导电聚合物的导电机理

聚合物分子导电应具备的必要条件是：分子链应该是一个大竹共轭体系(共轭双键或共轭与带有未成键P轨道的杂原子N、s等偶合)与金属导电需要自由电子和供电子运动的轨道一样，聚合物的导电也需要有电荷载体和可供电荷载体自由运动的分子轨道，由于大多数聚合物本身不具有电荷载体，导电聚合物的所必需的电荷载体是由”掺杂”过程提供的。但通过用一种水溶性的高分子电解质聚B乙烯磺酸(简称为PSS)掺杂解决了它的加工性问题。关于掺杂后导电聚合物的导电机理，目前比较成熟的观点.

主链具有共轭或大仃结构的聚合物，在理想状态下，电子在整个主链或共轭链段上离域，单体的分子轨道相互作用，***g占有轨道形成价带，***D空轨道形在导带，在不考虑热运动及光跃迁时，价带层完全充满电子，导带层全空，价带层与导带层之间存在能隙 ，因此它们的导电性通常很低，掺杂过程相当于把价带中的一些能量较高的电子氧化掉、从而产生空穴(阳离子自由基)，其能量介于价带层与导带层之间，由于阳离子自由基以极化周围介质的方式来稳定自已，因此也称为极化子。研究人员已经把它应用于工业的各个方面，如固体电解电容器，抗静电涂层，通孔线路板电镀等等。如果对共轭链进行重掺杂，则可能在极化分子的基础上形成双极化子或双极子带，极化子和双极化子可能过双键迁移沿共轭传递，从而使聚合物导电。上述导电聚合物的导电机理是建立在无机半导体价带理论基础之上的，虽然能够很好的解释导电聚合物的实验现象，但是是否完全真实反映了导电聚合物的机理尚待进一步研究。

自***法制备PEDOT厚膜和PEDOT/Te量子点复合薄膜

有机-无机复合热电材料不仅具有有机材料质轻、高延展性、低成本、易制备等优点，而且可以获得比纯有机材料更加优异的热电性能，近年来持续受到热点关注。实验中应注意随着均质处理温度升高，如果冷水机温度不能满足实验要求，应暂停实验或更换冷水机和换热设备实验现象：1。然而，传统的采用原位聚合或机械混合法制得的有机/无机复合热电材料，存在着无机纳米颗粒难分散、易氧化、粒径大小难以控制以及无机相添加量过大（通常amp;gt;25wt%）等问题，削弱了实际的复合效果，极大地阻碍了有机/无机复合热电材料的进展。

近日，中国科x院上海硅酸盐研究所研究员陈立东、副研究员姚琴的研究团队在聚3,4-乙烯二氧s吩（PEDOT）基有机/无机复合热电材料领域取得新进展。印刷线路板：用于直接金属化工艺中，可进行凸版印刷，喷墨印刷，网版印刷等。该团队采用新型氧化剂，通过自***聚合法，获得了高膜厚无气孔PEDOT:DBSA-Te量子点复合热电薄膜，相关成果相继发表于NPG Asia Materials,2017,9,405；Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,8037–8042，并获得***专利一项。

研究团队首先通过设计调控导电高分子对阴离子的分子结构来调控对阴离子的位阻，实现了薄膜自***法聚合（SIP）新工艺，获得了高性能可应用的PEDOT厚膜材料，使得便捷制备微米级高电导率（amp;gt;103 S/cm）PEDOT薄膜成为可能。基于PEDOT:PSS电极的柔性有机太阳能电池进展有机太阳能电池（Organicsolarcells，OSCs）具有柔性﹑轻薄﹑成本低以及可印刷和卷对卷制造的巨大优势，引起了广泛的关注。在此研究基础上，在自***效果下实现了高膜厚无气孔PEDOT:DBSA-Te量子点复合薄膜的同步生成。通过新型Fe(III)氧化剂的自***作用，实现了PEDOT基体对均匀分散Te颗粒的紧密包覆，成功***了Te纳米颗粒的氧化。

进一步通过调节氧化剂的比例可以控制Te含量和粒径，***x粒径可达到量子点级（amp;lt;5nm）。8wt%），实现了泽贝克系数和电导率的同时提升，获得了功率因子超过100mW/mK2的复合薄膜，比纯的PEDOT:DBSA基体提高了50%以上。***终，通过Te量子点的***声子散射机制，在较低的Te添加量下（2.1~5.8 wt%），实现了泽贝克系数和电导率的同时提升，获得了功率因子超过100 mW/mK2的复合薄膜，比纯的PEDOT:DBSA基体提高了50%以上。该项研究为未来有机-无机复合纳米热电材料制备展示了新的方法和思路。下一步，该团队将探索更多基于此方法的PEDOT基复合材料的合成以及相关器件的制作。

光电材料，

高分子导电化合物，用作电极材料，抗静电剂，光电转化材料等。

高导电透明涂层：PEDOT/PSS的透明性很好，涂层对可见光有良好的透过率，可形成透明无色至蓝色的涂层，透明薄膜的导电性可高达约1000S/cm。

印刷线路板：用于直接金属化工艺中，可进行凸版印刷，喷墨印刷，网版印刷等。

厚膜电致发光：可经丝网印刷，制得透明电极，例如可用于厚膜电致发光。

有机薄膜晶体管：可用于快速发展的有机半导体领域中，作为源电极、栅电极和漏电极。随着科技的发展应用领域和深度还在迅速扩展。