Una strategia consiste nell'alterare lo stato di ossidazione dell'unità etilendiossitiofene da chinoide a benzoide mediante posttrattamento con una soluzione riducente. In alternativa, il miglioramento delle prestazioni termoelettriche è stato ottenuto aggiungendo nanoparticelle termoelettriche inorganiche come Bi₂ Te₃ e Te. Resta tuttavia difficile superare l'accoppiamento intrinseco tra il coefficiente di Seebeck e la conducibilità elettrica.

In un articolo di ricerca pubblicato sulla National Science Review , gli scienziati della Southern University of Science and Technology, dell'Università di Pechino e dell'Istituto di Chimica, CAS riferiscono di una manipolazione diretta dell'entropia occupata dall'interfaccia del polarone in un film sottile PEDOT:PSS con risonanza indotta dalla luce UV tra PEDOT e diariletene, realizzando così un 10 Miglioramento della potenza termica raddoppiata da 13,5 μV K ^-1 a 135,4 μV K ^-1 con conduttività elettrica quasi invariata.

Hanno introdotto uno stato di interfaccia per personalizzare l’entropia occupata dall’interfaccia del polarone di PEDOT:PSS con un DAE fotocromatico. La stereostruttura delle molecole DAE potrebbe trasformarsi dalla struttura ad anello aperto alla forma ad anello chiuso sotto la luce UV.

Un nuovo stato di interfaccia polarone si è formato tra le catene molecolari DAE planari ad anello chiuso e le catene molecolari PEDOT a causa dei loro legami C-C=C-C simili, che erano accoppiati tra loro tramite interazioni deboli. I polaroni introducono effettivamente nuovi stati elettronici o siti in cui possono essere ospitati portatori di carica. L'occupazione di questi stati contribuisce ad aumentare l'entropia perché espande le possibili disposizioni dei portatori di carica.

Questo aumento di entropia può avere un impatto significativo sul potere termico (coefficiente di Seebeck) del materiale. Un numero maggiore di stati elettronici disponibili, come quelli forniti dai polaroni all'interfaccia, può comportare un aumento della potenza termica consentendo a più portatori di carica di partecipare al processo termoelettrico.

Mediante la manipolazione dell'entropia occupata dall'interfaccia del polarone in un film sottile PEDOT:PSS con risonanza indotta dalla luce UV tra PEDOT e diariletene, hanno realizzato un aumento di potenza termica di 10 volte da 13,5 μV K ^-1 a 135,4 μV K ^-1 con conduttività elettrica pressoché invariata. Inoltre, hanno anche osservato l'aumento della potenza termica dei film sottili PEDOT:PSS-xDAE così preparati a seconda della concentrazione di DAE e dell'intensità della luce UV.

Hanno inoltre utilizzato gli spettri Raman per ottenere prove sperimentali dirette dell'accoppiamento tra DAE e PEDOT sotto modulazione UV. Pertanto, l'accoppiamento risonante tra DAE e PEDOT è stato verificato mediante la potenza termica dipendente dalla temperatura e l'energia di legame mediante il calcolo DFT.

In sintesi, hanno scoperto un metodo di manipolazione diretta per l'entropia occupata dall'interfaccia del polarone in un film sottile PEDOT:PSS attraverso l'accoppiamento risonante indotto dai raggi UV tra DAE e PEDOT. Il loro lavoro fornisce informazioni sul disaccoppiamento della connessione tra la potenza termica e la conduttività elettrica di una pellicola termoelettrica organica.

Inoltre, questo lavoro aggiunge anche un nuovo percorso per ingegnerizzare il termoelettrico organico termoelettrico e una piattaforma unica per accoppiare la luce UV, il gradiente di temperatura e il campo elettrico.