论文部分内容阅读
有机高分子材料由于原料的广泛来源,易于通过调整结构、组分来达到相应物性的需求等独特的优势,被研究者们热衷。而导电高分子材料经过多年研究,已经可以初步应用于电学、磁学、热学、光学等交叉领域。聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)是很有特色的导电高分子材料。在应用中,可与聚(对苯乙烯磺酸)(PSS)掺杂后分散于水中,形成稳定PEDOT/PSS胶体体系,而并未对PEDOT电导率产生消极影响。使用PEDOT/PSS胶体制作薄膜具有良好的导电性能、透明和热稳定性,其可以广泛应用于有机透明电极、触控屏幕、太阳能电池、传感器等新兴科学技术。对于导电高分子材料,如果其分子链沿载流子以高迁移率传输的方向有序排列,材料的电导率会大大提高。与碳纳米管的电导率(~2×105 S/cm)相比,储量丰富的层状硅酸盐埃洛石纳米管HNTs几乎绝缘。这使得我们能更直观的研究纳米管的掺入对PEDOT/PSS薄膜的温差电性能的影响。为此,我们通过掺杂埃洛石纳米管试图使PEDOT/PSS高分子链有序排列,进而提高材料的电导率等性质。为此研究了不同埃洛石纳米管HNTs含量的PEDOT/PSS复合薄膜以及在此基础上添加其它化合物时薄膜的温差电性能。整个论文结构和主要内容如下:第一章综述了有机导电高分子发展及其在温差电领域的应用和有机光伏器件进展;第二章中研究了掺杂埃洛石纳米管(HNTs)的PEDOT/PSS导电高分子复合材料薄膜的温差电性能,复合材料薄膜室温电导率、塞贝克系数分别为58 S/cm、19μV/K;并且具有较低的热导率0.16 W/m K,温差电优值ZT值为3.0×10-3;第三章是以掺杂4 wt%HNTs的PEDOT/PSS复合材料作为基质研究了添加乙二醇EG、添加聚乙二醇PEG、添加甲酸铵以及甲酸后处理得到复合材料薄膜的温差电性能,随着温度升高这四种薄膜样品都呈现塞贝克系数增大、电导率稍有减小和能量转化功率TPF呈现增大的态势,四组样品在300 K时的ZT值基本都保持在2×10-3左右;第四章中初步探讨了以聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚(对苯乙烯磺酸)PEDOT/PSS作为透明电极时P3HT/PCBM体异质结倒置型有机光伏器件的光伏性能。第五章是结论和展望。