Synergistically Improved Molecular Doping and Carrier Mobility by Copolymerization of Donor–Acceptor and Donor–Donor Building Blocks for Thermoelectric Application

材料科学 兴奋剂 热电效应 塞贝克系数 接受者 共聚物 载流子 结晶度 电子迁移率 乙二醇 化学物理 高分子化学 光电子学 化学工程 聚合物 凝聚态物理 热导率 化学 热力学 复合材料 物理 工程类
作者
Hui Li,Jian Song,Jie Xiao,Lili Wu,Howard E. Katz,Lidong Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:30 (40) 被引量:66
标识
DOI:10.1002/adfm.202004378
摘要

Abstract In this work, it is demonstrated that random copolymerization is a simple but effective strategy to obtain new conductive copolymers as high‐performance thermoelectric materials. By using a polymerizing acceptor unit diketopyrropyrrole with donor units thienothiophene and oligo ethylene glycol substituted bithiophene (g 3 2T), it is found that strong interchain donor–acceptor interactions ensure good film crystallinity for charge transport, while donor–donor type building blocks contribute to effective charge transfers. Hall effect measurements show that the high electrical conductivity results from increased free carriers with simultaneously improved mobility reaching over 1 cm 2 V −1 s −1 . The synergistic effect of improved molecular doping and carrier mobility, as well as a high Seebeck coefficient ascribed to the structural disorder along polymer chains via random copolymerization, results in an impressive power factor up to 110 µW K −2 m −1 which is 10 times higher than that of solution‐processed polythiophenes.
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