石墨烯掺杂PEDOT：PSS纳米复合薄膜的制备

工程科学与技术，国际期刊19（2016）1216全长文章石墨烯掺杂PEDOT：PSS纳米复合薄膜的制备Firuze Soltani-kordshuli，Fatemeh Zabihi，Morteza Eslamian*甘肃大学-上海交通大学联合研究院，上海200240A R T I C L E I N F OA B S不 R 一C T文章历史记录：2015年11月29日收到2016年1月212016年2月13日接受2016年3月29日在线发布保留字：石墨烯PEDOT：PSS薄膜薄膜电导率喷涂基板振动辅助喷涂光伏太阳能电池纳米复合本文首次报道了采用常规和基底振动辅助超声喷涂（SVASC）成功制备高导电透明石墨烯掺杂PEDOT：PSS复合薄膜。为了抑制与喷雾含有石墨烯的前体溶液相关的挑战，通过超声处理使石墨烯片破裂，并使用异丙醇（IPA）将其均匀分散并稳定在PEDOT：PSS水溶液阐明了用IPA分散石墨烯在PEDOT：PSS水溶液中的机理石墨烯掺杂的PEDOT：PSS薄膜的最大电导率为298 S.cm−1，与原始的PEDOT：PSS薄膜相比，其显示出十倍的增加，透明度与氧化铟锡（ITO）涂覆的玻璃相当。© 2016 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CC下的开放获取文章BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍PEDOT：PSS或（聚（乙烯-3，4-二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸））是一种导电的透明共聚物，广泛用于薄膜有机光电和光伏器件，作为空穴传输层（HTL），甚至作为透明阴极[1PEDOT：PSS可以很容易地在溶液中加工，并沉积在粗糙的导电表面（即氧化铟锡）上，作为表面平滑和保护覆盖层。PEDOT是导电聚合物，而PSS是不导电的，用于改善PEDOT在水溶液中的分散。PEDOT：PSS水溶液是由富含PEDOT的核或链组成的分散胶束的悬浮液，通常被富含PSS的涂层或壳包围[4]。在浇铸和干燥时，胶束转化为缠结在连续PSS基质中的导电PEDOT的互连颗粒或链[5]。PEDOT：PSS薄膜的光电性能，如电导率和功函数，取决于PEDOT和PSS链段的尺寸、形态、纳米结构、排列和互锁PEDOT：PSS的纳米结构可以通过溶剂处理和包合等化学方法来* 通讯作者。联系电话：+86 21 3420 7249，传真：+86 21 3420 6525。电子邮件地址：Morteza. sjtu.edu.cn，Morteza. gmail.com（M.Eslamian）。由Karabuk大学负责进行同行审查盐和酸[5-12]，通过通过溶剂处理的电导率增强是由于在聚合物链中诱导过量的离子电荷[12]。用中性杂化物（例如两性离子）处理PEDOTT：PSS薄膜是另一种增强薄膜导电性的方法[8]。两性离子能够释放正电荷或负电荷，这取决于周围的介质。这些额外的电荷施加在PEDOT和PSS之间，并增加电导率。向PEDOT：PSS中加入典型的离子盐（如CuBr2、InI3和CuCl2）或高极性有机溶剂（如二甲基亚砜（DMSO）或乙二醇（EG））也可以提高电导率。水介质中的离子解离导致PSS链断裂和PEDOT链段释放，增加溶液中的电荷密度，从而增加固体膜中的电荷密度[10]。我们最近研究了长链叔胺（[（C18H37）N（CH2CH2O）nH（CH2CH2O）mH，（n + m = 15）]，简称-将其作为PEGO添加到PEDOT：PSS水溶液中，其中实现了电导率、透射率和润湿性的改善[5]。将PEGO添加到PEDOT：PSS中导致PEDOT：PSS膜中的正http://dx.doi.org/10.1016/j.jestch.2016.02.0032215-0986/©2016 Karabuk University. 出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。出版社：Karabuk University，PressUnit ISSN （印刷版）：1302-0056 ISSN（在线）：2215-0986 ISSN（电子邮件）：1308-2043主 办可 在 www.sciencedirect.com上 在 线ScienceDirect可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：http://www.elsevier.com/locate/jestchF. Soltani-kordshuli等人/工程科学与技术国际期刊19（2016）121612231217溶剂和热处理工艺是成功的，但通常昂贵，复杂和环境不利。因此，目前的工作集中于通过石墨烯掺杂来改善PEDOT：PSS薄膜的纳米结构和薄膜通过喷涂和基材振动辅助喷涂（SVASC）工艺以单步、快速和可扩展的工艺制造。石墨烯是高度导电的，其中其导电性由其晶格结构和取向、堆叠的碳片的数量作为最突出的特征，石墨烯掺杂的PEDOT：PSS膜的能级可以被调节，使得它们适合于光伏应用。此外，通过石墨烯和碳纳米管（CNT）掺杂有机薄膜导致膜稳定性的改善，这是由于此类碳基无机材料的低化学活性。除了优异的光电性能外，CNT和石墨烯掺杂的PEDOT：PSS薄膜还具有优异的机械性能，包括耐磨性和硬度[16]。在下文中，报道了关于石墨烯的制造的结果掺杂的PEDOT：PSS薄膜。Yoo等人[14]将PEDOT引入石墨烯/PSS水溶液中，使所得溶液进行原位聚合。然后将所得聚合物溶液纺丝并退火以制备功能复合薄膜，随后用于染料合成太阳能电池中，其中与使用未掺杂的PEDOT：PSS薄膜制备的电池相比，实现了器件功率转换效率提高21%在另一项研究中，使用石墨烯和石墨烯量子点作为掺杂剂旋转铸造PEDOT：PSS[19]，其中观察到电导率的显著改善，但透明度略有降低。Lin等人[17]使用石墨烯掺杂的PEDOT：PSS制造了聚合物发光二极管。首先合成氧化石墨烯，然后与PEDOT：PSS溶液混合，然后进行热还原过程以将氧化石 墨烯 还原 为石 墨烯 。 随着 石 墨烯浓度的增 加， 空穴注入PEDOT：PSS层的电导率单调增加。Hong等人[15]制造了石墨烯掺杂的PEDOT：PSS薄膜，其透光率为80%，具有高电催化活性。用该复合膜制备的染料合成太阳能电池的能量转换效率达到4.5%。在所有上述工作中，使用旋涂作为制造方法是分批工艺和实验室规模的方法。有机太阳能电池技术的可持续发展需要应用可扩展的技术，例如用于这种溶液处理层的快速、卷对卷和低成本制造的喷涂[30]。据我们所知，并无关于制造掺杂石墨烯（及CNT）的喷涂式PEDOT：PSS薄膜这可能是由于喷雾分散在PEDOT：PSS溶液中的这种颗粒的困难。在这项工作中，因此，我们报告了通过喷涂和喷涂的改进版本，即，超声基底振动辅助喷涂（SVASC）[26在基底上施加受控的超声振动可以显著改善PEDOT：PSS膜的均匀性、纳米结构和导电性[31]。2. 实验程序2.1. 材料制备和方法原始PEDOT：PSS水溶液，由1.3重量%分散在水中的商品PEDOT：PSS（0.5%PEDOT：0.8%PSS），溶液电导率为1，购自美国Sigma-Aldrich。S.cm由7-10层片组成的石墨烯颗粒98%，氧含量为1%（没有其它官能团），电导率为105 S.cm-1，购自恒秋石墨烯科技苏州有限公司，Ltd.上海，中国. 纯度为99.7%的分析级IPA购自上海凌丰化学试剂有限公司，Ltd.，Shanghai，China.与在表面活性剂或添加剂的帮助下混合石墨烯和PEDOT：PSS水溶液的Hong等人[15]和Du等人[32]不同，在本研究中，石墨烯分散在IPA中形成稳定的悬浮液，而不必使用表面活性剂[33]。为了制备石墨烯在IPA中的悬浮液，将Ig石墨烯添加到IOmL IPA中，超声处理两小时以破坏大的石墨烯片。然后使用0.45 μm PTFE过滤器过滤所得混合物。48小时后获得的滤液为黑色。通过测量等体积的纯IPA和滤液溶液之间的重量差，简单地计算滤液溶液中IPA中石墨烯的质量比为4.2%。然后将石墨烯/IPA混合物因此，假定原始PEDOT：PSS水溶液的浓度为1.3重量%，推断石墨烯和PEDOT：PSS固体内容物在水和IPA溶剂中的浓度约为2.27重量%。在超声波浴中用洗涤剂和去离子水清洗基板（裸玻璃; 25 mm ×25 mm × 2.5 mm），在真空炉中干燥并在紫外线清洁器中清洁。喷雾热解/涂覆设备（HolmarcOpto-MechatronicsPvt. 有限公司、型号HO-TH-04，印度）用于制备喷涂薄膜。该机器使用超声波喷嘴，在喷嘴出口处产生平均尺寸为50 μm的液滴，喷嘴超声波振动频率为40 kHz。超声雾化的液滴通过载体空气在中等压力下平稳地运送到基底，0.3 MPa，以避免液滴在空气中飞散并飞溅到基板上。连接到超声波喷嘴头的2D移动臂控制喷嘴尖端的方向和速度横向喷嘴速度（在本研究中为50mm/s）、喷嘴移动范围、PEDOT：PSS溶液流速（在本研究中为5 ml/min）和连续喷雾通过次数（在本工作中为6次喷雾通过）由喷雾涂布机软件控制和监测。喷嘴尖端和基板之间的垂直距离设定为30 mm。在选定的实验中，将安装在金属盒的顶侧内的超声换能器（40 kHz）超声换能器的功率由信号发生器（Clangsonic，SONOCLG MS600，中国）控制。为了在喷涂过程中控制基底温度，将超声换能器保持在80 °C的水浴中。将喷涂后的薄膜在80 °C的真空炉中退火30分钟。所有样品至少制备三份。图1示出了用于对所选样品施加振动的喷涂机和超声换能器盒2.2. 分析和表征使用共焦激光扫描显微镜（CLSM ，型号LMS700，Zeiss，Germany）使用光学和激光模式获得形貌图像和厚度值。采用CLSM激光图像在400 μm × 600 μm的视场内进行厚度测量。使用CLSM测量薄膜厚度的详细信息可以在Wang等人[5]和Wang和Eslamian[31]中找到。值得注意的是，喷涂膜的表面通常与旋涂膜的表面一样粗糙[34]。因此，此处报告的喷涂膜厚度是在膜表面的不同点处进行的20次测量的平均值。CLSM在20倍放大率和视场下的光学图像 的 视图 采用700 μm × 500 μm的扫描电镜观察薄膜的表面形貌。高分辨率和放大图像，300微米1218F. Soltani-kordshuli等人/工程科学与技术，国际期刊19（2016）12161223（一）（b）第（1）款Fig. 1. 喷涂实验装置：（a）喷涂机，包括热板、喷嘴和数据采集系统;（b）超声振动传感器盒（左）和信号发生器（右）。使 用 原 子 力 显 微 镜 （ AFM ， 型 号 Dimension 3100 ， VeecoInstruments Inc.，USA）。利用AFM图像，得到了样品的均方根（RMS）局部表面粗糙度通过线性4点探针技术沿着薄膜表面上的几条6 mm长的线进行电导率测量使用UV分光光度计（LAMBDA650 UV/Vis Spectrophotometer，PerkinElmer，USA）获得制备的薄 膜 的 UV-Vis 透 射 光 谱 。 使 用 XRD 分 析 仪 （ D8- FABLINE ，Buker，USA）获得薄膜的X射线衍射（XRD）晶体学图谱。使用粒度分析仪（Coulter LS 130，Beckman Coulter Ltd.，USA）。进行傅里叶变换红外（FTIR，Thermo Scientic，Nicolet-50 FT-IRSpectrometer，USA）光谱以追踪前体溶液中的石墨烯。3. 结果和讨论视觉上发现，石墨烯分散在IPA中，比分散在水和二甲基甲酰胺（DMF）中更有效，形成深色均匀悬浮液（图2a）。图1b显示了过滤后IPA中的石墨烯颗粒尺寸分布通过滴铸石墨烯/IPA混合物制备薄固体膜，并通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）和原子力显微镜（AFM）表征所得膜，研究了过滤后石墨烯在IPA中的分布状态（图11）。 2c和d）。值得注意的是，一些石墨烯颗粒大于所用过滤器（0.45 μm PTFE）的尺寸，表明由于静电力的存在，存在一定程度的颗粒DMFIPA水(a)（b）第（1）款(c)（d）其他事项图二. （a）分散在各种溶剂中的石墨烯粉末的图片;（b）使用0.45 μm过滤器过滤后石墨烯的粒度分布;（c）和（d）由石墨烯在IPA中的分散体浇铸的膜的激光显微镜和AFM高度图像AFM图像为10 μm × 10 μm。F. Soltani-kordshuli等人/工程科学与技术，国际期刊19（2016）121612231219表1实验运行和在IPA存在下制备的喷涂PEDOT：PSS薄膜的测量的膜厚度（η）、粗糙度（ε）和电导率（σG =石墨烯。运行掺杂剂P（w）f（kHz）η（nm）ε（nm）σ（S·cm−1）1a–––3903.324.12–––4105.529.33G––2807.7284.34G5402005.1298.15G10402308.5106.9a在运行1中，不使用IPA（原始PEDOT：PSS）。表1列出了在这项工作中进行的5次实验运行，并总结了在各种功率和基板振动频率下制造的掺杂和未掺杂PEDOT：PSS薄膜的薄膜厚度、粗糙度和电导率的结果表1所示的结果将结合图1和图2所示的薄膜拓扑图像进行解释。3和4在图3中，研究了添加IPA和石墨烯对使用常规喷涂（没有施加基底振动）制备的PEDOT：PSS膜的形态的影响。AFM图像集中在薄膜的一个小鉴于每个撞击喷雾液滴的尺寸通常很大（数十微米），光学图像可以提供对喷雾膜整体质量的洞察。根据表1，向PEDOT：PSS溶液中添加IPA导致电导率增加;然而，膜变得不均匀，表面缺陷增加，如添加IPA时表面粗糙度显著增加所证实的（表1的表1和表2）。在我们之前的工作中，通过低表面张力IPA处理PEDOT：PSS溶液被认为有利于液体铺展和润湿[28]。另一方面，此处观察到的IPA夹杂物对膜质量的不利溶液浓度的降低导致薄膜粗糙度的增加，如之前所观察到的[34]。向PEDOT：PSS溶液中加入IPA导致的电导率增加可能是由于有机溶剂产生的向PEDOT：PSS + IPA中添加高度结晶性的石墨烯掺杂剂导致进一步的导电性的增强（表1的运行3）以及膜完整性和机械强度的改善（图3）。分散的石墨烯片可以作为薄膜中的桥梁或互连如表1所示，将石墨烯引入到聚合物PEDOT：PSS中导致膜电导率增加10倍。这是由于石墨烯的导电性非常高。表1还表明，与未掺杂的PEDOT：PSS膜相比，石墨烯掺杂的PEDOT：PSS膜的粗糙度显著增加，这归因于可能从表面突出的相对大的附聚的掺杂剂颗粒的存在。尽管掺杂剂混合在混合物中并且在膜形成过程中倾向于沉降，但仍预期一些颗粒在膜表面上，从而导致膜粗糙度增加。如引言所述，我们开发并测试了 一种改良版的喷涂工艺，其中受控和低功率的超声波振动施加在基底上，以改善薄膜的均匀性和纳米结构。当应用于原始PEDOT：PSS溶液时，发现该方法非常成功，其中实现了膜电导率和均匀性的显著增加。然而，发现高功率超声振动对所得固体膜的质量和完整性产生不利影响[28]。我们最近未发表的理论和实验结果表明，施加的振动改善了前体的混合、干燥和蒸发速率，但垂直振动总是有不稳定的影响，而横向振动倾向于改善膜的稳定性。在此，同时对复合PEDOT：PSS膜施加垂直和横向超声振动，以试图抑制掺杂剂颗粒的团聚并进一步增加电导率，并改善膜的均匀性和纳米结构。实验条件和薄膜特性列于表1，薄膜表面形貌如图4所示。表1和图4的结果证实，与通过常规喷涂制备的膜（运行3）相比，在40 kHz的频率下施加5 W的低功率振动增强了石墨烯掺杂的PEDOT：PSS薄膜（运行4）膜粗糙度也由于施加的振动而显著降低。应当注意350微米(a) 运行1（b）运行2（c）运行3图三. 光学图像（上排）和AFM高度图像（下排）显示了IPA和石墨烯添加到原始PEDOT：PSS溶液中对使用常规喷涂（没有施加基底振动）制备的PEDOT：PSS膜的从（a）原始水溶液、（b）添加到原始溶液的IPA和（c）添加到原始溶液的石墨烯和IPA沉积的膜光学图像的视场为700 μm × 500 μm。注意，黑点是PEDOT：PSS杂质，而不是石墨烯颗粒。1220F. Soltani-kordshuli等人/工程科学与技术，国际期刊19（2016）1216-1223140微米(a) 运行4（P= 5 W）（b）运行5（P= 10 W）图四、在 施 加 于 衬 底 上 的 两 个 振 动 功 率 下 制 造 的 喷 涂 石 墨 烯 掺 杂 的 P E D O T ： P S S 薄 膜 的 光学（上排）和AFM（下排）形貌图像。光学图像的视场为700μm × 500 μm。导电性和均匀性的改善可能是由于适当施加的衬底振动导致的石墨烯的均匀分布将振动功率从5 W增加到10 W会使石墨烯掺杂的PEDOT ：PSS薄膜的质量和导电性劣化，类似于之前对原始PEDOT：PSS薄膜观察到的情况[28]。光学图像显示膜破裂和去湿的痕迹。图图5示出了原始的、IPA处理的、石墨烯掺杂的PEDOT：PSS膜和纯石墨烯的XRD图案。在所有PEDOT：PSS膜的图案中通常观察到原始PEDOT：PSS在23°处的低强度峰[12，15]。未掺杂的IPA处理的PEDOT：PSS的峰几乎相同并且与PEDOT： PSS的峰重叠。原始的PEDOT：PSS薄膜。对于石墨烯-PEDOT：PSS薄膜，叠加在PEDOT：PSS图案上的26°处的尖锐峰清楚地显示了石墨烯在PEDOT：PSS基质中的分散，并阐明了石墨烯对PEDOT：PSS薄膜的导电性的显著影响。图6比较了未掺杂和掺杂的PEDOT：PSS薄膜与在新兴太阳能电池中用作标准透明电极的ITO涂覆的玻璃除了通过常规喷涂制备的石墨烯掺杂的PEDOT：PSS膜（其显示出降低的透光率）之外，所有其他膜（包括通过基底振动辅助喷涂（SVASC）制备的石墨烯掺杂的PEDOT：PSS）均显示出降低的透光率。120001000080006000400020000石墨烯G掺杂的PEDOT：PSS，运行4原始PEDOT：PSS，运行1PEDOT：溶于IPA的PSS，运行210 20 30 40 50 602θ（°）100908070605040原始PEDOT：PSS，运行1PEDOT：溶于IPA的PSS，运行2G掺杂的PEDOT：PSS，运行3具有振动的G掺杂PEDOT：PSS，运行4ITO350 550 750 950波长（nm）图五、石墨烯、原始PEDOT：PSS薄膜（运行1）、使用IPA作为共溶剂制备的PEDOT：PSS薄膜（运行2）和由SVASC制造的石墨烯掺杂的PEDOT：PSS（运行4）的XRD图案。图六、 各种喷涂PEDOT：PSS薄膜的UV-Vis透射光谱与ITO的一致。强度透射率%F. Soltani-kordshuli等人/工程科学与技术，国际期刊19（2016）121612231221石墨烯（氧化物）片PSSPEDOT图7.第一次会议。 石墨烯/IPA/PED 0 T：PSS/水混合物中的各种基团之间的所提出的化学相互作用导致石墨烯掺杂的PED 0 T：PSS的电导率的增加和石墨烯在PED 0 T：PSS基质中的均匀分散。本研究中使用的石墨烯片含有1%的氧。透明性与ITO相当。PEDOT：PSS薄膜的传输行为变化趋势与其他人报道的一致[35]。不同的透射水平由不同的膜结构、厚度和成分引起因此，与通过常规喷涂制备的石墨烯-PEDOT：PSS膜相比，由SVASC制备的石墨烯-PEDOT：PSS膜的优越的透射行为归因于由基底振动引起的膜中石墨烯的较低厚度和较好的均匀性和分布。在第2节中描述的用于制备石墨烯在IPA中的分散体的方法中，IPA充当允许石墨烯在IPA中稳定分散的多功能有机介质。由于石墨烯表面上的不饱和碳基团和氧，石墨烯可以比在水中更好地分散在有机溶剂中[33]。此外，IPA在水中的完全溶解性促进了前驱体溶液的均匀性。图7呈现了所提出的示意图，说明了石墨烯在IPA和PEDOT：PSS溶液中的分散机理，记住在该工作中使用的石墨烯含有小百分比的氧（1%）。由于石墨烯与IPA的长期共混和相互作用，IPA的-H基团被吸引到石墨烯（氧化物）表面上的氧。断裂的石墨烯片边缘处的不饱和碳也能够与IPA中的-OH基团键合。在与PEDOT：PSS水溶液混合后，这些-OH基团与PEDOT：PSS的亲水侧上的硫形成氢键，即，PSS。 换句话说，PSS在前体溶液中充当连接剂。这些分子间键促进石墨烯在溶液内的分散和悬浮，并有助于石墨烯掺杂的PEDOT：PSS的增强的导电性。为了进一步支持上述论点，图8显示了FTIR峰 的原始PEDOT：PSS、IPA/石墨烯和IPA/石墨烯/PEDOT：PSS溶液。1301、1164和1384 cm−1处的尖峰代表C-O伸缩，归因于C-O。 相互作用形成的氢键在IPA或水中，石墨烯表面与-OH基团之间的化学键合的1467 cm−1和1642 cm−1处的强尖峰是PSS中C=C键拉伸的特征，也是与分馏的边缘处的不饱和C-基团连接的-OH基团的拉伸。石墨烯片。在1642 cm-1处的尖峰可能是由于在石墨烯片边缘形成的高极性C=O（羧基）基团，通过在水或IPA中从-OH基团拉伸而在2216 cm−1的尖峰显示了涉及有机和无机溶剂的不饱和C-O-基团与-H之间的氢键的-OH的C-O或C-O2伸缩[36这种相互作用是石墨烯在IPA中以及因此在PEDOT：PSS溶液中完全和稳定分散的原因。值得注意的是，喷涂在自然界中是一个随机和瞬态过程[30]。因此，某些薄膜特性可能无法100%重现。从纳米尺度的角度来看，即使在相同条件下生产的所有样品也将具有不同的形态。例如，基材的特定点处的局部厚度不能通过铸造方法再现然而，从宏观的角度来看，考虑到膜的平均性质，喷雾的随机性质是可以容忍的。因为-140120100806040200500 750 100012501500175020002250 2500波数（cm-1）见图8。原始PEDOT：PSS、IPA/石墨烯/PEDOT：PSS和IPA/石墨烯溶液的FTIR光谱。8159451164138422161642IPA/石墨烯/PEDOT：PSSPEDOT：PSSIPA/石墨烯透射率（a.u）1222F. Soltani-kordshuli等人/工程科学与技术，国际期刊19（2016）1216-1223在这种情况下，发现在横跨膜的几条线上平均的喷涂膜的电导率是一致的。在这项工作中，我们还试图通过喷涂制备CNT掺杂的PEDOT：PSS薄膜。然而，对过滤溶液和薄膜进行的分析显示，与破碎成适合于喷涂的小片的石墨烯片不同，CNT在超声处理过程中没有破碎成短长度的管，因此，几乎所有CNT含量在过滤过程中被去除。这归因于CNT的高使用含有大颗粒的前体可能导致喷嘴的不稳定操作，或者颗粒可能分离并堵塞喷嘴。4. 结论采用基底振动辅助喷涂法（SVASC）制备了高导电、透明的石墨烯掺杂PEDOT：PSS复合薄膜。与通过常规喷涂制备的原始PEDOT：PSS薄膜相比，由SVASC制备的石墨烯掺杂的PEDOT：PSS薄膜的电导率通过将石墨烯预分散在有机溶剂（IPA）中来实现石墨烯在PEDOT：PSS溶液中的分散。这种方法消除了使用表面活性剂、有毒溶剂和热处理的需要通过常规喷涂沉积PEDOT：PSS薄膜导致不均匀且不太透明的石墨烯掺杂的PEDOT：PSS薄膜。在最佳振动功率（P= 5 W和f= 40 kHz）下使用SVASC导致形成最导电、透明和均匀的石墨烯掺杂的PEDOT：PSS薄膜。这是因为在基底上施加良好控制的超声振动可以改善润湿性、喷雾液滴的扩散和合并以及石墨烯片在液膜中的有效分散和分布。这也防止了在膜干燥和固化期间石墨烯聚集和分离。使用可扩展的SVASC制造高导电性石墨烯掺杂的PEDOT：PSS为复合聚合物导电膜在聚合物和钙钛矿太阳能电池中的大规模应用打开了机会之窗。确认本课题得到了上海市教委东方学者项目和作者希望感谢AminRahimzadeh帮助进行实验和分析有关施加衬底振动的数据。引用[1] S. Razza，F. Di Giacomo，F.马特奥奇湖Cina，A. L. Palma，S. Casaluci等人，基于气流辅助PbI 2刮刀涂层沉积工艺的Percent太阳能电池和大面积模块（100 cm2），J. 277（2015）286-291.[2] Q. 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