[發明專利]一種熱電薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810968705.0
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109181235B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 潘成軍;韋春香;王雷
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C08L65/00
• 分類號: C08L65/00;C08J5/18;C08G61/12
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種熱電薄膜及其制備方法，其中所述熱電薄膜的材料為聚合物，所述聚合物的結構式為：其中，X是噻吩和噻吩并噻吩中的一種，n為10至20之間的自然數。本發明提供的平面型的有機半導體熱電薄膜材料易溶于常用的有機溶劑中，因此具有較好的溶液可加工性。此外，該類平面型的有機半導體熱電薄膜材料還具有較高的Seebeck系數和熱電性能，同時也具有較好的柔韌性，使得該有機熱電薄膜有望應用于柔性可穿戴熱電設備中；并且本發明提供的平面型的有機半導體熱電薄膜材料制備方法簡單易實現，且成本低廉。

技術領域

本發明涉及有機熱電材料領域，尤其涉及一種熱電薄膜及其制備方法。

背景技術

隨著社會的發展，能源危機和環境污染問題日益嚴重，因而在石油、煤炭等領域的開發進而轉變成太陽能、風能的應用。科學技術在不斷的進步，現如今，人們迫切的想要研究出新材料來緩解能源危機。熱電材料應運而生。熱電材料又稱為溫差發電材料，是一種利用半導體物質內部載流子運動來直接實現熱能和電能相互轉換的功能材料。其因質量輕、價格低、和易于加工等優點而被廣泛關注。

熱電材料的性能由熱電優值ZT＝S²σT/κ來表征，其中S為聚合物的Seebeck系數，σ為電導率，T為熱力學溫度，κ為熱導率，S²σ稱為功率因子。ZT值越大，熱電轉換效率就越高,其熱電材料的性能就越優異，因此致力于研究高的Seebeck系數、高電導率以及低熱導率的聚合物。相對于聚合物，無機材料在熱電領域因為其具有高的Seebeck系數，高電導率而迅猛發展，同時也因其昂貴的價格、難于加工、毒性大等特點而使發展受到制約。并且，大多數的有機熱電材料和無機熱電材料的ZT值均小于1，而有很大的發展空間。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種熱電薄膜及其制備方法，旨在解決現有熱電材料的加工困難、價格昂貴等問題。

本發明的技術方案如下：

一種熱電薄膜，其中，所述熱電薄膜的材料為聚合物，所述聚合物的結構式為：

其中，X是噻吩和噻吩并噻吩中的一種，n為10至20之間的自然數。

所述的熱電薄膜，其中，所述熱電薄膜中摻雜有三氯化鐵。

一種熱電薄膜的制備方法，其中，包括：

步驟A、在惰性氣體環境中，將三(二亞芐基丙酮)二鈀、三(鄰甲苯基)磷、單體I、單體II和溶劑混合，進行Stille聚合反應；

步驟B、將反應之后所得的溶液進行提純處理，得到聚合物；

步驟C、將所述聚合物溶解在溶劑中，并將得到的聚合物溶液沉積在基板上，待溶劑揮發后得到熱電薄膜；

所述單體I的結構式為：其中X為噻吩和噻吩并噻吩中的一種；

所述單體II的結構式為：

所述聚合物的結構式為：其中n為10至20之間的自然數。

所述的熱電薄膜的制備方法，其中，所述步驟A中，所述Stille聚合反應的溫度為100-120℃，時間為36-72小時。

所述的熱電薄膜的制備方法，其中，所述步驟A中，所述單體I和單體II的摩爾比為1:1。

所述的熱電薄膜的制備方法，其中，所述步驟B包括：

步驟B1、將反應之后所得的溶液加入到甲醇溶劑中，經離心處理，得到聚合物粗產物，將所述聚合物粗產物進行干燥處理，得到干燥后的聚合物粗產物；