科研團隊合成出高性能熱電材料

隨著社會經濟的發展，人們對清潔能源的需求不斷增加，新型能源材料應運而生，成為科學家們重點研發的對象。

“此次我們研究的有機熱電材料正是一種新型清潔能源材料，具有質量較輕、柔性、可溶液化加工等優勢。因此它不僅在有機熱電器件中能夠得到好的應用，還可以在鈣鈦礦太陽能電池、有機太陽能電池、有機場效應晶體管等器件中展現很好的應用前景。”史永強介紹，開發這種新型清潔能源材料能夠更好地響應國家“雙碳”戰略，服務社會。

熱電材料在應用過程中，n-型材料和p-型材料缺一不可。目前，p-型有機熱電材料的研究已取得了很大進展，熱電性能接近無機材料的水平。但ｎ-型有機熱電材料由于其難以合成，并且在空氣中無法穩定存在，發展較緩慢，尤其是其電導率還有待進一步提高。因此，有關高性能n-型材料的研發問題關乎到整個熱電領域的發展。

針對以上問題，研究團隊通過設計分子骨架結構和側鏈修飾進一步提高了ｎ-型有機熱電材料的電導率和塞貝克系數，再引入摻雜劑摻雜改性，提高材料的熱電性能。通過引入缺電子噻唑單元來降低聚合物的LUMO能級，同時引入極性側鏈來進一步增加摻雜劑和聚合物的混溶性，最終合成了含有極性側鏈的噻唑酰亞胺構建單元，并在此基礎上得到了全受體均聚物PDTzTI-TEG。

史永強表示，“DTzTI-TEG單體的成功合成豐富了聚合物結構的多樣性，尤其是受體-受體型聚合物。在N-DMBI摻雜劑摻雜下，PDTzTI-TEG獲得了較高的電導率和功率因子。”

史永強認為，生活中很多熱能都以廢熱形式散失了，如果這種有機熱電材料能夠應用到生產生活中，就能把不可回收的熱能收集起來充分利用。這不僅對于整個熱電材料研究領域，更是對于國家和社會的生產生活具有重要意義。