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Thermoelektrische (TE) Generatoren, die auf thermoelektrischen Materialien basieren, können thermische Energie effizient über den Seebeck-Effekt in Elektrizität umwandeln und zeigen großes Potenzial für die Forschung zur Rückgewinnung von Abwärme. Neueste Fortschritte in TE-Verbundmaterialien aus leitfähigem Polymer / Kohlenstoffnanoröhren sind erheblich gewesen. Diese Studie bewertet die thermoelektrischen Eigenschaften von organischen TE-Filmen und Generatoren, indem Naphthalin-Diimid (NDI) Polymere mit einkernigen Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs) kombiniert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass P(NDI-HTO)/SWCNT-Verbundfilme, die freie Radikale und alkylseitige Ketten enthalten, verbesserte thermoelektrische Eigenschaften im Vergleich zu P(NDI-HT)/SWCNT-Verbundfilmen ohne freie Radikale und P(NDI-TP)/SWCNT-Verbundfilmen mit polaren seitlichen Ketten aufweisen. Darunter erreichen die maximalen Leistungsfaktoren 264,1 ± 21,9 μW m–1 K–2 für p-Typ- und 72,2 ± 1,5 μW m–1 K–2 für n-Typ-Verbundfilme, was einem Anstieg von 113 % bzw. 32 % gegenüber reinen SWCNT-Filmen entspricht. Darüber hinaus erreicht ein flexibler thermoelektrischer Generator auf Basis von P(NDI-HTO)/SWCNT mit fünf Paaren von p-n-Übergängen eine Ausgangsspannung von 28,8 mV und eine Ausgangsleistung von 1,2 μW bei einem Temperaturunterschied von 60 K. Diese Verbesserungen der thermoelektrischen Eigenschaften sind hauptsächlich auf die effektive Modulation der molekularen Energieniveaus zurückzuführen, die den Ladungstransferprozess zwischen NDI-Polymeren und SWCNTs verbessert.
Zheng et al. (Thu,) haben diese Frage untersucht.