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Highly Efficient n-Doping via Proton Abstraction of an Acceptor₁-Acceptor₂ Alternating Copolymer toward Thermoelectric Applications

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00007266
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-7266-4

Titelangaben

Hochgesang, Adrian ; Erhardt, Andreas ; Mohanraj, John ; Kuhn, Meike ; Herzig, Eva M. ; Olthof, Selina ; Thelakkat, Mukundan:
Highly Efficient n-Doping via Proton Abstraction of an Acceptor₁-Acceptor₂ Alternating Copolymer toward Thermoelectric Applications.
In: Advanced Functional Materials. Bd. 33 (2023) Heft 30 . - 2300614.
ISSN 1616-3028
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1002/adfm.202300614

Volltext

[thumbnail of Adv Funct Materials - 2023 - Hochgesang - Highly Efficient n‐Doping via Proton Abstraction of an Acceptor1‐Acceptor2.pdf]
Format: PDF
Name: Adv Funct Materials - 2023 - Hochgesang - Highly Efficient n‐Doping via Proton Abstraction of an Acceptor1‐Acceptor2.pdf
Version: Veröffentlichte Version
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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
solar technologies go hybrid
Ohne Angabe

Projektfinanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst

Abstract

Electron transporting (n-type) polymers are the coveted complementary counterpart to more thoroughly studied hole transporting (p-type) semiconducting polymers. Besides intrinsic stability issues of the doped form of n-type polymer toward ubiquitous oxidizing agents (H2O and O2), the choice of suitable n-dopants and underlying mechanism of doping is an open research field. Using a low LUMO, n-type unipolar acceptor1-acceptor2 copolymer poly(DPP-TPD) in conjunction with bulk n-doping using Cs2CO3 these issues can be addressed. A solid-state acid-base interaction between polymer and basic carbonate increases the backbone electron density by deprotonation of the thiophene comonomer while forming bicarbonate, as revealed by NMR and optical spectroscopy. Comparable to N-DMBI hydride/electron transfer, Cs2CO3 proton abstraction doping shifts the poly(DPP-TPD) work function toward the LUMO. Thereby, the anionic doped state is resilient against O2 but is susceptible toward H2O. Based on GIWAXS, Cs2CO3 is mostly incorporated into the amorphous regions of poly(DPP-TPD) with the help of hydrophilic side chains and has minor impact on the short-range order of the polymer. Cs2CO3 proton abstraction doping and the acceptor1-acceptor2 copolymer architecture creates a synergistic n-doped system with promising properties for thermoelectric energy conversion, as evidenced by a remarkable power factor of (5.59 ± 0.39) × µW m−1 K−2.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: conductive polymers; doping; double acceptor polymers; n-type; proton abstraction
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Professur Experimentalphysik VII - Dynamik und Strukturbildung
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Professur Experimentalphysik VII - Dynamik und Strukturbildung > Professur Experimentalphysik VII - Dynamik und Strukturbildung - Univ.-Prof. Dr. Eva M. Herzig
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-7266-4
Eingestellt am: 26 Okt 2023 09:11
Letzte Änderung: 26 Okt 2023 09:11
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/7266

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