聚3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐(PEDO T:PSS)具有极低的热导率和优异的柔性,被认为是最有前景的有机热电聚合物之一.但由于PEDO T:PSS的电导率(σ)和塞贝克系数(S)均较低,因而其热电性能仍有待于提高.本项工作报道了一种甲酰胺(CH3 NO)与抗坏血酸(LAA)连续掺杂-脱掺杂的两步滴涂法来同步增加PEDOT:PSS的σ和S.研究结果表明,当LAA浓度为0.3 mol L-1时,PEDOT:PSS薄膜呈现出最大的室温功率因子(S2σ)为49.50μW m-1 K-2,其中σ和S分别是993.79 S cm-1和23.33μV K-1.薄膜呈现出的高σ得益于CH3 NO的掺杂削弱了PEDOT与PSS之间的库伦作用力,诱导PEDOT和PSS之间产生相分离,并去除了部分的绝缘PSS,增加了载流子的链间电荷传输;同时LAA脱掺杂导致PEDO T:PSS氧化水平的降低,进而降低了载流子浓度提升S,最终使得σ和S同步增加.此外,当温度升高至456.65 K时,薄膜的S2σ达到最大值78.36μW m-1 K-2,这一温度依赖的热电输运行为可以通过Mott变程跳变模型很好地解释.本项工作表明掺杂-脱掺杂的两步法能够同步增加σ和S,有效提升PEDO T:PSS薄膜的S2σ.

PEDOT:PSS;热电性能;掺杂-脱掺杂;氧化水平

张荔;张杰;刘星宇;张文威

陕西科技大学材料科学与工程学院,陕西西安 710021

陕西科技大学学报

[1]张荔;张杰;刘星宇;张文威-.两步掺杂-脱掺杂后处理制备PEDOT:PSS薄膜及其热电性能研究)[J].陕西科技大学学报,2022(05):117-123

PEDO

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