జర్నల్ ఆఫ్ నానోమెటీరియల్స్ & మాలిక్యులర్ నానోటెక్నాలజీ

థర్మోఎలెక్ట్రిక్ PEDOT యొక్క విద్యుత్ వాహకత మరియు సీబెక్ కోఎఫీషియంట్‌ను మెరుగుపరచడానికి సమర్థవంతమైన పద్ధతులు: PSS ఫిల్మ్‌లు

జియాన్వీ జు

వ్యర్థ వేడిని విద్యుత్తుగా మార్చే థర్మోఎలెక్ట్రిక్ శక్తి మార్పిడి సంభావ్య క్లీన్ ఎనర్జీ టెక్నాలజీగా చాలా దృష్టిని ఆకర్షించింది. థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాల పనితీరు మెరిట్ యొక్క డైమెన్షన్‌లెస్ ఫిగర్ (ZT) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ఇది σS2T/κకి సమానం, ఇక్కడ κ అనేది ఉష్ణ వాహకత, S అనేది సీబెక్ గుణకం మరియు σ అనేది విద్యుత్ వాహకత. σS ² అనేది పవర్ ఫ్యాక్టర్. అధిక ZT విలువలను చేరుకోవడానికి తక్కువ k మరియు అధిక-PF అవసరం అయినప్పటికీ, S మరియు σ మధ్య వైరుధ్య సంబంధం థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాల ZT యొక్క తదుపరి మాడ్యులేషన్‌ను పరిమితం చేస్తుంది. కండక్టింగ్ పాలిమర్‌లు తరువాతి తరం థర్మోఎలెక్ట్రిక్ మెటీరియల్‌గా ఉంటాయని వాగ్దానం చేస్తున్నాయి. అవి అంతర్గతంగా తక్కువ κ మరియు సంభావ్యంగా అధిక σ, ఖర్చు-ప్రభావం, పెద్ద ప్రాంత ప్రాసెసింగ్ మరియు సులభ సంశ్లేషణను కలిగి ఉంటాయి. వాహక పాలిమర్‌లు థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలుగా విస్తృతంగా పరిశోధించబడ్డాయి. అధ్యయనం చేసిన పాలిమర్ TE మెటీరియల్స్‌లో, పాలీ(3,4-ఎథిలెనెడియోక్సిథియోఫెన్):పాలీ(స్టైరెన్‌సల్ఫోనేట్) (PEDOT:PSS), ప్రత్యేకించి ఆసక్తిని కలిగి ఉంది. ఇది థర్మల్‌గా స్థిరంగా ఉంటుంది, నీటిని ప్రాసెస్ చేయగలదు మరియు చికిత్స తర్వాత అధిక విద్యుత్ వాహకతను కలిగి ఉంటుంది. ఛార్జ్ క్యారియర్ ఏకాగ్రతను పెంచడానికి PEDOT యొక్క σ: PSS ఫిల్మ్‌లను వివిధ పోస్ట్-ట్రీట్మెంట్ పద్ధతుల ద్వారా బాగా పెంచవచ్చని నివేదించబడింది. అయినప్పటికీ, అదనపు ఛార్జ్ క్యారియర్ కారణంగా ఈ అధిక డోపింగ్ స్థాయి చిన్న S విలువకు దారి తీస్తుంది మరియు అందువల్ల S విలువను పెంచే తగిన పద్ధతులు అవసరం. అంతేకాకుండా, ఛార్జ్ క్యారియర్ ఏకాగ్రత నియంత్రణ ద్వారా థర్మోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలను ఆప్టిమైజ్ చేసే ఎలక్ట్రోకెమికల్ లేదా రసాయన పద్ధతుల ద్వారా రెడాక్స్ స్థాయిని నియంత్రించడం ద్వారా పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ను మెరుగుపరచవచ్చని మునుపటి అధ్యయనాలు ఇప్పటికే చూపించాయి. మరోవైపు, థర్మోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలను పెంపొందించడానికి ఉపయోగించే రసాయనాలు ఎక్కువగా విషపూరితమైనవి మరియు భద్రత మరియు పర్యావరణ సమస్యల కారణంగా దాని పెద్ద-స్థాయి వినియోగాన్ని నివారించాలి. ఈ పని PEDOT యొక్క ఆక్సీకరణ స్థాయిని ట్యూన్ చేయడానికి అనేక రసాయనాలను నివేదిస్తుంది: PSS ఫిల్మ్‌లు మరియు వాటి విద్యుత్ వాహకత, సీబెక్ గుణకం మరియు పర్యావరణ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.