技术领域
[0001] 本发明属于有机半导体器件领域,具体涉及一种增强有机半导体热电性能的方法及有机半导体热电器件。
相关背景技术
[0002] 由于全球变暖和化石燃料的短缺,人们势必要寻找到一种可再生的清洁能源。热能是一种丰富的能源,在我们生活中巨大的能量以废热、太阳能热和体热的形式存在。热电材料可以通过塞贝克效应(Seebeck effect)直接将这些可再生的热能转化成电能,即一种材料的两端分别处于两种温度不同的环境中,样品两端温度的不同会导致内部的载流子分布不均,此时热端的载流子浓度较高,而冷端的载流子浓度较低,热端的载流子会向冷端扩散从而形成电流。
[0003] 有机半导体由于其可溶液加工、柔性和质轻、热导率低以及塞贝克系数高等优点,近年来被广泛研究并应用于有机热电器件。然而,与无机半导体相比,有机半导体的载流子迁移率和电导率相对较低,这极大的限制了有机半导体热电器件的性能。
[0004] 现有技术中,多采用掺杂的方式增强有机半导体的热电性能,而有机半导体的掺杂工艺还不成熟,并不能找到一个通用的掺杂方式,因而限制了有机半导体热电器件的发展。
具体实施方式
[0027] 为了更加清楚的说明本发明的目的和优势,将以下实施例结合附图进一步详细说明本发明。以下所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并非用以限制本发明。
[0028] 本发明实施采用钙钛矿量子点如CsPbBr3 QDs与有机半导体材料如PDVT‑10通过溶液旋涂的方式沉积到带有电极的衬底上,从而构成PDVT‑10/CsPbBr3 QDs异质结。在450nm的蓝光照射下,随着光照强度的逐渐增强,PDVT‑10的薄膜电导率(Conductivity)从‑4 ‑1 ‑1 ‑1
1.30×10 S m 提升到2.65×10 S m ,而且热电器件中的功率因数(Power Factor)也逐‑1 ‑1 ‑2
渐升高到1.21×10 μWm K 。
[0029] 实施例1
[0030] 有机热电器件的制备
[0031] 有机热电器件结构为玻璃衬底/电极(Cr/Au)/PDVT‑10/CsPbBr3 QDs。实施例1的具体制备方法如下:
[0032] (1)在玻璃衬底上通过光刻和热蒸发制备图案化的电极,电极为Cr/Au(7nm/23nm)。
[0033] (2)将带有电极的玻璃衬底依次用去离子水、丙酮、异丙醇超声清洗,再经臭氧处理后转入手套箱。
[0034] (3)在充满氩气的手套箱中,将PDVT‑10溶于光谱纯氯苯,配制浓度为5mg/mL的溶液。取配制好的PDVT‑10溶液以1500转/分钟的转速旋涂在上述清洗好的带有电极的玻璃衬底上,并在180℃退火5分钟,从而制得PDVT‑10薄膜。
[0035] (4)在充满氩气的手套箱中,将CsPbBr3 QDs溶于正己烷中,配制浓度为20mg/mL的溶液。取配置好的CsPbBr3 QDs溶液以2000转/分钟的转速旋涂在上述制备好的PDVT‑10薄膜上,并以100℃退火10分钟,从而制得附图1所示热电器件。
[0036] (5)在热电器件的热电极侧加热,利用Keithley 2912A半导体分析仪测试器件的电流‑电压关系,从而计算出薄膜的电导率和功率因数。薄膜的电导率和功率因数随光照强度的变化关系如附图2、3所示。