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有机热电材料和器件在柔性发电和便携式制冷等领域具有自身的优势，近年来开始受到广泛的关注并取得了很大的进展。目前，人们发展了多种性能优异的有机热电材料，推动了有机热电器件的发展。尽管如此，有机热电仍然面临材料体系单一、构效关系研究缺失和器件研究滞后等问题。有机热电材料的开发和器件的功能应用是有机热电研究的重要方向。本论文围绕发展高性能的有机半导体热电材料体系和探索器件的新功能应用展开，主要研究内容包括以下三个方面: 1.有机半导体的N型界面掺杂及热电性质的研究。首次利用重金属Bi界面掺杂具有高电子迁移率的有机半导体TDPPQ，系统研究Bi和半导体之间的相互作用，证明了Bi和有机半导体分子间可以发生有效的电荷转移。利用溶液加工技术制备了高质量的超薄TDPPQ薄膜，优化了Bi界面掺杂TDPPQ的掺杂效果，发现该掺杂体系具有十分优异的热电性质，功率因子最高可达到113μW m-1K-2。Bi和有机半导体的N型界面掺杂为新型高性能有机热电体系的开发提供了新思路。 2.有机半导体的共轭骨架效应及其在高性能热电材料中的应用。以芳香式A-DCV-DPPTT和醌式Q-DCM-DPPTT化合物为研究对象。系统研究共轭骨架对有机半导体热电性质的影响。阐述该类材料的共轭结构会对有机半导体的能级产生很大的影响，有效调控半导体的掺杂机理，影响半导体的电荷传输，进而调控半导体的电导率和塞贝克系数。N-DMBI掺杂的A-DCV-DPPTT电导率和塞贝克系数分别达5.3S/cm和665μV/K，功率因子最高可达236μWm-1K-2，是Q-DCM-DPPTT的50倍。通过3ω法成功测试了A-DCV-DPPTT的热导率为0.34W/mK，获得ZT值高达0.26，是N型有机小分子热电材料的最优性能。 3.探索有机热电材料的光热电功能性质研究。利用poly[Cux(Cu-ett)]材料的光吸收特性，系统研究有机半导体的光热电性质。发现光不仅可以产生热，为热电材料创建温差，也可以调控热电材料费米能级附近的态密度，显著提升热电材料的塞贝克系数。基于poly[Cux(Cu-ett)]材料成功制备了高集成度的柔性红外光探测器，实现了对红外光的灵敏性检测，光强检测范围可达1.7mW/cm2至1.7W/cm2;成功制备了光热电发电集成器件，实现了光热电发电。