Konvertering af kropsvarme til elektricitet:Et skridt nærmere mod højtydende organisk termoelektrik

Kan du forestille dig at oplade din mobiltelefon ved blot at bruge din kropsvarme? Det lyder måske stadig ret futuristisk, men termoelektrik kan gøre det. Termoelektrik handler om at omdanne varme til nyttig energi, for det meste ved hjælp af uorganiske materialer.

På grund af deres mekaniske fleksibilitet, lette vægt og lave termiske ledningsevne er organiske halvledere dukket op som et lovende materialesystem specielt til fleksible termoelektriske applikationer. Effektiv doping til oprettelse af ladningsbærer er nøglen i termoelektrisk enheds ydeevne. Konventionel bulk-doping introducerer typisk uorden ved høj dopingkoncentration, hvilket begrænser den elektriske ledningsevne.

"I vores undersøgelse anvendte vi modulations-doping-tilgangen til højt ordnede organiske tynde film, hvor dopingurenheden adskilles fra ledningskanalen. Med denne metode er vi i stand til at opnå højeffektiv doping selv ved høje dopingtætheder uden at påvirke ladningstransport i de tynde film," forklarer førsteforfatter Dr. Shu-Jen Wang fra Institute of Applied Physics ved TU Dresden.

Holdet omkring prof. Karl Leo undersøgte ladningen og den termoelektriske transport i modulationsdoterede rubren-tyndfilmskrystaller med stort areal med forskellige krystalfaser. De var i stand til at vise, at moduleringsdoping gør det muligt at opnå overlegen dopingeffektivitet selv for høje dopingtætheder, når konventionel bulk-doping løber ind i reserveregimet. Modulationsdoteret ortorhombisk rubren opnår meget forbedrede termoelektriske effektfaktorer.

"Vores resultater viser, at modulationsdoping sammen med krystallinske organiske halvlederfilm med høj mobilitet er en ny strategi til at opnå højtydende organisk termoelektrik. Den største fordel ved moduleringsdopingteknikken er undgåelsen af ​​ioniseret urenhedsspredning i det højt ordnede udopede snævre båndgab. halvleder, der gør det muligt at maksimere både bærerkoncentration og mobilitet uafhængigt," siger Shu-Jen Wang.

Prof. Karl Leo tilføjer, at deres "arbejde baner nye veje til at opnå fleksible termoelektriske enheder, som gør det muligt direkte at generere elektrisk strøm fra varme på en elegant måde og effektiv måde. Vi tror på, at vores arbejde vil stimulere yderligere arbejde med højtydende organisk termoelektrik ved hjælp af moduleringen dopingtilgang med organiske halvledere med høj mobilitet."

Forskningen blev offentliggjort i Science Advances . + Udforsk yderligere

En strategi til fjernmodulering af dopingen af ​​2D-transistorer