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[资源]
有机物热电材料
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由于热电材料版块刚刚成立，需要活跃气氛，调动大家积极讨论，所以我在有空的时候尽量给大家提供一些资源，并且就这些文章提出一些问题供大家讨论。 这三篇文章分别发表在：Nature materials、Nanotechnology、Materials letters 都是关于有机物热电材料的文章。 传统的热电材料都是无机物热电材料，包括BiTe、 PbTe、SiGe合金及其固溶体，具有cage-like结构的Skutterudite和clathrate填充化合物，钴酸钙类的氧化物，β-Zn4Sb3、FeSi2、硼化物、HMS（高Mn硅化物）等等（不一一列举，欢迎大家补充）。都属于无机物热电材料。但是这些材料的组成元素大部分在地壳中的含量并不丰富，价格非常昂贵，有些元素也含有毒性（Pb、As等），此外这些材料的机械性能普遍较差，所以国内外一些课题组将视线转移到了有机物热电材料。 相比于无机物热电材料，有机物热电材料具有资源丰富、低成本、质量轻、高韧性高弹性、低热导率等优点；但是目前有机物热电材料基本都是采用有机物和传统无机物热电材料（e.g. Bi2Te3）相互掺杂的方法，其热电优值普遍较低。主要原因在于载流子浓度太低，导致电导率很低，我想这也是这一类材料重点突破的方向。（由于我也不是从事有机热电材料这一块的，只能大概的说说，大家有兴趣可以一起讨论） 下面我分别给出这三篇文章的摘要，方便大家根据自己的兴趣和需要下载： Nature Materials： Significant improvements to the thermoelectric figure of merit ZT have emerged in recent years, primarily due to the en- gineering of material composition and nanostructure in inor- ganic semiconductors1 (ISCs). However, many present high-ZT materials are based on low-abundance elements that pose challenges for scale-up, as they entail high material costs in addition to brittleness and difficulty in large-area deposition. Here we demonstrate a strategy to improve ZT in conductive polymers and other organic semiconductors (OSCs) for which the base elements are earth-abundant. By minimizing total dopant volume, we show that all three parameters constituting ZT vary in a manner so that ZT increases; this stands in sharp contrast to ISCs, for which these parameters have trade-offs. Reducing dopant volume is found to be as important as optimiz- ing carrier concentration when maximizing ZT in OSCs. Imple- menting this strategywith the dopant poly(styrenesulphonate) in poly(3,4-ethylenedioxythiophene), we achieve ZT = 0.42 at room temperature. nanotechnology： Abstract Bismuth telluride (Bi2Te3) nanorods and polyaniline (PANI) nanoparticles have been synthesized by employing solvothermal and chemical oxidative processes, respectively. Nanocomposites, comprising structurally ordered PANI preferentially grown along the surface of a Bi2Te3 nanorods template, are synthesized using in situ polymerization. X-ray powder diffraction, UV–vis and Raman spectral analysis confirm the highly ordered chain structure of PANI on Bi2Te3 nanorods, leading to a higher extent of doping, higher chain mobility and enhancement of the thermoelectric performance. Above 380 K, the PANI–Bi2Te3 nanocomposite with a core–shell/cable-like structure exhibits a higher thermoelectric power factor than either pure PANI or Bi2Te3. At room temperature the thermal conductivity of the composite is lower than that of its pure constituents, due to selective phonon scattering by the nanointerfaces designed in the PANI–Bi2Te3 nanocable structures. The figure of merit of the nanocomposite at room temperature is comparable to the values reported in the literature for bulk polymer-based composite thermoelectric materials. Materials letters： A segregated polymer composite based on ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE), carbon nanotube (CNT) and p type bismuth telluride (Bi2Te3) was fabricated. Morphology observation confirmed the formation of a typical segregated conductive network of CNT/Bi2Te3 hybrids, in which the CNTs/ Bi2Te3 hybrid fillers were only located at the interfaces of UHMWPE domains to form continuous conducting pathways. The segregated composite containing 2.6 vol% CNTs and 5.1 vol% Bi2Te3 exhibited an electrical conductivity of 45 S/m, thermal conductivity of 0.43W/mK, Seebeck coefficient of 29 μV/K, and thermoelectric figure of merit ZT¼310−5 at room temperature. This work implies that the formation of a segregated structure in polymer composites demonstrates a new strategy to develop polymer-based thermoelectric materials. |
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本内容由用户自主发布，如果其内容涉及到知识产权问题，其责任在于用户本人，如对版权有异议，请联系邮箱：xiaomuchong@tal.com - 附件 1 : Engineered_doping_of_organic_semiconductors_for_enhanced_theromoelectric_efficiency.pdf
- 附件 2 : Synthesis,characterization_and_enhanced_thermoelectric_performance_of_structurally_ordered_cable-like_novel_polyaniline-bismuth_telluride_nanocomposite.pdf
- 附件 3 : Thermoelectric_behaviour_of_segregated_conductive_polymer_composites_composites_composites_with_hybrid_fillers_of_carbon_nanotube_and_bismuth_telluride.pdf
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