[发明专利]一种PEDOT:PSS/VN0.52

说明书

本发明公开发明了一种VN_0.52O_0.26纳米颗粒与PEDOT：PSS相结合的热电纳米复合薄膜的方法，借助熔盐法将尿素热解产生氨气与NaVO₃高温反应制备出VN_0.52O_0.26纳米颗粒，构建P型PEDOT：PSS与N型VN_0.52O_0.26纳米颗粒有机无机复合的pn结势垒，同时利用纳米颗粒与有机物PEDOT界面之间的能量过滤效应，提高热电复合膜的电导率、塞贝克系数和功率因子，制备出的有机无机热电纳米复合薄膜，90℃时塞贝克系数达到了62.75μV/K，功率因子达到了474.424μWm^‑1K^‑2。

技术领域

本发明属于热电材料技术领域，更具体的涉及一种柔性、低成本VN _0.52O_0.26与PEDOT：PSS热电复合膜制备方法。

背景技术

热电材料的热电转换效率由热电优值(ZT)决定：ZT＝σS²T/κ,其中σ，S，κ和T分别为电导率、塞贝克系数、热导率和绝对温度。良好的热电材料应具有高电导率、高塞贝克系数和低热导率。材料的电导率与其费米能级的位置和态密度有关，通过掺杂调控材料的费米能级位置，显著提升其电导率。调控费米能级位置、调控态密度分布、以及创建能量过滤界面等可以优化材料的载流子浓度甚至打破热电参数之间的制约关系，从而获得高性能有机热电材料。

聚(3,4-亚乙二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)，即PEDOT:PSS，是p型导电聚合物，仅能实现稳定的空穴导电。众多热电和生物电子器件需要互补的空穴传导材料和电子传导(也即n型)材料。为此，本发明在PEDOT:PSS中加入VN_0.52O_0.26纳米颗粒，构建n型VN_0.52O_0.26纳米颗粒与p型聚合物墨水PEDOT:PSS的PN结。

发明内容

本发明的目的是提供一种用NaVO₃、尿素制备VN_0.52O_0.26纳米颗粒的制备方法，并在聚(3,4-亚乙二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)，即PEDOT:PSS中加入VN_0.52O_0.26纳米颗粒制备出热电纳米复合薄膜，实现n型VN_0.52O_0.26纳米颗粒对p型聚合物墨水PEDOT:PSS的互补制备出能够实现降低碳排放的发电产品。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种PEDOT:PSS/VN_0.52O_0.26热电复合膜的制备方法，以尿素与NaVO₃通过熔盐法制备出VN_0.52O_0.26纳米颗粒，VN_0.52O_0.26纳米颗粒与PEDOT:PSS水溶液混合后利用滴涂法制备出PEDOT:PSS/VN_0.52O_0.26热电复合膜；所述熔盐法中使用的盐含有NaCl和KCl。

具体包括如下步骤：

a.将化学气相沉积(CVD)炉内的石英管和两个坩埚清洗干净并烘干；

b.将NaVO₃与NaCl、KCl混合后放入玛瑙研钵中细致研磨，随后放入坩埚中；

c.在玛瑙研钵内放入尿素研磨，最后取适量尿素放入坩埚；

d.将连接CVD炉的氩气打开，将装有尿素的坩埚放入CVD炉低温区里；所述低温区的温度为180-200摄氏度；

e.将步骤b中装有NaVO₃的坩埚放入CVD炉里；

f.将CVD炉法兰盖紧；