n型有机热电材料掺杂改性的研究进展

近年来,热电材料引起了越来越多的关注,尤其有机热电材料发展非常迅速。有机半导体具有质轻、成本低廉、柔性好、结构易裁剪和本征热导低等特点,在低温微温差发电与制冷等方面具有独特优势,在热电材料领域具有极大的发展前景。其中,p型有机热电材料的研究已取得了很大进展,其最高电导率超过1000 S/cm,热电性能接近无机材料的水平;相比之下,n型有机热电材料的发展则较缓慢,尤其电导率还有待进一步提高。提高n型有机热电材料性能的途径主要是通过分子骨架设计和侧链修饰来调控电导率、热导率和Seebeck系数,再引入掺杂剂掺杂改性,更进一步地提高材料热电性能。有机固相主要为非晶态,且分子间相互作用比较复杂,阻碍了掺杂机理的研究,导致掺杂改性研究发展缓慢。但最近涌现了不少文献成果,掺杂机理逐渐明晰,相关理论体系也越来越完整。本文综述了近年来掺杂改性n型有机热电材料的研究进展,探讨当前存在的问题,并展望该领域的发展方向。