RESUMO Dieletricidade polimérica de alta temperatura é criticamente necessária para armazenamento de energia capacitiva em eletrônica de potência de próxima geração operando acima de 200 °C, no entanto, sua aplicação prática é severamente limitada pelo transporte de carga ativado termicamente, que leva a perdas de condução exponencialmente aumentadas e quebra prematura. Aqui, relatamos uma estratégia de solução sólida polimérica que simultaneamente preserva a isolação intrínseca enquanto eleva os níveis de energia de armadilha através da incorporação de uma fração ultrabaixa de um polímero semicondutor linear. As cadeias semicondutoras são dispersas molecularmente, funcionando como moduladores da estrutura eletrônica em vez de caminhos de transporte. Os segmentos conjugados contendo nitrogênio simples geram armadilhas localizadas profundas com alto potencial eletrostático positivo, que imobilizam elétrons injetados aumentando a densidade de armadilha de alto nível de energia e suprimindo a condução por salto em temperaturas elevadas. Consequentemente, o compósito exibe um aumento de 1940% no desempenho capacitivo em relação ao polímero puro, enquanto mantém eficiência de carga-descarga ≥90%. Os filmes de solução sólida totalmente orgânicos alcançam simultaneamente uma alta densidade de energia de 3,9 J cm−3 e 90% de eficiência a 250 °C, juntamente com estabilidade ultralta a longo prazo. Este trabalho estabelece uma rota distinta para desacoplar a isolação da engenharia de armadilhas em dielétricos poliméricos e fornece uma plataforma escalável e de baixo custo para aplicações de armazenamento de energia em alta temperatura.
Pan et al. (Fri,) estudaram esta questão.