科研团队合成出高性能热电材料

随着社会经济的发展，人们对清洁能源的需求不断增加，新型能源材料应运而生，成为科学家们重点研发的对象。

“此次我们研究的有机热电材料正是一种新型清洁能源材料，具有质量较轻、柔性、可溶液化加工等优势。因此它不仅在有机热电器件中能够得到好的应用，还可以在钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池、有机场效应晶体管等器件中展现很好的应用前景。”史永强介绍，开发这种新型清洁能源材料能够更好地响应国家“双碳”战略，服务社会。

热电材料在应用过程中，n-型材料和p-型材料缺一不可。目前，p-型有机热电材料的研究已取得了很大进展，热电性能接近无机材料的水平。但ｎ-型有机热电材料由于其难以合成，并且在空气中无法稳定存在，发展较缓慢，尤其是其电导率还有待进一步提高。因此，有关高性能n-型材料的研发问题关乎到整个热电领域的发展。

针对以上问题，研究团队通过设计分子骨架结构和侧链修饰进一步提高了ｎ-型有机热电材料的电导率和塞贝克系数，再引入掺杂剂掺杂改性，提高材料的热电性能。通过引入缺电子噻唑单元来降低聚合物的LUMO能级，同时引入极性侧链来进一步增加掺杂剂和聚合物的混溶性，最终合成了含有极性侧链的噻唑酰亚胺构建单元，并在此基础上得到了全受体均聚物PDTzTI-TEG。

史永强表示，“DTzTI-TEG单体的成功合成丰富了聚合物结构的多样性，尤其是受体-受体型聚合物。在N-DMBI掺杂剂掺杂下，PDTzTI-TEG获得了较高的电导率和功率因子。”

史永强认为，生活中很多热能都以废热形式散失了，如果这种有机热电材料能够应用到生产生活中，就能把不可回收的热能收集起来充分利用。这不仅对于整个热电材料研究领域，更是对于国家和社会的生产生活具有重要意义。