Revisiting doping mechanisms of n-type organic materials with N-DMBI for thermoelectric applications: Photo-activation, thermal activation, and air stability
作者:Olivier Bardagot、Cyril Aumaître、Anthony Monmagnon、Jacques Pécaut、Pierre-Alain Bayle、Renaud Demadrille
DOI:10.1063/5.0047637
日期:2021.5.17
Understanding doping mechanisms is essential for optimizing the doping efficiency and rationally designing next generations of dopants and organic materials. Over the last few years, N-DMBI became a reference solution-processed n-type dopant, affording decent air-stability and record power factor for thermoelectric energy generation. Nevertheless, a complete description of doping mechanism including the
了解掺杂机制对于优化掺杂效率和合理设计下一代掺杂剂和有机材料至关重要。在过去的几年中,N-DMBI成为参考溶液处理的n型掺杂剂,具有良好的空气稳定性,并记录了用于热电能量产生的功率因数。然而,仍然缺乏对包括激活条件,掺杂途径和可能的副反应在内的掺杂机理的完整描述。在这项工作中,我们结合实验和理论证据来阐明N-DMBI的激活条件,并根据介质的介电常数阐明普遍的掺杂途径。在极性介质,通过氢H直射掺杂-转移主要是占主导地位,而在非极性介质中,H •释放后单占据分子轨道介导的掺杂在热力学上是有利的。我们表明,N-DMBI不仅可以通过高于100°C的热退火激活,还可以通过低能量通量的紫外线照射,即使在薄膜中也可以激活。我们的发现强调了在严格缺氧的环境中工作的重要性,即使在宿主存在的情况下,也要避免由O 2介导的副反应。