Bringing Conducting Polymers to High Order: Toward Conductivities beyond 105 S cm−1 and Thermoelectric Power Factors of 2 mW m−1 K−2

塞贝克系数 材料科学 聚乙炔 热电效应 聚合物 掺杂剂 兴奋剂 导电聚合物 噻吩 凝聚态物理 光电子学 有机化学 热导率 复合材料 热力学 物理 化学
作者
Vishnu Vijayakumar,Yuhan Zhong,Viktoriia Untilova,Mounib Bahri,Laurent Herrmann,Laure Biniek,Nicolas Leclerc,Martin Brinkmann
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:9 (24) 被引量:170
标识
DOI:10.1002/aenm.201900266
摘要

Abstract Here, an effective design strategy of polymer thermoelectric materials based on structural control in doped polymer semiconductors is presented. The strategy is illustrated for two archetypical polythiophenes, e.g., poly(2,5‐bis(3‐dodecyl‐2‐thienyl)thieno[3,2‐ b ]thiophene) (C 12 ‐PBTTT) and regioregular poly(3‐hexylthiophene) (P3HT). FeCl 3 doping of aligned films results in charge conductivities up to 2 × 10 5 S cm −1 and metallic‐like thermopowers similar to iodine‐doped polyacetylene. The films are almost optically transparent and show strongly polarized near‐infrared polaronic bands (dichroic ratio >10). The comparative study of structure–property correlations in P3HT and C 12 ‐PBTTT identifies three conditions to obtain conductivities beyond 10 5 S cm −1 : i) achieve high in‐plane orientation of conjugated polymers with high persistence length; ii) ensure uniform chain oxidation of the polymer backbones by regular intercalation of dopant molecules in the polymer structure without disrupting alignment of π‐stacked layers; and iii) maintain a percolating nanomorphology along the chain direction. The highly anisotropic conducting polymer films are ideal model systems to investigate the correlations between thermopower S and charge conductivity σ. A scaling law S ∝ σ −1/4 prevails along the chain direction, but a different S ∝ −ln(σ) relation is observed perpendicular to the chains, suggesting different charge transport mechanisms. The simultaneous increase of charge conductivity and thermopower along the chain direction results in a substantial improvement of thermoelectric power factors up to 2 mW m −1 K −2 in C 12 ‐PBTTT.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
Owen应助高山我梦采纳,获得10
刚刚
zzy完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
2秒前
zezeze111关注了科研通微信公众号
3秒前
4秒前
emm发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
南极野人完成签到,获得积分10
4秒前
坦率耳机应助昏睡的蟠桃采纳,获得10
4秒前
啦啦啦啦啦完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
汉堡包应助WWW=WWW采纳,获得10
5秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
dong应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
SYLH应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
waddles发布了新的文献求助20
6秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得20
6秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
超级炎彬应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
7秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
dong应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
SYLH应助科研通管家采纳,获得50
7秒前
7秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 1000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3978729
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3522741
关于积分的说明 11214658
捐赠科研通 3260224
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1799815
邀请新用户注册赠送积分活动 878676
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 807052