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自***法制备PEDOT厚膜和PEDOT/Te量子点复合薄膜

有机-无机复合热电材料不仅具有有机材料质轻、高延展性、低成本、易制备等优点，而且可以获得比纯有机材料更加优异的热电性能，近年来持续受到热点关注。然而，传统的采用原位聚合或机械混合法制得的有机/无机复合热电材料，存在着无机纳米颗粒难分散、易氧化、粒径大小难以控制以及无机相添加量过大（通常amp;gt;25wt%）等问题，削弱了实际的复合效果，极大地阻碍了有机/无机复合热电材料的进展。

近日，中国科x院上海硅酸盐研究所研究员陈立东、副研究员姚琴的研究团队在聚3，4-乙烯二氧s吩（PEDOT）基有机/无机复合热电材料领域取得新进展。该团队采用新型氧化剂，通过自***聚合法，获得了高膜厚无气孔PEDOT:DBSA-Te量子点复合热电薄膜，PEDOT厂，相关成果相继发表于NPG Asia Materials，2017，9，405；em.Int.Ed.2018，57，8037–8042，并获得***专利一项。

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研究团队首先通过设计调控导电高分子对阴离子的分子结构来调控对阴离子的位阻，实现了薄膜自***法聚合（SIP）新工艺，PEDOT厂家，获得了高性能可应用的PEDOT厚膜材料，使得便捷制备微米级高电导率（amp;gt;103 S/cm）PEDOT薄膜成为可能。在此研究基础上，在自***效果下实现了高膜厚无气孔PEDOT:DBSA-Te量子点复合薄膜的同步生成。通过新型Fe(III)氧化剂的自***作用，实现了PEDOT基体对均匀分散Te颗粒的紧密包覆，成功***了Te纳米颗粒的氧化。

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进一步通过调节氧化剂的比例可以控制Te含量和粒径，***x粒径可达到量子点级（amp;lt;5nm）。***终，通过Te量子点的***声子散射机制，在较低的Te添加量下（2.1~5.8 wt%），实现了泽贝克系数和电导率的同时提升，获得了功率因子超过100 mW/mK2的复合薄膜，比纯的PEDOT:DBSA基体提高了50%以上。该项研究为未来有机-无机复合纳米热电材料制备展示了新的方法和思路。下一步，该团队将探索更多基于此方法的PEDOT基复合材料的合成以及相关器件的制作。

针对PEDOT:PSS薄膜导电性不高和载流子迁移率低等问题，通过将还原氧化石墨烯(rGO)引入到PEDOT:PSS薄膜中，实现了导电性提高和电池材料光吸收增强，并且通过电池结构的设计，***终实现了电池转换效率30%的提升，使得电池转换效率达到12%。（Xinyu Jiang， Shanglong Peng*，et al.Appl. Sur. Sci.， 2017， 407， 398-404.）

尽管改善PEDOT:PSS特性后电池效率有较大提升，但仍然较低，这是因为平面结构硅对光的反射很强，造成了很大一部分光的浪费，福建PEDOT，因此考虑通过构筑硅纳米陷光结构来降低光的反射，从而实现电池效率提升。采用锥状硅纳米洞结构，并通过调控其孔径和深度，实现PEDOT:PSS对硅很好地包覆和对光的充分利用。同时为了减少背电极和硅之间的载流子复合，在它们之间引入了碳酸铯（Cs2CO3）钝化层。***终实现了13.5%的电池转换效率。(Zilei Wang， Shanglong Peng*，et al.Nano Energy，2017， 41， 519-526.)

有机-无机复合热电材料不仅具有有机材料质轻、高延展性、低成本、易制备等优点，而且可以获得比纯有机材料更加优异的热电性能，近年来持续受到热点关注。然而，PEDOT价格，传统的采用原位聚合或机械混合法制得的有机/无机复合热电材料，存在着无机纳米颗粒难分散、易氧化、粒径大小难以控制以及无机相添加量过大（通常amp;gt;25wt%）等问题，削弱了实际的复合效果，极大地阻碍了有机/无机复合热电材料的进展。