分子掺杂对于改善共轭聚合物的热电性能至关重要，但低溶解度的掺杂剂要么限制了高质量薄膜的形成，要么使制备步骤变得复杂。三(五氟苯基)硼烷(BCF)是一种高度可溶性的分子掺杂剂，尽管人们对其进行了一些研究，但其潜力还没有被充分开发出来。

近日，韩国汉阳大学Jaeyoung Jang报道了BCF-水复合物掺杂Brnsted酸对聚(3-己基噻吩)（P3HT）的独特效应，其可以显著提高P3HT的电学和热电性能，并具有显著的掺杂稳定性。

文章要点

1）研究人员在掺入BCF-水复合物的Brønsted酸中观察到了一种独特的具有交叉型烷基链的P3HT多晶型（称为II型）。此外，掺杂的P3HT表现出向醌类结构的构象变化，使得主链平面度增加。

2）结果显示，Brønsted酸掺杂的P3HT薄膜具有出色的电导率、热电功率因数和优良系数，分别高达33.0 S cm⁻¹、28.3 µW m⁻¹ K⁻²和0.034。这些值比掺杂有常规分子掺杂剂7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟喹二甲烷的P3HT膜的值至少高一个数量级。

3）与现有的高活性盐型掺杂剂（如FeCl₃）相比，掺入BCF-水复合物的Brønsted酸使得优异的P3HT薄膜具有更高的空气稳定性。

Eui Hyun Suh, et al, Brønsted Acid Doping of P3HT with Largely Soluble Tris(pentafluorophenyl)borane for Highly Conductive and Stable Organic Thermoelectrics Via One-Step Solution Mixing, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202002521

https://doi.org/10.1002/aenm.202002521