Você pode imaginar carregar seu celular simplesmente usando o calor do seu corpo? Ainda pode parecer futurista, mas as termoelétricas podem fazê-lo. A termoelétrica tem tudo a ver com transformar calor em energia útil, principalmente usando materiais inorgânicos.
Devido à sua flexibilidade mecânica, leveza e baixa condutividade térmica, os semicondutores orgânicos surgiram como um sistema de material promissor especialmente para aplicações termoelétricas flexíveis. A dopagem eficiente para a criação de portadores de carga é a chave para o desempenho do dispositivo termoelétrico. A dopagem convencional geralmente introduz desordem em altas concentrações de dopagem, limitando a condutividade elétrica.

"Em nosso estudo, empregamos a abordagem de modulação-dopagem para filmes finos orgânicos altamente ordenados, onde a impureza dopante é separada do canal de condução. transporte de carga nos filmes finos", explica o primeiro autor Dr. Shu-Jen Wang do Instituto de Física Aplicada da TU Dresden.

A equipe em torno do Prof. Karl Leo investigou a carga e o transporte termoelétrico em cristais de filme fino de rubreno de grande área dopado por modulação com diferentes fases cristalinas. Eles foram capazes de mostrar que a dopagem de modulação permite alcançar eficiências de dopagem superiores mesmo para altas densidades de dopagem, quando a dopagem convencional em massa atinge o regime de reserva. O rubreno ortorrômbico dopado por modulação alcança fatores de potência termoelétrica muito melhores.

"Nossos resultados mostram que a dopagem de modulação junto com filmes semicondutores orgânicos cristalinos de alta mobilidade é uma nova estratégia para alcançar termoelétricos orgânicos de alto desempenho. semicondutor, permitindo que a concentração e a mobilidade da portadora sejam maximizadas independentemente", afirma Shu-Jen Wang.

O Prof. Karl Leo acrescenta que seu "trabalho abre novos caminhos para obter dispositivos termoelétricos flexíveis que permitem gerar energia elétrica diretamente a partir do calor de maneira elegante e eficiente. Acreditamos que nosso trabalho estimulará mais trabalhos em termoelétricas orgânicas de alto desempenho usando a modulação abordagem de dopagem com semicondutores orgânicos de alta mobilidade."

A pesquisa foi publicada na revista Science Advances . + Explorar mais

Uma estratégia para modular remotamente a dopagem de transistores 2D