大连理工大学范曾、潘路军团队 AFM：高性能PEDOT:PSS/碲复合热电纤维载流子电输运特性的研究
2024-03-31 来源：高分子科技
一维形貌的热电纤维因其良好的柔性和热电性能，可轻易附着、集成在人体、衣物表面将热能转化为电能，在可穿戴领域展现了巨大的应用前景。然而如何提高热电纤维的热电性能是近年来备受关注的研究方向之一。
在湿法纺丝前，首先对Te纳米线进行预处理，通过在其表面包覆PEDOT:PSS层以提高其后续在同质PEDOT:PSS水溶液中的分散性和稳定性，为后续湿纺过程顺利进行打下基础。通过对湿法纺丝工艺参数的优化，可实现纤维连续制备，长度可达50米而不会发生断裂。复合纤维形貌如图1所示。
图1 PEDOT:PSS/Te复合热电纤维湿纺工艺示意图及结构表征。
图2 PEDOT:PSS/Te复合热电纤维性能。
图3不同Te组分下PEDOT:PSS/Te复合纤维的形貌和Te纳米线取向分析。
图4 PEDOT:PSS/Te复合纤维的拉曼和广角X射线散射表征。
为深入理解一维二元复合纤维的电输运机制，该研究在传统串并联模型的基础上进一步引入无机相和有机相取向因子，并将两模型联立。研究结果表明，改进后的理论模型与实验测试结果高度一致。这也意味着，随着复合纤维中无机相含量增加，载流子逐渐倾向于通过PEDOT:PSS/Te的异质界面传输，而异质界面传输模式也为载流子在复合体系中发挥能量过滤效应提供了基础。
图5 PEDOT:PSS/Te复合纤维中的载流子传输模型
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202315677
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