p型和n型热电金属-有机框架复合中增强的电性能和抑制的热传输

用单一材料制造有机器件是非常具有挑战性的，尽管单一材料器件已被视为有机电子器件的下一代器件。在这里，我们报告了一种有效的方法来改善基于p和n型金属有机框架 (MOF) 的杂化物的热电 (TE) 性能。事实证明，混合载流子杂化物的极性是由载流子浓度较高的组分决定的。观察到三个关键TE参数的选择性增加，导致ZT的显着增强。与原始MOF的ZT相比，最大ZT值提高了270倍，这比先前报道的MOF的ZT记录高出7倍以上。电荷传输机理分析表明，并行传输模型与三个TE参数随CNT填料的变化非常吻合。制造了全MOF装置，以显示这种单材料TE装置的能量转换性能。选择性改善电性能和抑制热导率提出了开发基于MOF的TE材料的有效方法。混合材料中混合载体的研究可能为开发用于各种应用 (例如单材料太阳能电池) 的单材料有机电子学奠定基础。