共轭聚合物基嵌段共聚物 (CP-BCP) 是一类尚未开发的有机热电材料。尽管在控制和优化CP的热电性能方面付出了巨大的努力，仍然需要进一步提高功率因数PF = α²σ，并降低热导率 κ，以充分发挥潜力基于CP的热电材料。克服这些限制的最常见策略是制造 CP 与其他组分的混合物，例如不同的 CP、非CP、纳米颗粒或无机填料。近日，芝加哥大学Shrayesh N. Patel研究员等人报道了一种增强基于聚噻吩的嵌段共聚物的热电性能的方法。

文章要点

1）合成了CP-BCP，聚（3-己基噻吩）-嵌段-聚（低聚氧乙烯甲基丙烯酸酯）（P3HT-b-POEM），并报道了其电子电导率（σ）和塞贝克系数（α）。与双（三氟甲磺酰基）亚胺锂（LiTFSI）进行溶液共处理，随后用分子掺杂剂 2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷（F4TCNQ）进行气相掺杂。结果表明，亲水嵌段 POEM 的加入大大提高了 P3HT 的加工性能，使与 LiTFSI 的溶液混合均匀。

2）P3HT-b-POEM 与离子物质之间的相互作用显着改善了分子顺序，并导致 P3HT块在溶液和固态中的电氧化掺杂，这种现象以前在含 P3HT 的锂盐中未观察到。用 F4TCNQ 对 P3HT-b-POEM-LiTFSI 薄膜进行气相掺杂进一步增强了σ并产生了 13.0 µW m^-1 K^-2的热电功率因数，比无盐 P3HT-b-POEM高 20 倍以上。

3）通过使用康-斯奈德传输模型对 P3HT-b-POEM 的热电行为进行建模，PF的改进归因于 P3HT增强的分子排序导致更高的电子电荷迁移率。

参考文献：

Ban Xuan Dong, et al. Ionic Dopant-Induced Ordering Enhances the Thermoelectric Properties of a Polythiophene-Based Block Copolymer. Adv. Funct. Mater. 2021, 2106991.

DOI：10.1002/adfm.202106991

https://doi.org/10.1002/adfm.202106991