德累斯顿工业大学 调制掺杂过程和热电压产生的示意图
鸣谢:王树仁 你能想象仅仅利用你的体热给手机充电吗?这听起来可能有点超前,但是热电学可以做到
热电学就是将热量转化为有用的能量,主要使用无机材料
由于其机械柔性、重量轻和低热导率,有机半导体已经成为一种有前途的材料体系,特别是用于柔性热电应用
产生电荷载流子的有效掺杂是热电装置性能的关键
传统的体掺杂通常在高掺杂浓度下引入无序,限制了电导率
“在我们的研究中,我们对高度有序的有机薄膜采用了调制掺杂方法,其中掺杂剂杂质与导电沟道分离
利用这种方法,我们能够在不影响薄膜中电荷传输的情况下,即使在高掺杂密度下也能实现高效掺杂
来自德累斯顿大学应用物理研究所的王树人
教授身边的团队
Karl Leo研究了具有不同晶相的调制掺杂大面积红荧烯薄膜晶体中的电荷和热电输运
他们能够表明,当传统的体掺杂进入储备状态时,即使对于高掺杂密度,调制掺杂也能够实现优异的掺杂效率
调制掺杂正交红荧烯实现了热电功率因数的极大改善
“我们的结果表明,调制掺杂和高迁移率晶体有机半导体薄膜是实现高性能有机热电的新策略
调制掺杂技术的主要优点是避免了高度有序的未掺杂窄带隙半导体中的离子化杂质散射,允许载流子浓度和迁移率独立地最大化,”Shu-Jen Wang说
教授
Karl Leo补充说,他们的工作为实现灵活的热电装置铺平了新的道路,这种装置能够以优雅而有效的方式直接从热量中产生电能
我们相信,我们的工作将推动高性能有机热电材料的进一步研究,使用高迁移率有机半导体的调制掺杂方法
" 这项研究发表在科学进展
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