高性能n-型有機(jī)熱電材料對(duì)于有機(jī)熱電器件領(lǐng)域的發(fā)展不可或缺，目前，大部分n-型有機(jī)熱電材料大多采用給體-受體(donor-acceptor)結(jié)構(gòu)，但是這種類型的構(gòu)建單元不利于n-型摻雜，得到的熱電性能較差。為了進(jìn)一步提升熱電性能，在聚合物主鏈上引入缺電子構(gòu)建單元，或者引入極性側(cè)鏈來提高n-型摻雜效率是一種有效方法（圖1）。全受體(Acceptor-Acceptor或all-acceptor)結(jié)構(gòu)是較為理想的解決方案，其在實(shí)現(xiàn)單極性n-型有機(jī)電子器件方面有顯著優(yōu)勢(shì)。
圖1. (a) 已報(bào)道的受體-給體（A-D）和受體-弱給體（A-WD）型聚合物熱電材料，(b) 受體-受體（A-A）型有機(jī)熱電材料含有普通烷基側(cè)鏈/部分極性側(cè)鏈；(c) 本文介紹的含有極性側(cè)鏈的噻唑酰亞胺全受體聚合物PDTzTI-TEG。 近日，安徽師范大學(xué)史永強(qiáng)教授、東華大學(xué)孫恒達(dá)教授、瑞典林雪平大學(xué)Simone Fabiano教授和南方科技大學(xué)郭旭崗教授合作，合成了含有極性側(cè)鏈的噻唑酰亞胺構(gòu)建單元，并在此基礎(chǔ)上得到了全受體均聚物PDTzTI-TEG (圖 2a)。含有極性側(cè)鏈噻唑酰亞胺的合成與之前報(bào)道的含有普通烷基鏈噻唑酰亞胺的合成完全不同，極性側(cè)鏈?zhǔn)荏w單元的合成更具有挑戰(zhàn)性。DTzTI-TEG單體的成功合成豐富了聚合物結(jié)構(gòu)的多樣性，尤其是受體-受體型聚合物。在N-DMBI摻雜劑摻雜下，PDTzTI-TEG獲得了較高的電導(dǎo)率（σ = 34 S cm-1）和功率因子（PF = 15.7 μW m-1 K-2），這些值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PDTzTI（σ = 4.6 S cm-1）和PBTI-TEG（σ = 0.2 S cm-1）的熱電性能。結(jié)果表明，在聚合物上同時(shí)引入缺電子噻唑單元和極性側(cè)鏈能夠有效提高有機(jī)熱電性能。 圖2. 極性側(cè)鏈單體的合成路線（a）DTzTI-TEG和（b）BTI-TEG及全受體聚合物的合成路線（c, d） 論文信息 Thiazole Imide-Based All-Acceptor Homopolymer with Branched Ethylene Glycol Side Chains for Organic Thermoelectrics Yongqiang Shi, Jianfeng Li, Hengda Sun, Yongchun Li, Yimei Wang, Ziang Wu, Sang Young Jeong, Han Young Woo, Simone Fabiano, and Xugang Guo Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202214192
