小分子掺杂聚3，4-乙烯二氧噻吩基热电材料的制备及性能研究

发布时间：2020-12-06 13:07

　　聚合物热电材料作为一种新型能源材料,与无机热电材料相比,具有质轻、低成本、高柔性、高电导等优点,在热电领域具有广阔的应用前景。聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）作为目前性能最为优异的聚合物热电材料,受到了人们的广泛关注。相比于商用的PEDOT:聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）,小分子掺杂的PEDOT（S-PEDOT）具有空间位阻小、结构规整度高等特性,因此其具有更高的载流子迁移率、电导率和塞贝克系数,因而更适合作为热电材料的基材。然而,由于反应可控性差、依赖抑制剂、膜厚低、电导率随膜厚升高而降低等因素,S-PEDOT难以投入实际应用。此外,有机-无机复合是提升聚合物材料热电性能的主要途径,但是PEDOT基复合材料通常存在颗粒沉降、氧化、团聚以及分布不均等问题,使得复合效果受限。针对以上问题,本论文的工作从S-PEDOT的自抑制合成作为开端,首先创新性地解决了高性能高膜厚S-PEDOT的便捷合成问题;然后从研究阴离子的作用机制出发,系统研究了掺杂离子碱性和空间位阻等因素对S-PEDOT聚合速率及链段结构的影响,总结了优选S-PEDOT掺杂离子和氧化剂的若干标准;最后通过自抑制法对新型... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

（a）赛贝克效应与（b）帕尔贴效应原理示意图

图 2.1b 所示。在 dt 时间内的吸放热量 dQ 与电流大小 I 成正比，比数 π，其单位为 W/A：dQIdt 姆逊效应[3]是存在于单一均匀导体中的热电转换现象，指的是在一通过电流 I，并沿电流方向设置温度梯度 dT/dx，则导体中发生吸率为 dQ/dT，吸热速率与温差和电流乘积的比值即为汤姆逊系数 贝克系数相同，为 V/K：dQ dTIdt dx 论是利用塞贝克效应发电还是帕尔贴效应制冷，在实际应用中，П器件的最常见的基本单元，为了提高发电和制冷量，一个器件通常单元串联而成，例如图 2.2 所示的半导体制冷片。

c L 率与电导率呈正比，可根据 Wiedemann-Franz 定律c0 L T洛伦兹常数。固体的晶格热导率为：κL=13Cvlvs单位体积的晶格比热，l 为声子平均自由程，vs为构成判断，一个高性能的热电材料须同时具有较大具有较低的热导率。但是这三个参数是相互制约、相常情况下，载流子浓度越大，材料的电导率和热导过来会降低。因此通过调节载流子浓度到一个适中的功率因子最大化，而此时对应的载流子的浓度一般于重掺杂的半导体，因此，绝大多数的热电材料均为

【参考文献】：
期刊论文
[1]银掺杂PEDOT:PSS/碳纳米管超轻导电气凝胶热电材料(英文)[J]. 孙希静,魏燕红,李娟娟,赵敬红,赵丽娟,李权.  Science China Materials. 2017(02)



本文编号：2901426