一种高流动性的n型非体化环聚合物,用于高性能有机热电器
Tao Shen1, Di Liu1,2, Jianqi Zhang3
1State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Materials Science, Fudan University, Songhu Road 2005, Shanghai, 200438, China.
研究人员开发了一种新的n型合聚合物pDFSe,用于有机热电 (OTEs). 这种材料实现了高电导率和电子移动性,克服了当前n型聚合物的局限性,用于广泛的OTE应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 有机热电材料 (OTEs) 需要p型和n型合聚合物才能广泛应用.
- 现有的n型合聚合物电导率低,阻碍了OTE设备的性能.
- 需要高性能n型材料来补充现有的p型基准,如PEDOT:PSS.
研究的目的:
- 为了合成和描述一种新的近形态n型合聚合物,pDFSe,用于增强有机热电应用.
- 为了研究结构-属性关系,控制新聚合物中的电荷传输和兴奋剂效率.
- 为了证明pDFSe作为下一代OTE的高性能n型材料的潜力.
主要方法:
- 合成pDFSe使用deketopyrrolopyrrole-difluorobenzoselenadiazole-diketopyrrolopyrrole (DFSe) 接受三元体和一个 thiophene-selenophene-thiophene 供体.
- 基于pDFSe的n型晶体管的制造和表征,用于测量电子的移动性.
- 在n-doping后评估电导率 (σ) 和功率系数.
主要成果:
- 合成的pDFSe聚合物由于其轴对称的供体单元,呈现出一种近乎无形的微观结构,通过非共融合环结构增强脊柱刚性.
- 基于pDFSe的晶体管实现了6.15cm2V-1s-1的高电子流动性,显著优于参考聚合物 (0.77cm2V-1s-1).
- N-doped pDFSe表现出极好的电导率 (62.6 S cm−1) 和最大功率系数 (133.1 μW m−1K−2),是溶液处理的n型聚合物中报告的最高值之一.
结论:
- 开发的pDFSe聚合物显示出对高性能n型有机热电学有很大的希望.
- 在近形态合聚合物中,采用非合性合环结构对于实现高电子流动性至关重要.
- 这项工作为为下一代有机电子设备设计先进的n型合聚合物提供了可行的策略.
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