纳米材料与分子纳米技术杂志

提高热电PEDOT：PSS薄膜电导率和塞贝克系数的有效方法

徐建伟

将废热转化为电能的热电能转换作为一种潜在的清洁能源技术引起了广泛关注。热电材料的性能由无​​量纲性能系数 (ZT) 决定，该系数等于 σS2T/κ，其中 κ 是热导率，S 是塞贝克系数，σ 是电导率。σS ²代表功率因数。尽管需要低 k 和高 PF 才能达到高 ZT 值，但 S 和 σ 之间的矛盾关系限制了热电材料 ZT 的进一步调节。导电聚合物有望成为下一代热电材料。它们具有固有的低 κ 和潜在的高 σ、成本效益、大面积加工和简便合成。导电聚合物已被广泛研究作为热电材料。在所研究的聚合物 TE 材料中，聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）尤其令人感兴趣。它具有热稳定性、可水处理性并且在后处理后具有高导电性。据报道，通过各种后处理方法可以大大提高PEDOT：PSS薄膜的σ，以增加电荷载流子浓度。然而，由于额外的电荷载流子，这种高掺杂水平会导致S值较小，因此需要适当的方法来提高S值。此外，早期研究已经表明，可以通过电化学或化学方法调节氧化还原水平来提高功率因数，通过控制电荷载流子浓度来优化热电性能。另一方面，用于增强热电性能的化学品大多有毒，出于安全和环境问题，应避免大规模使用。这项工作将报告几种化学品，以调整PEDOT：PSS薄膜的氧化水平并提高其电导率、塞贝克系数和环境稳定性。