近日，南方科技大学-新加坡国立大学联合培养博士研究生李长安同学在材料化学领域国际知名期刊《材料化学杂志 A》 （Journal of Material Chemistry A）上发表最新研究成果，该杂志影响因子 （Impact Factor）为12.732。Simultaneous enhancements in the Seebeck coefficient and conductivity of PEDOT:PSS by blending ferroelectric BaTiO₃ nanoparticles该工作是李长安同学在博士第二年期间发表的，南方科技大学电子与电气工程系Aung Ko Ko KYAW副教授和新加坡国立大学欧阳建勇授为文章的通讯作者。

随着全球经济的快速发展和工业化进程的加快，对能源的需求不断增加。 同时，不断增长的需求导致严重的污染和能源浪费，因为世界上大约90% 的能源来自传统的化石燃料燃烧，低能效导致大部分能源以废热的形式排放。因此，能够将废热直接转化为电能的热电材料一直受到科学家们的广泛关注，具有重要的研究意义。热电聚合物因其独特的优点而备受关注，包括低导热性、低成本、无毒或低毒和高机械柔韧性。然而，它们的热电性能，尤其是塞贝克系数应该为实际应用而大大增加。 尽管去掺杂和能量过滤可以增加塞贝克系数，但是它们降低了电导率，因为塞贝克系数和电导率是相互依存的。因此，同时提高电导率与塞贝克系数对热电材料的应用具有重要促进作用。

图1  自发极化的钛酸钡引起的塞贝克系数和连续相电导率的同步增加 

鉴于此，研究团队报告了在聚（3,4-乙撑二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）中同步增强的塞贝克系数和电导率。PEDOT:PSS是最受欢迎的热电聚合物，通过添加铁电钡钛酸盐 (BaTiO₃) 纳米粒子。BaTiO₃纳米粒子可以提高塞贝克系数从23.8到40.7μV/K，功率因数从34.4到 117.0μW/(mK²)，绝缘的BaTiO₃纳米粒子不但不会降低反而会增加 PEDOT:PSS 的电导率。这种复合薄膜中连续 PEDOT:PSS 相的电导率可以从587提高至1552S/cm。塞贝克系数的增强归因于能量过滤，由于BaTiO₃自发电极化，PEDOT:PSS中的低能电荷载流子被阻挡，电导率的增加归因于二次掺杂PEDOT:PSS，这与BaTiO₃纳米粒子的高介电常数有关。