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热电材料作为一种绿色能源材料,可以通过固体中载流子运动实现热能和电能之间直接相互转换。有机热电材料具有体积小、质量轻、无噪声无污染且无需转换介质和机械可动部件等特点,被认为在可持续绿色能源上具有可观的应用前景,但仍旧存在结构与Seebeck系数的构效关系不明确、热电性能低等问题。本文主要以苯并噻二唑二噻吩基铂炔聚合物展开研究,通过三氟甲磺酸(TFA)进行掺杂,获得良好的热电性能,研究了TFA掺杂机理,确定了载流子类型,随后通过在TFA中额外加入FeCl3进一步提高了热电性能并且解释了热电性能提高的原因。选取其中热电性能较好的P(TBT-Pt)与不含铂炔结构的PTBT与单壁碳纳米管(SWCNT)进行复合,研究铂炔结构对聚合物/SWCNT复合材料热电性能的影响。研究发现在共轭骨架中嵌入铂炔结构有利于热电性能的提高。其具体内容如下:1.根据密度泛函理论(DFT)的计算发现向共轭聚合物结构中引入金属铂可以有效调节其电子态密度分布,使Seebeck系数显著升高,由此设计并合成了两种主链结构含有苯并噻二唑二噻吩单元的金属铂炔类聚合物P(TBT-Pt)和P(TBTC6-Pt)。利用三氟甲磺酸(TFA)掺杂,P(TBT-Pt)最大Seebeck系数为-2.9±0.24 mV K-1,最大功率因子为43.73±9.95μW m-1 K-2;P(TBTC6-Pt)最大Seebeck系数为-1.94±0.16 mV K-1,最大功率因子为6.66±1.24μW m-1 K-2。通过研究,证明了掺杂机理是n型自掺杂,形成了N+-H共价键,载流子类型以CF3SO3-离子为主导。2.在第1部分基础之上,优选P(TBT-Pt)与TFA(7 mol L-1)和FeCl3进行双重掺杂。FeCl3的加入使TFA溶液与P(TBT-Pt)薄膜的表面的积增大,协同效应提高了TFA的掺杂效率,相同浓度下,发生了更多n型自掺杂,CF3SO3-离子浓度增大,电导率得到提高,而且FeCl3在P(TBT-Pt)薄膜的表面形成了晶体,起到了能量过滤的作用,提高了Seebeck系数。最大电导率为20.98 S m-1,最大Seebeck系数为-2.49±0.17 mV K-1,最高功率因子为121.5±12.6μW m-1 K-2,这是TFA(7mol L-1)掺杂条件下的2.8倍。3.在第1和2部分的基础之上,选取了热电性能比较好的P(TBT-Pt)以及不含铂炔结构的PTBT分别与SWCNT复合研究铂炔结构对聚合物/SWCNT复合材料热电性能的影响。研究发现,在共轭骨架中嵌入铂炔结构有利于增强聚合物和SWCNT之间的π-π相互作用。P(TBT-Pt)紧密附着包裹在SWCNT表面形成互穿网络,因此减缓了Seebeck系数的降低,提高了热电性能。室温下的P(TBT-Pt)/SWCNT复合材料最高PF值几乎是PTBT/SWCNT复合材料的三倍,变温下P(TBT-Pt)/SWCNT复合材料的最高PF值为158.6μW m-1 K-2。