通過全涂層構建高效、穩定的有機太陽能電池（organic solar cells, OSCs）是一種非常理想的策略。聚（3, 4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT: PSS）是一種經典的導電聚合絡合物，廣泛用于全打印器件的空穴收集。然而，PEDOT: PSS通常分散在水中，并表現出強酸性，降低了器件的效率和穩定性。

基于此，華中科技大學周印華教授（通訊作者）等人報道了一種采用全氟化磺酸（perfluorinated sulfonic acid, PFSA）離聚物作為抗衡離子的醇分散制劑（表示為PEDOT: F）。PFSA離聚物具有兩個溶解度參數的特殊優勢，并且可以很好的分散在水或醇中，這使得作者能夠很方便的制備分散在醇中的PEDOT: F。同時，醇類分散體具有良好的潤濕性和低酸度，避免了水溶性PEDOT: PSS的缺點。因此，PEDOT: F可以有效地從高性能非富勒烯有機光伏活性層中收集空穴，并有助于展示具有高性能和良好運行穩定性的全涂層有機太陽能電池（OSCs）。基于PEDOT: F的完全可印刷有機光伏電池（從底部電極到頂部電極）的功率轉換效率（power conversion efficiency, PCE）為15%，在最大功率處跟蹤1330 h的連續光照下，可以保持初始效率的83%。

從底部電極到頂部電極的有機太陽能電池（OSCs）的全印刷或涂層對于實現低成本、高通量和大面積制備非常理想。然而，全印刷OSCs的性能和穩定性仍然落后于采用真空沉積金屬電極的器件，其功率轉換效率（PCEs）約為10%。其中一個關鍵的挑戰是在非富勒烯活性層和溶液處理的頂部電極之間缺乏穩定且高性能的可打印空穴傳輸層（HTL）。導電聚合物聚（3, 4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸鹽）（PEDOT: PSS）是一種廣泛使用的可打印HTL，具有高導電性、光學透明性和易于涂覆的優點，無需對所制膜進行苛刻的后處理。

綜上所述，作者制備了PEDOT: F的醇分散導電聚合物方法，并使用PEDOT: F作為HTL制造了高性能全涂層有機太陽能電池。通過使用PFSA離聚物作為抗衡離子來替代傳統的PSS抗衡離子，制備了醇分散的PEDOT: F。醇分散PEDOT: F避免了傳統水分散PEDOT: PSS長期存在的酸性、水分和去濕性缺點，而這些缺點是導致器件性能和穩定性差的關鍵因素。PEDOT: F可以非常有效且普遍地從有機活性層中提取空穴，包括富勒烯和非富勒烯，在常規和倒置配置中均具有深和低位的最高占據分子軌道能級。

完全可打印的電池在小面積（0.041?cm²）上顯示出15%的PCE，完全可打印的模塊在12.2 cm²的面積上顯示出超過13%的PCE，并具有良好的運行穩定性，在最大功率點跟蹤1330 h的連續光照下保持其初始效率的83%。醇分散的 PEDOT: F在加工和穩定性方面優于水性PEDOT: PSS，進一步拓寬導電聚合物在這些領域的應用，同時穩定高效的全涂層電池的展示將促進具有真空沉積電極的小面積實驗室電池通過高通量生產中的全印刷過渡到大面積模塊。

An alcohol-dispersed conducting polymer complex for fully printable organic solar cells with improved stability.Nature Energy, 2022, DOI: 10.1038/s41560-022-00997-9.

https://doi.org/10.1038/s41560-022-00997-9.