PEDOT:PSS: Beda AI 4083, PH 1000, dan HTL Solar serta Cara Memilihnya

PEDOT:PSS adalah polimer konduktif yang paling banyak dipakai dalam riset elektronika organik. Bentuknya dispersi berbasis air, sehingga mudah dilapiskan dengan spin coating tanpa pelarut organik. Namun "PEDOT:PSS" bukan satu bahan: ada beberapa jenis dengan konduktivitas yang berbeda hingga jutaan kali lipat, dan setiap jenis dirancang untuk fungsi yang berbeda. Memakai jenis yang salah adalah penyebab umum perangkat yang tidak bekerja.

Artikel ini menjelaskan apa itu PEDOT:PSS, perbedaan jenis AI 4083, PH 1000, dan HTL Solar, serta cara menyimpan, melapiskan, dan memilihnya.

Apa itu PEDOT:PSS

PEDOT (poli(3,4-etilenadioksitiofena)) adalah polimer terkonjugasi yang menghantarkan listrik, tetapi tidak larut dalam air. PSS (polistirena sulfonat) berfungsi sebagai pasangan muatan sekaligus membuat PEDOT terdispersi stabil dalam air. Perbandingan PEDOT terhadap PSS, ukuran partikel, dan aditif menentukan sifat akhirnya: konduktivitas, fungsi kerja (work function), dan kemampuan membasahi permukaan.

Tiga jenis yang paling sering dipakai

Ketiga jenis di bawah ini adalah formulasi Clevios™ yang tersedia dari Ossila, semuanya ber-CAS 155090-83-8:

• AI 4083: lapisan transport hole. PEDOT:PSS 1:6 (w/w), sengaja dibuat berkonduktivitas rendah (0,0002 – 0,002 S/cm), dengan fungsi kerja tinggi 5,0 – 5,2 eV dan partikel halus (D50 80 nm). Dipakai sebagai lapisan transport hole pada OPV, OLED, serta sel perovskit organik dan inverted. Konduktivitas yang rendah justru diinginkan: lapisan ini menyalurkan hole secara vertikal tanpa menghubungkan piksel yang bersebelahan.
• PH 1000: elektroda transparan. PEDOT:PSS 1:2,5 (w/w) dengan fungsi kerja 4,8 – 5,0 eV. Dengan tambahan 5% dimetil sulfoksida (DMSO), lapisan keringnya mencapai 850 S/cm, dan dengan aditif seperti DMSO atau etilena glikol sheet resistance bisa turun hingga sekitar 300 Ω/sq. Dipakai sebagai pengganti ITO, elektroda atas semi-transparan, gate atas transistor, atau lapisan perata di atas permukaan kasar seperti FTO.
• HTL Solar: untuk permukaan yang sulit dibasahi. PEDOT:PSS 1:2,5 (w/w) dengan konduktivitas 0,1 – 1,0 S/cm dan fungsi kerja 4,8 – 5,0 eV. Kelebihan utamanya adalah daya basah yang lebih baik, sehingga cocok untuk sel OPV inverted, di mana PEDOT:PSS harus dilapiskan di atas lapisan aktif yang bersifat hidrofobik.

Cara memilih dengan cepat

• Butuh lapisan transport hole di atas ITO untuk OPV, OLED, atau perovskit p-i-n? Pilih AI 4083.
• Butuh elektroda transparan atau lapisan berkonduktivitas tinggi? Pilih PH 1000 dan tambahkan aditif peningkat konduktivitas.
• Lapisan PEDOT:PSS tidak menutup rata karena permukaan di bawahnya hidrofobik? Pilih HTL Solar.

Penyimpanan dan penanganan

• Simpan pada 3 – 5 °C dan jangan dibekukan; pembekuan merusak dispersi. Botol Ossila tahan cahaya dan dilengkapi indikator suhu.
• Bersifat asam (pH sekitar 1 – 2,5 tergantung jenisnya). Gunakan sarung tangan dan baca SDS. Keasaman ini juga dapat mengetsa ITO perlahan bila lapisan dibiarkan lama.
• Bawa ke suhu ruang dan aduk perlahan sebelum dipakai. Hindari mengocok kuat yang menimbulkan gelembung.

Melapiskan PEDOT:PSS dengan spin coating

1. Saring dispersi dengan filter syringe sebelum diteteskan untuk membuang agregat yang menyebabkan cacat film.
2. Siapkan substrat dengan pembersihan bertahap dan UV ozone agar dispersi berbasis air membasahi permukaan secara merata.
3. Spin coating pada kecepatan yang dikalibrasi untuk ketebalan yang Anda butuhkan. Ketebalan bisa diperiksa dengan profilometer, dan konduktivitasnya dengan four point probe.
4. Anil di hotplate untuk menguapkan sisa air sebelum lapisan berikutnya dilapiskan. Sisa air yang tertinggal dapat merusak lapisan di atasnya.

Prinsip spin coating dibahas lebih rinci di artikel spin coater, dan susunan sel perovskit yang memakai PEDOT:PSS di artikel sel surya perovskit.

PEDOT:PSS di AMI Scientific

Ossila PEDOT:PSS AI 4083, PH 1000, dan HTL Solar dalam kemasan 100 ml, serta kemasan lebih besar untuk AI 4083 dan PH 1000, tersedia di koleksi PEDOT:PSS. Untuk substrat dan alatnya, lihat kaca ITO dan FTO, spin coater, dan material OLED.

Ceritakan perangkat dan fungsi lapisan yang Anda butuhkan melalui WhatsApp, tim kami akan membantu memilih jenis yang tepat dan menyiapkan penawaran resmi atas nama institusi Anda.