Amélioration des performances de matériaux thermoélectriques organiques : nouvelle approche basée sur l'utilisation de quantum dots

Organic thermoelectric materials : A novel approach to improve performances using quantum dots

• Auteur / Autrice : Shivani Shisodia
• Direction : Michaël Depriester, Abdelhak Hadj Sahraoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, microélectronique, nanoélectrique et micro-ondes
• Date : Soutenance le 14/10/2022
• Etablissement(s) : Littoral
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de dynamique et structure des matériaux moléculaires - Unité de Dynamique et Structure des Matériaux Moléculaires
• Jury : Président / Présidente : Andrés Emilio Sotelo Mieg
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yogendra Kumar Mishra, Andréas Zeinert, Stéphane Pailhès, Dharmendra Pratap Singh
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Andrés Emilio Sotelo Mieg, Yogendra Kumar Mishra

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transport quantique

Points quantiques

Composites polymères

Semiconducteurs polymères

Mots clés libres

Matériaux nanocomposites

Polymères thermoélectriques

Points quantiques

Propriétés de transport

Thermoélectricité

Nanocomposite materials

Thermoelectric polymers

Quantum dots

Transport properties

Thermoelectricity

Résumé

Le polymère poly(3,4-éthylène dioxythiophène):polystyrène sulfonate (PEDOT:PSS) a été largement étudié en raison de son excellente conductivité électrique. Cependant, jusqu'à présent, il n'y a eu que quelques études sur les polymères contenant des points quantiques pour des applications thermoélectriques (TE). L'étude actuelle décrit une nouvelle méthode pour améliorer les propriétés TE du polymère PEDOT:PSS en utilisant de l'oxyde de graphène décoré de points quantiques de dioxyde de titane (TQDGO). La conductivité électrique, la conductivité thermique et le coefficient Seebeck ont été mesurés pour étudier les propriétés TE. En outre, leurs performances dans les films minces ont été comparées à celles des pastilles en vrac, et il a été constaté que les films minces permettaient de meilleures performances TE que leurs homologues en vrac. Un facteur de puissance maximal de 91.26 µWm⁻¹K⁻² a été atteint en utilisant un film mince TQDGO/PEDOT:PSS à 2% en poids.

The polymer poly(3,4-ethylene dioxythiophene):polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) has been widely studied because of its excellent electrical conductivity. However, so far there have been only a few studies of polymers containing quantum dots for thermoelectric (TE) applications. The current study describes a new method to improve the TE properties of the PEDOT:PSS polymer using graphene oxide decorated with titatium dioxide quantum dots (TQDGO). Electrical conductivity, thermal conductivity and Seebeck coefficient were measured to study TE properties. Also, their performance in thin films was compared to that of bulk pellets, and thin films were found to provide better TE performance than their bulk counterparts. A maximum power factor of 91.26 µWm⁻¹K⁻² was achieved using a 2 wt% TQDGO/PEDOT:PSS thin film.