有机半导体热电材料性能指数翻倍

有机半导体热电材料性能指数翻倍

据美国《每日科学》网站报道，热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料。目前的有机半导体热电材料的热电转化效率一般比较低。美国科学家最新发现了一种方法，将目前表现最好的有机半导体热电材料的效率提高了70%。

现在，最高效的热电材料一般由铋、碲、硒等相对来说比较少见的无机半导体组成，这些元素昂贵、易碎，而且有些还有毒。有机半导体不仅便宜、储量丰富而且轻便、坚固，但一直以来，这类热电材料在热电转化过程中的表现差强人意。无机半导体热电材料的热电转化效率几乎是有机半导体热电材料的4倍。

科学家们一般用“性能指数”这一值来反映材料的热电转化效率。目前，在室温下，最高效的无机热电材料的“性能指数”接近1，而有机半导体热电材料的“性能指数”仅为0.25。现在，科学家们将最好的有机半导体热电材料聚3,4-亚乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS） 的“性能指数”提高了70%，达到0.42，为目前最好的无机半导体热电材料的一半。

科学家们一般采用掺杂这一过程来增加材料的导电能力，当给某种材料添加掺杂剂时，掺杂剂就给主材料提供了电载体，每个添加进去的电载体都能增强原材料的导电能力。

为了提高PEDOT:PSS的热电效率，科学家们在纳米尺度对这种材料的结构进行了调整，也使用了一些溶剂将那些未被离子化的PSS分子从该材料中移走，从而显著提高了其导电能力和热电转化效率。

这种特殊的有机热电材料将在温度达到250华氏度（约121摄氏度） 时开始工作。科学家表示：“最新技术有望让我们制造出一种柔性薄片，能包裹某个热物体来发电或者制冷。”

（文／刘霞）