来自复旦大学的科学家在中国提供了新的见解半导体聚合物热电材料利用化学掺杂和分子结构修改策略。欧洲杯足球竞彩他们的研究结果已经发表在《华尔街日报》ACS能源字母。
研究:战略见解半导体聚合物热电技术通过利用分子结构和化学掺杂图片来源:Axelvidal / Shutterstock.com
热电能量转换
越来越多的证据表明气候变化的研究人员的注意力集中在新的环境友好型低碳排放技术来减少化石燃料的使用的生态影响。
最具潜力的领域之一,研究热电能量转换。这些设备可以直接将热能转化为电能的原理和操作珀尔帖效应和塞贝克效应。
在各种材料评为热电技术、无机半导体被广泛欧洲杯足球竞彩研究,具有良好的特性在研究。然而,无机半导体显示一些至关重要的缺点。
有机半导体热电聚合物
半导体聚合物已经成为研究的焦点在过去几年在有机光电等领域,场效应晶体管,发光二极管。这些材料具有欧洲杯足球竞彩一些关键的好处,比如机械的灵活性,在低温加工性能的解决方案,和简单的机械和光学可调谐性属性。
这些材料优点欧洲杯足球竞彩相比,无机的堂兄弟,如导热系数低、无毒性,机械可变形性和良好的性能。有机聚合物的好处也有增强的机械、热、化学和辐照稳定性与小分子相比。他们优良的弯曲性使他们坚持有效的热表面。
这些材料显示欧洲杯足球竞彩巨大的潜力等应用程序的使用可穿戴电子产品。化学掺杂可以改善电气性能,如电导率、有机半导体聚合物。然而,这些材料具有掺杂效率差,欧洲杯足球竞彩这限制了他们的表现与无机同行相比。
这篇论文
《华尔街日报》的新论文ACS能源字母是一个集中审查目前的进步分子剪裁和化学掺杂有机半导体聚合物热电技术的策略。
作者批判瓦解电子掺杂机制在这些材料和比较讨论了分子掺杂物。欧洲杯足球竞彩类型的掺杂物比较根据他们的能量水平对齐和潜在机制。通过比较这些因素,作者提出了许多适合n -类型和p -类型掺杂物和化学掺杂增强策略。
深度设计策略进行了探讨,旨在提高掺杂效率。提出了一些新颖的策略来改善各种电气性能和参数在这类材料。欧洲杯足球竞彩
此外,小说策略已经被作者调查改善薄膜形态分离塞贝克系数和电导率。最后,主要路障阻碍高性能有机半导体聚合物热电技术的未来发展提出了作者与策略来克服它们。
化学掺杂、掺杂剂类型和策略
探讨了热电性能的两个主要因素的影响和电荷载体运输半导体聚合物的性能。这些都是掺杂剂的选择和掺杂剂的潜在机制,和兴奋剂策略。化学掺杂物显著影响聚合物的微观形态和分子包装行为。
类型的掺杂物突出显示摘要一般包括利用p型掺杂物如TCNQ衍生品和nCoCp等类型掺杂物2。其他掺杂物包括N -DMBI和pFeCl等类型掺杂物3,一个强大的铁离子盐氧化剂。掺杂剂在聚合物薄膜的非晶态或结晶区域可以影响行为,如自由载流子。
几项研究已经集中在优化掺杂物和兴奋剂策略。化学掺杂可以分为两种类型:酸碱兴奋剂,电荷转移兴奋剂。此外,还有各种兴奋剂策略包括顺序掺杂、混合掺杂,和其他新兴方法,每个国家都有自己独特的优点和缺点。
关联聚合物的结构和电气性能和补充策略
深入调查了聚合物结构与电特性提出了作者。由于这种亲密相关,调节聚合物侧链和策略π骨干是高度有效地优化这些材料的电气性能。欧洲杯足球竞彩
多研究研究创新的方法来达到这些性能增强。策略增强自由载流子释放最近的研究也被评估。补充策略包括聚合物对齐方法,机械拉伸,聚合物共混与发展中探索提高材料的热电性能。欧洲杯足球竞彩
未来前景的策略
化学掺杂有机半导体聚合物显示优于其他目前探索材料的弯曲性,显著的潜力在热电应用程序中使用可穿戴电子产品和其他关键创新研究领域。欧洲杯足球竞彩目前有很多的空间提高热电性能。
许多潜在的研究方向,可以提高这些材料的性能已经在重点审查。欧洲杯足球竞彩这包括设计p -型数字-模拟聚合物可以利用相对较大的能量障碍在他们的骨干。
化学掺杂水平应该微妙不同参数之间提供一种平衡。加强自由载流子释放在掺杂应该作进一步的调查。策略来提高载流子迁移率和导电性使用不同的材料,掺杂物和掺杂方法应该调查未来的研究人员。欧洲杯足球竞彩
其他关键领域未来的研究应该包括澄清掺杂物对热导率的影响,提高掺杂聚合物的稳定性。小说广泛掺杂物和新兴聚合物应该探索。虽然这仍然是一个非常具有挑战性的材料科学领域,制造高性能半导体聚合物热电技术的机会有很多。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
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进一步的阅读
唐、J et al。(2022)战略见解半导体聚合物热电技术通过利用分子结构和化学掺杂ACS能源字母7页。4299 - 4234[网络]pubs.acs.org。可以在:
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c02119
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