腐蚀性高导电pedot：pss材料及其制备方法与应用。

2、为了实现以上目的，采取的技术方案：具体如下：

3、一种低腐蚀性高导电pedot：pss材料，其特征为pedot：pss分散液为100份，非还原性质子亲和剂0.01-3份。

4、优选的pedot：pss分散液的溶剂为水和水溶性有机溶剂，其中pedot：pss的固含量为1.5-5%，有机溶剂为2-10%，其余为水；其中有机溶剂为乙二醇、二甲基亚砜、丙三醇一种或几种混合物。

5、所述低腐蚀性高导电pedot：pss材料，所涉及的非还原性质子亲和剂为通式（i）所表示的芳基杂环磷酸咪唑盐、通式（ii）所表示的烷基次磷酸咪唑盐、通式（iii）所表示的烷基磺酸咪唑盐,

6、

7、一种或几种混合物，其中通式（i）中的r1、r2、r3、r4各自独立且为h或c1-c18含直链或支链烷基、环烷基或芳香基，r5为h或c1-c6的直链或支链烷基、环烷基或芳基，r6 、r7、r8、r9、r10各自独立且为h或c1-c30含直链或支链烷基、环烷基或芳香基；通式（ii）中的r1、r2、r7、r8、r9、r10各自独立且为c1-c30含直链或支链烷基、环烷基或芳香基；通式（iii）中的r1、r7、r8、r9、r10各自独立且为c1-c30含直链或支链烷基、环烷基或芳香基。

8、优选的低腐蚀性高导电pedot：pss材料ph为3.0-7.0，分散粒径20-100nm，更优选的ph为3.0-5.0，分散粒径30-80nm。

9、所述低腐蚀性高导电pedot：pss材料的制备方法，其步骤为：（1）将非还原性质子亲和剂溶于有机溶剂制备1-10%溶液，将该溶液滴入的100份pedot：pss分散液，非还原性质子亲和剂0.01-3份；（2）将上述分散液进行高压均质处理，压力为50-150mpa，循环次数8-20次，温度控制5-15℃，优选压力100mpa、循环次数10次，温度控制10℃。

10、所述低腐蚀性高导电pedot：pss材料在固态电容器、超级电容器、柔性有机太阳能电池和有机发光器件中的应用。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用非还原性质子亲和剂控制pedot：pss的质子掺杂，降低pedot：pss酸性，减小其腐蚀性作用。本发明的pedot：pss材料导电性得到大幅度提高。该材料应用于固态电容器、超级电容器、柔性有机太阳能电池和有机发光器件中可以有效减少对极板腐蚀性的提高器件的性能延长使用寿命。该材料的制备方法简单、易操作、绿色、环保容易大规模实施。

技术特征：

1.一种低腐蚀性高导电pedot：pss材料，其特征为pedot：pss分散液为100份，非还原性质子亲和剂0.01-3份。

2.根据权利要求1所述低腐蚀性高导电pedot：pss材料，pedot：pss分散液的溶剂为水和水溶性有机溶剂，其中pedot：pss的固含量为1.5-5%，有机溶剂为2-10%，其余为水；其中有机溶剂为乙二醇、二甲基亚砜、丙三醇一种或几种混合物。

3.根据权利要求1所述低腐蚀性高导电pedot：pss材料，非还原性质子亲和剂为通式（i）所表示的芳基杂环磷酸咪唑盐、通式（ii）所表示的烷基次磷酸咪唑盐、通式（iii）所表示的烷基磺酸咪唑盐一种或几种混合物，

4.根据权利要求1-3任一所述低腐蚀性高导电pedot：pss材料，其特征为ph为3.0-7.0，分散粒径20-100nm。

5.根据权利要求1-3任一所述低腐蚀性高导电pedot：pss材料的制备方法，其步骤为：（1）将非还原性质子亲和剂溶于有机溶剂制备1-10%溶液，将该溶液滴入100份的pedot：pss分散液，非还原性质子亲和剂0.01-3份；（2）将上述分散液进行高压均质处理，压力为50-150mpa，循环次数8-20次，温度控制5-15℃。

6.根据权利要求1-4任一所述低腐蚀性高导电pedot：pss材料在固态电容器、超级电容器、柔性有机太阳能电池和有机发光器件中的应用。

技术总结
本发明属于导电高分子材料领域，具体涉及一种低腐蚀性高导电PEDOT：PSS材料及其制备方法与应用。针对现有技术不足，通过非还原性质子亲和剂调控PEDOT：PSS的质子掺杂程度及聚集态结构，实现PEDOT：PSS材料的低腐蚀性性和高导电性，该材料应用于固态电容器、超级电容器、柔性有机太阳能电池和有机发光器件中可以有效减少对极板腐蚀性的提高器件的性能延长使用寿命，该材料的制备方法简单、易操作、绿色、环保容易大规模实施。

技术研发人员：张凯,罗漂,危兰兰,尹昱澄,刘玉飞,何敏,于杰,秦舒浩,王醴均,张翔
受保护的技术使用者：贵州省材料产业技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2025/3/18