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Position-Induced Efficient Doping for Highly Doped Organic Thermoelectric Materials
Advanced Electronic Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2021-11-21 , DOI: 10.1002/aelm.202101142 Jiwoo Min 1 , Daegun Kim 1 , Se Gyo Han 1 , Chaneui Park 1 , Hyungsub Lim 1 , Woong Sung 1 , Kilwon Cho 1
Advanced Electronic Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2021-11-21 , DOI: 10.1002/aelm.202101142 Jiwoo Min 1 , Daegun Kim 1 , Se Gyo Han 1 , Chaneui Park 1 , Hyungsub Lim 1 , Woong Sung 1 , Kilwon Cho 1
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Electrical doping is essentially required for high-performance organic thermoelectric (TE) materials; however, the doping efficiency ηd has not been extensively investigated in highly doped organic semiconductors (OSCs). Here, it is demonstrated that the distribution of dopant molecules in a specific position in highly doped OSCs affects the ηd, which is critically related to the Seebeck coefficient S and the electrical conductivity σ. Poly(2,5-bis(3-hexadecylthiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene) (PBTTT) films are p-doped with 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4TCNQ) by either solution-sequential (SSq) doping or vapor doping. SSq doping deposited F4TCNQ only in the amorphous domains of PBTTT films, whereas vapor doping deposited it in both the amorphous and crystalline domains. F4TCNQ molecules in the crystalline domains exhibited a high ηd and led to a rapid increase of the power factor with increasing σ: S2σ ∝ σ0.76. These results provide guidance for the efficient doping of highly doped OSCs and emphasize the importance of doping efficiency in obtaining high-performance organic TE materials.
中文翻译：
高掺杂有机热电材料的位置诱导有效掺杂
高性能有机热电（TE）材料本质上需要电掺杂；然而，掺杂效率η d尚未在高掺杂有机半导体（OSC）中得到广泛研究。在这里，证明了掺杂剂分子在高掺杂 OSC 中特定位置的分布会影响 η d，这与塞贝克系数S和电导率 σ 密切相关。聚（2,5-双（3-十六烷基噻吩-2-基）噻吩并[3,2- b ]噻吩）（PBTTT）薄膜-通过溶液顺序 (SSq) 掺杂或气相掺杂掺杂 2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷 (F4TCNQ)。SSq 掺杂仅将 F4TCNQ 沉积在 PBTTT 薄膜的非晶域中，而气相掺杂将其沉积在非晶域和晶体域中。结晶域中的 F4TCNQ 分子表现出高 ηd并导致功率因数随着 σ 的增加而迅速增加：S 2 σ ∝ σ 0.76。这些结果为高掺杂 OSC 的有效掺杂提供了指导，并强调了掺杂效率在获得高性能有机 TE 材料中的重要性。
更新日期：2021-11-21
中文翻译：
高掺杂有机热电材料的位置诱导有效掺杂
高性能有机热电（TE）材料本质上需要电掺杂；然而，掺杂效率η d尚未在高掺杂有机半导体（OSC）中得到广泛研究。在这里，证明了掺杂剂分子在高掺杂 OSC 中特定位置的分布会影响 η d，这与塞贝克系数S和电导率 σ 密切相关。聚（2,5-双（3-十六烷基噻吩-2-基）噻吩并[3,2- b ]噻吩）（PBTTT）薄膜-通过溶液顺序 (SSq) 掺杂或气相掺杂掺杂 2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷 (F4TCNQ)。SSq 掺杂仅将 F4TCNQ 沉积在 PBTTT 薄膜的非晶域中，而气相掺杂将其沉积在非晶域和晶体域中。结晶域中的 F4TCNQ 分子表现出高 ηd并导致功率因数随着 σ 的增加而迅速增加：S 2 σ ∝ σ 0.76。这些结果为高掺杂 OSC 的有效掺杂提供了指导，并强调了掺杂效率在获得高性能有机 TE 材料中的重要性。
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