大連理工大學范曾、潘路軍團隊 AFM：高性能PEDOT:PSS/碲復合熱電纖維載流子電輸運特性的研究
2024-03-31 來源：高分子科技
一維形貌的熱電纖維因其良好的柔性和熱電性能，可輕易附著、集成在人體、衣物表面將熱能轉化為電能，在可穿戴領域展現了巨大的應用前景。然而如何提高熱電纖維的熱電性能是近年來備受關注的研究方向之一。
在濕法紡絲前，首先對Te納米線進行預處理，通過在其表面包覆PEDOT:PSS層以提高其后續在同質PEDOT:PSS水溶液中的分散性和穩定性，為后續濕紡過程順利進行打下基礎。通過對濕法紡絲工藝參數的優化，可實現纖維連續制備，長度可達50米而不會發生斷裂。復合纖維形貌如圖1所示。
圖1 PEDOT:PSS/Te復合熱電纖維濕紡工藝示意圖及結構表征。
圖2 PEDOT:PSS/Te復合熱電纖維性能。
圖3不同Te組分下PEDOT:PSS/Te復合纖維的形貌和Te納米線取向分析。
圖4 PEDOT:PSS/Te復合纖維的拉曼和廣角X射線散射表征。
為深入理解一維二元復合纖維的電輸運機制，該研究在傳統串并聯模型的基礎上進一步引入無機相和有機相取向因子，并將兩模型聯立。研究結果表明，改進后的理論模型與實驗測試結果高度一致。這也意味著，隨著復合纖維中無機相含量增加，載流子逐漸傾向于通過PEDOT:PSS/Te的異質界面傳輸，而異質界面傳輸模式也為載流子在復合體系中發揮能量過濾效應提供了基礎。
圖5 PEDOT:PSS/Te復合纖維中的載流子傳輸模型
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202315677
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