材料科学与工程学院2025年研究生学术活动月学术报告——高性能有机热电材料研究

报告题目：高性能有机热电材料研究

报告时间：2025年11月20日14:30-15:00

报告地点：5B202

报告人：唐小红

主办单位：材料科学与工程学院

报告人简介：

唐小红，西华大学材料科学与工程学院，讲师。2025年博士毕业于四川大学高分子科学与工程学院。长期从事于有机热电材料及器件的研究工作，提出了电子、离子协同输运调控热电性能的新策略。在一区杂志Composites Part B 、Carbon 、Composites Part A以及高分子领域老牌二区ACS Applied Materials & Interfaces 、 Polymer等杂志发表SCI学术论文21篇，其中第一作者6篇（其中导师一作1篇），累计影响因子>50，累计被引接近800次，h指数为13，申请发明专利1项。

内容简介：

太阳能热电发电机（STEGs）通过光热电效应将光能直接转化为电能，因其简单的器件结构和环境友好特性而受到广泛关注。传统的无机热电发电机需要将光热材料、热电转换模块和热管理材料进行复杂组装，制备工艺复杂且成本较高，限制了其大规模应用。近年来，有机热电材料（如PEDOT:PSS）因其在红外区具有优异的光热转换能力，可实现太阳能的一步转化，同时具备柔性、低成本等优势，成为极具潜力的替代方案。然而，PEDOT:PSS固有的低电导率和较差的光热转换效率严重制约了其实际性能。

       本研究提出一种协同改性策略：首先通过离子液体（IL）处理优化PEDOT:PSS的载流子迁移率，提升电导率；随后引入表面带正电的氨基化SiO₂纳米颗粒（SiO₂⁺），一方面促进IL的均匀分散，另一方面作为声子散射中心降低材料导热系数。结果表明，PEDOT:PSS/IL/SiO₂⁺复合薄膜的光热转换效率较纯PEDOT:PSS和PEDOT:PSS/IL分别提升约134%和82.3%，同时热电优值（ZT）提高约270%。基于该薄膜构建的自支撑三臂器件在模拟太阳光下实现了约50 µA的输出电流和13.57 nW的功率输出。本研究为高性能有机光热电材料的设计提供了新思路，推动了太阳能直接转换技术的发展。