陈志刚&邹进EES: 高性能柔性光电转换热电组件设计

由于出色的机械耐久性和易扩展的性能，印刷的聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）薄膜是一种很有前途的热电材料。然而，其较低的热电性能、不合理的器件设计以及不充分的温度梯度严重阻碍了基于PEDOT：PSS的柔性热电器件的实用化道路。

       近日，为了克服上述挑战，澳大利亚昆士兰大学陈志刚，邹进等人报道了一种新的方法，通过乙二醇预处理、H2SO4后处理和四(二甲氨基)乙烯后处理顺序结合在一起来设计印刷柔性PEDOT：PSS薄膜。

乙二醇预处理可增强对过量非离子化PSS的选择性去除，从而为进一步的H2SO4后处理创造一条清晰的通道，进而诱发PEDOT：PSS膜中共轭碳链的结构构象转变。最后通过四(二甲氨基)乙烯后处理以调节PEDOT：PSS薄膜的氧化程度，基于以上过程，PEDOT：PSS薄膜在室温下获得了224 µW m-1 K-2的高功率因数。

研究人员采用热力学数值分析的方法，利用优化后的pedot：pss薄膜对柔性模块进行了计算设计和组装。该组件在太阳光诱导的温度梯度为44.5 K时，输出功率密度达到创纪录的3µW cm-2，并且经过机械（1000次弯曲循环）、空气稳定性(30天空气暴露)和热稳定性（20次加热和冷却循环）测试后，性能没有发生显著变化。该计算导引的组件具有高效的光-电转换功能，可广泛供电于微瓦电子产品。

Shengduo Xu, et al, Computation-guided  design  of  high-performance  flexible thermoelectric modules for sunlight-to-electricity conversion, Energy Environ. Sci., 2020  DOI：10.1039/D0EE01895C
       https://doi.org/10.1039/D0EE01895C