doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0283收稿日期:2022-04-07基金项目:重庆市教学委员会科学技术研究计划青年项目(KJQN202001119,KJQN202201130);重庆市科学技术局自然科学基金资助项目(2022NSCQ-MSX1320);中国科学院无机功能材料与器件重点实验室开放课题(KLIFMD202209)通讯联系人:吕文晏,主要从事热电复合材料研究,E-mail:lwy198585@cqut.edu.cn高分子材料科学与工程POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERING第38卷第12期2022年12月Vol.38,No.12Dec.2022热电材料利用热能转化为电能,可以实现化石能源燃烧逃逸及辐射损耗的热能再利用。热电材料的工作原理有3种,分别是Seebeck效应、Peltier效应和Thomson效应,其中,Seebeck效应(热生电)和Peltier效应(电制冷)是热电材料最主要的2种工作原理[1]。热电优值(ZT)是衡量热电转换效率的无量纲值,ZT值越大代表材料的热电性能越好[2],ZT值被定义为:ZT=σS2Tk(1)式中:σ——电导率;S——Seebeck系数;k——热导率;T——绝对温度。Fig.1Relationshipbetweenthermoelectricpropertiesandcarrierconcentration[3]可以看出,性能优异的热电材料具备高σ和S、低k特征。热电材料的σ,S和k不是相互独立的,难以通过调控单独某一因素来提升材料的热电性能,三者的关系如Fig.1[3]。很长一段时间内,关于热电材料的研究主要集中于无机热电材料,如Bi2Te3[4,5],SnSe[6],BiSbTe[7],Half-Heusler合金[8]等半导体材料,以及ZnO[9],Ca3Co4O9[10],NaCo2O4[11]等氧化物热电材料。但无机热电材料脆性高,加工难度大,Te,Bi等稀有元素价格昂贵,Co,Sb等重金属元素对生命体和环境有害,不适于热电材料的广泛应用。与无机热电材料相比,导电聚合物基热电材料具有原料丰富、价格便宜、柔韧性好、易于合成和加工、热导率低等优点,是热电领域新的研究热点。Shirakaw等[12]通过I2或AsF5蒸汽掺杂聚乙炔,得到σ=103S/cm的聚乙炔膜,改变了人们对聚合物绝缘的认知。目前最常用的导电聚合物有聚乙炔[13]、聚噻吩及其衍生物[14,15]、聚苯胺[16]、聚吡咯[17]等。但聚乙炔的环境不稳定性以及聚吡咯低的σ限制了该类导电聚合物在热电领域的应用[18]。PEDOT具有较高的电导率、低热导率以及良好的柔韧性,成为了热电领域研究的新热点。http://pmse.scu.edu.cn聚3,4-乙烯二氧噻吩基热电材料研究进展张叶,朱存彬,王倩,吕文晏(重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆400054)摘要:热电材料能够实现热能与电...