κl=CvVsl/3                                （1。8）

                                 κe =LσT                                 （1。9）

其中，Cv——定容比热；

Vs——声子的扩散平均速度；

l——声子在两次散射之间的平均自由程；

L——洛伦兹常量

σ——电导率

T——绝对温度。

在半导体材料中，材料的热导率主要取决于声子热导率。因此可以改变结构、掺杂等增加声子的散射效应，提高热电性能。

1。4 热电材料的种类论文网

90年代以前，热电材料的研究主要集中在无机半导体材料，例如低温区（300-500K）的Bi-Te及其合金、中温区（500-900K）的Pb-Te及其合金、高温区（900-1200K）的Si-Ge及其合金等材料体系。并且先后提出许多概念和方法，如掺杂、超晶格、低维化和纳米化等来实现对ZT值的调控和优化，使得无机半导体材料的热电性能有了较大的突破和进展[8-9]。

（1）Bi-Te基合金热电材料

Bi2Te3及其固溶体是最早被研究的一类材料，室温下其热电性能最好，ZT值约为1。2004年，Majumdar等[10]利用纳米技术制备了纳米Bi2Te3/Sb2Te3超晶格薄膜，ZT值可达到2。4。

（2）Pb-Te基热电材料

PbTe被发现是一类可以用在中温区的热电材料，目前提高其热电性能的方法主要有引入不同元素和化合物与PbTe形成固溶合金。2004年Hsu等[11]制备了一种AgPbmSbTem+2四元化合物，在700K时，化合物AgPb10SbTe12的ZT值为1，AgPb18SbTe20在700K时功率因子高达2。80×10-3W/mK2。

（3）Si-Ge合金

Si-Ge合金是一种使用范围约为1000K的热电材料，属于高温热电发电的首选材料，提高其热电性能的方法主要是掺杂改性。2012年，Lee等[12]制备了SiGe纳米线并研究了其热电性能，指出纳米线结构表面可以通过限制散射的方式从而达到调控声子传输、降低热导率的目的，最终热电性能有了大幅度提高，在800K时ZT值超过2。

虽然关于上述无机半导体热电材料的研究已较为成熟，但是其自身也具有诸多缺点，比如原材料价格昂贵，加工过程复杂以及对环境有污染等，这些缺点导致它不能产业化并投入生产大量使用。导电高分子材料主要包括：聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩及其衍生物等[13-17]，它们具有很多优异的性能，比如价格低、原料多、易于合成与加工、密度小、热导率低、掺杂后电导率可达到102-104S/cm，因此它们被看做是非常有发展前景的一类材料[18]。但是目前导电高分子材料的热电性能仍旧没有无机热电材料的性能好，目前研究最多，热电性能最好的聚合物热电材料是PEDOT及其衍生物，。

1。5 PEDOT及其衍生物的热电性能研究

聚3,4-乙撑二氧噻吩（PEDOT）是聚噻吩的一种衍生物（如图1。2），是一种目前被普遍研究的导电聚合物。PEDOT具有热导率低、光学透明度好、热稳定性好、掺杂后电导率高、密度低等优点[19]，目前较多的应用在太阳能电池材料、OLED材料、电致发光和透明电极等方面，PEDOT 及其衍生物在热电方面的研究和应用受到越来越多的关注[20-24]。

 PEDOT的分子结构

PEDOT纳米材料常用的合成方法主要有化学氧化法[25]和气相聚合法[26]等。(1)化学氧化法，如：Choi等[25]使用化学氧化法合成了PEDOT纳米颗粒，研究结果显示实验反应条件对所合成的PEDOT纳米颗粒的电导率有较显著影响，通过优化反应实验条件，所制备的PEDOT纳米颗粒的最高电导率可达50S/cm。(2)气相聚合法，如：张鲁宁等[26]采用气相聚合法制备了PEDOT薄膜并对所制备的PEDOT薄膜的导电性能进行了测试和分析，研究结果显示气相聚合时间对PEDOT电导率的影响较显著，PEDOT的电导率随气相聚合时间的增加而增大，但是当达到一定的稳定值后PEDOT的电导率基本不再发生变化，所制备的PEDOT薄膜的最大电导率为17。3S/cm。